Пневматическая опалубка: что это, конструкция, технология, применение

Быстровозводимое сооружение на базе пневматической опалубки

Вестник Воронежского института ГПС МЧС России

УДК 69.033.6

БЫСТРОВОЗВОДИМОЕ СООРУЖЕНИЕ НА БАЗЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ОПАЛУБКИ

И.В. Михневич, С.Д. Николенко

Рассматриваются существующие быстровозводимые сооружения и область их применения, кратко описывается их конструкция и используемые материалы, отмечаются преимущества и недостатки каждого вида. Исследуются сооружения, в основе которых лежит пневматическая опалубка.

Анализируются подобные конструкции и технологии их возведения на основе существующих авторских свидетельств и патентов, с описанием недостатков. На основе проведенных исследований предложена конструкция, в которой решены существующие проблемы.

Результатом работы стал патент «Быстровозводимое сооружение на базе пневматической опалубки».

Введение. Существующие тенденции в строительстве наглядно показывают необходимость строительства временных сооружений, к которым можно отнести быстровозводимые и мобильные комплексы.

Основными недостатками капитальных строений являются длительные сроки строительства, значительные финансовые и трудовые затраты при возведении и т.д.

Быстровозводимые и мобильные комплексы лишены подобных недостатков и отличаются следующими преимуществами: возможность быстрого монтажа, возможность доставки в зону строительства существующими серийными видами автомобильного, железнодорожного, водного и воздушного транспорта. В настоящее время используют следующие виды и типы таких сооружений: контейнерные, сборно-разборные,

пневматические, тентовые, на основе пневматических опалубок [1].

Подобные сооружения целесообразно использовать для:

— ускоренного строительства;

— строительства объектов в труднодоступных регионах;

— оперативного обустройства строителей и геологов;

— временного расквартирования войск;

— ускоренное обустройство спасателей;

— обеспечение населения объектами для временного размещения при возникновении ЧС.

Контейнерные сооружения получили широкое распространение на строительных площадках в качестве бытовок; при разведке и добыче полезных ископаемых, в качестве жилых и хозяйственнобытовых помещений; на режимных объектах, в качестве КПП. Блок-контейнеры (БК) имеют панельное решение, каркас панелей выполнен из стальных труб или деревянных брусков, обшитых с внешней стороны стальным листом, а с внутренней древес-

но-волокнистой плитой либо пластиком. В качестве утеплителя используются полистирольные блоки, закладываемые в пространство между обшивкой.

Сооружения данного вида характеризуются такими достоинствами, как высокая степень заводской готовности конструкции объемного блока, сокращающая трудоемкость монтажа, высокое качество конструкций и соединений и др.

Недостатками данных сооружений являются: невозможность организации большепролетных помещений, необходимость использования тяжелого кранового оборудования при монтаже и демонтаже, значительные экономические затраты при транспортировке по сравнению со сборно-разборными и т.д.

В качестве панелей используются трехслойные конструкции с деревометаллическим или древесным каркасом, обшитые листовым материалом из металла, древесины, цементно-стружечных плит и других. Для заполнения стенового пространства используются различные утеплители.

Положительными сторонами подобных сооружений являются: универсальность конструкции, позволяющая строить сооружения различного назначения; простота монтажа и демонтажа даже необученным персоналом; взаимозаменяемость любого элемента в процессе эксплуатации; высокие экономические показатели при транспортировке, высокая степень оборачиваемости.

Среди недостатков можно назвать невозможность ручного монтажа; высокий удельный вес из-за большого количества используемого металла, что приводит к удорожанию; невозможность передислокации при отсутствии инфраструктуры.

41

Выпуск 1(18), 2016

преимуществами которых являются: легкость конструкций, простота монтажа, увеличенная по сравнению с рассмотренными сооружениями оборачиваемость, сейсмостойкость, низкие затраты при транспортировке.

Использование пневматических сооружений вместо капитальных традиционных сооружений происходит в моменты, когда сроки строительства ограничены часами или сутками и срок эксплуатации непродолжителен. Возможность их легкой передислокации и короткие сроки возведения определили область использования данных сооружений как сооружений «полевого» типа.

Однако в настоящее время количество стационарных пневматических объектов исчисляется тысячами. В зарубежной практике такие сооружения получили широкое распространение в качестве мобильных воинских комплексов; экстренных жилых и общественных зданий при ЧС различного характера; складских площадей; покрытий спортивных комплексов; специальные сооружения.

Из недостатков стоит отметить низкую прочность, необходимость поддержания определенного давления под оболочкой, высокие теплопотери в холодное время года, что приводит к дополнительным затратам [2].

а

Общим недостатком данных сооружений можно признать низкую защиту укрываемых людей и материальных средств от стихийных бедствий и воздействия различными колющими, режущими предметами и др.

Значительное развитие в области народного хозяйства получили сооружения, возведенные с помощью пневматической опалубки. Данные конструкции обычно имеют арочную форму и изготовлены из бетона. Сроки их возведения значительно ниже, чем у капитальных строений.

Строительство таких сооружений начинается с устройства фундамента, на котором расправляется и закрепляется пневматическая опалубка. Дальнейшее возведение возможно двумя способа.

Первый заключается в укладке арматуры, закреплении бетонных плит и выравнивании свежеуложенного бетона на поверхности опалубки, после проведения подготовительных работ во внутреннюю полость опалубки под давлением подается воздух до принятия проектного положения.

После принятия проектного положения вся конструкция выдерживается до набора проектной прочности, затем производят распалубливание конструкции и производство дополнительных работ. Недостатком данного способа является неконтролируемая деформация бетонной смеси при подъеме сооружения и сползание бетонной смеси.

Для снижения сползания свежеуложенной смеси, после ее укладки она укрывается «покрывалом» из пленочного материала (рис.1).

/ 2 ]

——х———/————-.

б

Рис.1. Схематические этапы возведения сооружения с помощью пневматической опалубки (вразрезе). где а — исходного положения опалубки; б — опалубка перед подъемом; в — готовое сооружение; 1 — фундамент, 2 — опалубка, 3 — армированный бетон.

Второй способ состоит в использовании специальных торкрет-установок, для нанесения бетона на поверхность приведенной в проектное положение опалубки методом торкретирования, после набора прочности с опалубкой поступают также как в первом способе. Данный способ более трудоемок, чем предыдущий, требует использования подъемных средств для нанесения торкретбетона на верхние участки опалубки, кроме того процесс нанесе-

Положительными сторонами сооружений возведенных с помощью пневматической опалубки являются: высокие прочностные качества, превы-

42

Вестник Воронежского института ГПС МЧС России

шающие другие вышеописанные быстровозводимые сооружения; сниженные сроки возведения по сравнению с капитальными строениями; высокая оборачиваемость пневматической опалубки; возможность возведения протяженных сооружений.

Из вышесказанного видно, что ни одно из вышеназванных быстровозводимых сооружений в полной мере не удовлетворяет современным техническим требованиям.

Разработка сооружения на базе пневматической опалубки. На основании проведенного анализа было принято решении о проведении исследований по совершенствованию существующих сооружений на базе пневматической опалубки. Как отмечено ранее одним из основных недостатков возведения таких сооружений является сползание бетонной смеси в процессе подъема их в проектное положение.

Данный недостаток был устранен в изобретении «Пневматическая опалубка для быстрого возведения сооружения» авторов С.Д.Николенко, В.В.Мамулина, М.В.Леонтьева.

Отличительной особенностью данного изобретения является наличие двух газопроницаемых оболочек и перфорированных трубок, через которые происходит заполнение полости, образуемой между оболочками, смоляной смесью.

[4] Данный способ значительно сокращает трудоемкость и сроки возведения.

Дальнейшее развитие такого рода быстровозводимых сооружений шло по пути возможного использования бетона в качестве несущих конструкций, так была предложена конструкция пневматической опалубки для быстрого возведения сооружения, где в качестве заполнителя межоболочного пространства было предложено использование сухой фибробетонной смеси, затворямой через перфорированные трубки, расположенные также в межоболочном пространстве, жидкостью не содержащей вяжущее, после принятия сооружением проектного положения. Но, учитывая возможные длительные сроки хранения до момента использова-

Данный недостаток призвано решить изобретение С.Д.Николенко и Д.А.Казакова «Сооружение, возведенное на несъемной пневматической опалубке», в котором предлагается отказаться от использования цемента в межоболочном пространстве в пользу использования в качестве затворяющей жидкости цементного молочка.

Кроме того оболочки выполняются из гидрофобного материала, а на наружной поверхности сооружения появляются патрубки отсоса воздуха, что позволяет воздуху и несвязанной жидкости беспрепятственно покидать межоболочное пространство.

[5] Данное изобретение позволяет значительно увеличить сроки хранения произведенного сооружения до момента возможного использования.

Все вышеописанные сооружения требуют устройства фундамента, приводящего к дополнительным финансовым и трудовым затратам, что является негативным фактором в условиях наступившей чрезвычайной ситуации (ЧС).

В результате было принято решение использовать гибкое основание, которое герметично крепится к оболочкам сооружения, составляя единое целое, кроме того подобное основание позволяет беспрепятственно складывать сооружение для транспортирования.

Результатом данного исследования стало изобретение «Быстровозводимое сооружение на базе пневматической опалубки», состоящее из двух оболочек, герметично закрепленных на гибком основании, расположенные на фиксированном расстоянии между собой, при помощи гибких связей (рис.2).

а

Рис.2. Быстровозводимое сооружения на базе пневматической опалубки. где а — вид сложенного сооружения: H — высота, B — ширина, L — длина, 1 — строповочные петли, 2 — сооружение; б — конструкция сооружения (разрез): 1- внешняя оболочка; 2 — гибкие связи; 3 — сухая смесь; 4 — перфорированные трубки;

5 — внутренняя оболочка; 3 — возведенное сооружение (разрез):

1 — гибкое основание, 2 — винтовые анкеры, 3 — затворенная смесь с оболочками.

43

Выпуск 1(18), 2016

Пространство между оболочками заполнено сухой фиброармированной смесью, в которой на определенном расстоянии расположены перфорированные трубки, позволяющие полностью затворять ее. Сооружение доставляется к месту монтажа в свернутом виде автомобильным, железнодорожным, и др.

Во внутреннее пространство подается газ (воздух), до принятия сооружением проектного положения, после чего происходит подача затворяющей жидкости через патрубки в перфорированные трубки.

После полного затворения смеси во внутреннюю полость сооружения нагнетают дополнительное количество газа, с одновременным удалением воздуха и несвязанной жидкости из межоболочного пространства через патрубок отсоса, что позволяет дополнительно уплотнить затворенную смесь и заполнить объ-

Библиографический список

1. Николенко С.Д., Михневич И.В. Сравнительный анализ быстровозводимых сооружений для использования в ЧС / С.Д. Николенко, И.В. Михневич // Инженерные системы и сооружения. — 2013. -№4(13). — С. 43-48.

2. Теория и практика использования быстровозводимых зданий в обычных условиях и чрезвычайных ситуациях в России и за рубежом [Электронный ресурс] / А.Н. Асаул [и др.].— Электрон. текстовые данные.- СПб.: Институт проблем экономического возрождения, Гуманистика, 2004.— 368 с.

3. Болотских Л.В., Технология торкретирования бетонной смеси на вертикальные поверхности пневмоопалубок: дисс. на соискание ученой степени канд. тех. наук / Л.В. Болотских. — Воронеж, 2003. -192 с.

4. А.с. № 1738974 А1 СССР, кл. Е 04 G 11/04. Пневматическая опалубка для быстрого возведения сооружения / С.Д. Николенко, В.В. Мамулин, М.В. Леонтьев. Бюл. № 21, 1992. — 2 с.

5. Пат. 2371555. Российская Федерация. Сооружение, возведенное на несъемной опалубке [Текст]

/ С.Д. Николенко, Д.А. Казаков. Бюл. №30, 2009. — 4 с.

ем между оболочками. В дальнейшем внешняя оболочка сооружения выполняет роль кровли, а внутренняя — роль отделки, гибкое основание служит полом сооружения.

[6] После набора бетоном проектной прочности в оболочке выпиливаются необходимые технологические проемы (двери, окна, ворота).

В случае использования сооружения в условиях пониженных температур возможно нанесение на внутреннюю оболочку теплоизолирующего материала, например вспененного полистирола.

Выводы. Таким образом на основании проведенных исследований была разработана конструкция быстровозводимого сооружения. На предложенную конструкцию был получен патент. В настоящее время ведутся исследования по дальнейшему усовершенствованию конструкции и технологии возведения быстровозводимого сооружения.

References

1. Nikolenko S.D., Mihnevich I.V. Sravnitel'nyj analiz bystrovozvodimyh sooruzhenij dlja ispol'zovanija v ChS / S.D. Nikolenko, I.V. Mihnevich // Inzhenernye sistemy i sooruzhenija. — 2013. — №4(13). — S. 43-48.

2. Teorija i praktika ispol'zovanija

bystrovozvodimyh zdanij v obychnyh uslovijah i chrezvychajnyh situacijah v Rossii i za rubezhom [Jelektronnyj resurs] / A.N. Asaul [i dr.].— Jelektron. tekstovye dannye.- SPb.: Institut problem

jekonomicheskogo vozrozhdenija, Gumanistika, 2004.— 368 c.

3. Bolotskih L.V., Tehnologija torkretirovanija betonnoj smesi na vertikal'nye poverhnosti pnevmoopalubok: diss. na soiskanie uchenoj stepeni kand. teh. nauk / L.V. Bolotskih. — Voronezh, 2003. -192 s.

4. A.s. № 1738974 A1 SSSR, kl. E 04 G 11/04. Pnevmaticheskaja opalubka dlja bystrogo vozvedenija sooruzhenija / S.D. Nikolenko, V.V. Mamulin, M.V. Leont'ev. Bjul. № 21, 1992. — 2 s.

6. Pat. 2415237. Rossijskaja Federacija. Bystrovozvodimoe sooruzhenie na baze pnevmaticheskoj opalubki [Tekst] / S.D. Nikolenko, D.A. Kazakov, I.V. Mihnevich. Bjul. №9, 2011. — 4 s.

44

Вестник Воронежского института ГПС МЧС России

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/bystrovozvodimoe-sooruzhenie-na-baze-pnevmaticheskoy-opalubki

Виды и классификация опалубок Выполнили: Нестеров Владимир студент ИГЭС ТЭС 4-2. — презентация

1 Виды и классификация опалубок Выполнили: Нестеров Владимир студент ИГЭС ТЭС 4-2<\p>

2 Что такое ОПАЛУБКА? Опалубка –вспомогательная временная конструкция, выполненная из металла, дерева, пластика или других материалов. Опалубка необходима для придания конструктивным элементам из бетона, железобетона, строительных растворов требуемой формы и геометрических размеров, структуры поверхности и положения в пространстве. Опалубочная система или опалубка состоит из нескольких составляющих, куда входят формообразующие элементы (палуба), поддерживающие палубу конструкции (стойки, рамы, подкосы и т.п.) и крепеж. Съемную опалубку после затвердевания строительного раствора снимают с готовой конструкции, а сам процесс демонтажа опалубки называют распалубливание. Помимо съемной существует и несъемная опалубка. Её не удаляют, и она становится частью возводимой строительной конструкции.<\p>

3 Классификация опалубок. В соответствии с ГОСТ типы опалубок зависят от следующих параметров: вид бетонируемых конструкций; конструкция опалубки; материал её несущих элементов; возможность применения при различной температуре наружного воздуха и характера её воздействия на бетон монолитных конструкций; оборачиваемость (возможность повторного использования).<\p>

4 Виды опалубок по области применения (функциональное назначение) Опалубка вертикальных конструкций: Фундаментов Ростверков Стен Мостов Труб Градирен Колонн Опалубка горизонтальных конструкций: Перекрытий Куполов Пролетных строений мостов<\p>

5 Опалубка вертикальных конструкций<\p>

6 Опалубка горизонтальных конструкций<\p>

8 Мелкощитовая опалубка<\p>

9 Крупнощитовая опалубка<\p>

10 Блочная опалубка<\p>

11 Объемно-переставная опалубка<\p>

12 Скользящая опалубка<\p>

13 Пневматическая опалубка<\p>

14 Несъемная опалубка<\p>

15 Виды опалубок по способу установки Стационарная : опалубка, собираемая на месте из отдельных элементов — досок и брусьев. Применяется для опалубливания элементов сооружений, имеющих сложную форму. Самоподъёмная: самоподъемная опалубка передвигается вверх за счет гидравлического привода независимо от работы грузоподъемного крана и характеризуется максимальной безопасностью в течение всего рабочего цикла за счет закрытых со всех сторон рабочих подмостей Подъёмно-переставная: для высоких сооружений со стенками переменного сечения. Подъёмная: опалубка пневматическая, формообразующая оболочка которой поднимается в проектное положение вместе с уложенной на нее бетонной смесью.<\p>

16 Виды опалубок по применяемым материалам при их изготовлении Стальная Алюминиевая Деревянная (дощатая, фанерная) Пластмассовая Пенопластовая Картонная<\p>

17 Вывод Опалубка является формой для бетона. Без опалубки трудно представить любую бетонную конструкцию. Строительство развивается, а потому опалубка в виде опалубочных систем, также стала пользоваться большой популярностью. Эти конструкции бывают разных видов: пластиковая опалубка, металлическая опалубка, опалубка пенопласт, инвентарная опалубка и скользящая опалубка и т.д. Выбирая строительную опалубку, необходимо учитывать множество факторов. Среди них и такие, как наличие на объекте техконтроля и уровень квалификации строителей. Если на стройке есть всё необходимое, то можно использовать легкие и прочные конструкции из алюминия. При этом надо помнить, что такая опалубка не подлежит ремонту. Стальные или деревянные опалубки, наоборот, легко отремонтировать. Это качество ценят не только потребители, но и сами фирмы, основной деятельностью которых является строительство железобетонных конструкций.<\p>

Источник: http://www.myshared.ru/slide/1336600

Возведение зданий и сооружений в специальных опалубках

Пневматическая опалубка. Для возведения сооружений и отдельных элементов криволинейной поверхности экономически целесообразно использовать пневматическую опалубку.

Ее успешно применяют для возведения коллекторов, покрытий купольных сооружений диаметром до 36 м и сводчатых тонкостенных конструкций при пролете 12…18 м.

С помощью пневмоопалубки можно возводить склады, производственные здания, ангары для разнообразной техники, хранилища зерна и удобрений, системы коллекторов и трубопроводов, спортивные сооружения.

Этот вид опалубки выполняют в виде гибкой оболочки из высокопрочной прорезиненной ткани толщиной 0,3…

Опалубку раскраивают по специальным выкройкам, сшивают, швы проклеивают тем же материалом. Опалубку закрепляют по контуру основания, затем в нее нагнетают воздух под давлением 0,05 МПа.

Перед бетонированием ее поверхность покрывают эмульсионной смазкой. Армирование выполняют из дисперсного армированного стекловолокна или из обычной сетки. Бетон наносят набрызгом или послойно. Когда бетон приобретает проектную прочность, опалубку отделяют от бетона. Для ускоренного твердения бетона возможна подача в опалубку пара или подогретого воздуха.

Пневматическая опалубка не требует больших затрат на транспортирование, монтаж и эксплуатацию. С помощью такой опалубки можно возводить конструкции в самых труднодоступных местах.

Важными преимуществами пневмоопалубок является их малая масса, высокая оборачиваемость и низкая трудоемкость монтажа и демонтажа.

При работе с пневмоопалубкой необходимо в ней постоянно поддерживать рабочее давление около 1,2 кПа.

Несъемная опалубка. Несъемная опалубка послеукладки монолитного бетонаи завершения последующих процессов остается в теле забетонированной конструкции и работает в нейкак одно целое.

В качестве материала несъемной опалубки можно использовать стальной профилированный настил, различный листовой материал, керамические и стеклянные блоки и даже металлические сетки.

Опалубка может быть изготовлена также из плоских, ребристых и корытообразных профильных плит из железобетона, бетона, армоцемента, стеклоцемента, фиброцемента.

Использование несъемной опалубки из пенополистирольных блоков является одним из примеров энергосберегающих технологий. Использование пространственных блоков в качестве опалубки стен и перекрытий позволяет в

значительной степени интенсифицировать процесс нового строительства и реконструкции зданий.

Здания, возведенные внесъемной пенополистирольнойопалубке, требуют защиты фасадной поверхности от механических повреждений, ее надежной

облицовки. В стенки пенополистирольных блоков устанавливают с требуемым шагом анкеры, на которых в дальнейшем будут крепиться кронштейны с вертикальными направляющими.

В процессе монтажа облицовочных панелей осуществляется заполнение свободного пространства легкобетонной смесью на мелком заполнителе, пенобетоном или цементно- песчаным раствором.

Греющие опалубки. Щиты такой опалубки снабжены нагревательными элементами, вмонтированными с тыльной стороны палубы и закрытыми слоем утеплителя. Нагревательными элементами могут быть снабжены щиты любой опалубки (мелкощитовой, крупнощитовой, объемно-переставной, катучей, скользящей и т. д.).

Применяют греющие опалубки при бетонировании в зимних условиях, а также для ускорения твердения бетона в летних условиях с целью ускорения работ и сокращения производственного цикла. Передача тепла в таких опалубках происходит путем теплопроводности, т. е.

контактным способом от нагретой поверхности опалубки к примыкающему бетону.

В греющую опалубку может быть переоборудована любая инвентарная опалубка с палубой из стали или фанеры. Опалубку применяют при возведении тонкостенных и среднемассивных конструкций, а также при замоноличивании узлов сборных железобетонных элементов.

Термоактивное покрытие (ТРАП) — легкое, гибкое устройство с углеродными ленточными нагревателями или греющими проводами, обеспечивающими нагрев поверхности соприкосновения до 50°С.

Основой покрытия является стеклохолст, к которому и крепят нагреватели. Для теплоизоляции применяют листовое стекловолокно с экранированным слоем из фольги.

В качестве гидроизоляции используют прорезиненную ткань.

Источник: https://megaobuchalka.ru/8/31469.html