СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
BUILDING ELEMENT

Изобретение относится к наземному строительству, а именно к несъемной опалубке для сооружения стен, полов, перекрытий, а также к строительным конструкциям в целом, в частности, к стенам и перекрытиям.
Известно, что воздействие окружающей среды на арматуру в железобетонных конструкциях связаны с проникновением с наружной поверхности конструкции через поры и трещины в бетоне влаги, агрессивных жидкостей и газов, что вызывает коррозию арматуры, а механические воздействия на поверхность бетона уменьшают толщину защитного слоя конструкций или разрушают его.
Условием предотвращения доступа влаги к арматуре с поверхности бетона является ограничение ширины раскрытия трещин, которая не должна превосходить 0,2 мм в соответствии с СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», а условием предотвращения разрушения защитного слоя является повышение его прочности.
Известно техническое решение - несъемная опалубка для возведения монолитной конструкции (патент РФ на полезную модель №24487 от 10.08.2002, МПК E04G 9/00), содержащая параллельно расположенные опалубочные щиты, выполненные из минераловатных плит и армированные каркасами из горизонтальных и вертикальных стержней, и фиксирующие элементы, выполненные в виде монтажной сетки из соединенных между собой продольных и поперечных стержней. Совместное использование несъемной опалубки и армокаркасов повышает скорость возведения строительной конструкции. При этом стержни армокаркаса находятся на значительном расстоянии от параллельно расположенных опалубочных щитов для соблюдения требований строительных норм по углублению арматуры в бетонную конструкцию, заключающиеся в защите последней от неблагоприятных атмосферных воздействий и включению арматуры в силовую работу строительной конструкции. Кроме того, использование опалубочных щитов из минераловатных плит, не обладающих достаточной прочностью в сравнении с сталефибробетонными листами, не позволяет включать опалубку в силовую работу строительной конструкции при ее расчете, в особенности в работу по восприятию внешних нагрузок и собственного веса строительной конструкции.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является строительный элемент (патент РФ на изобретение №2633462 от 12.10.2017, МПК E04G 11/06), содержащий бетон, арматуру и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки. Известное техническое решение позволяет решить такие задачи, как включение в силовую работу опалубки и бетона с арматурой без предварительного напряжения, повышение эффективности работы стержневой арматуры (стержней армокаркаса), обеспечение защиты стержневой арматуры от коррозии.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности защиты арматуры от воздействия окружающей среды и механических воздействий за счет использования в качестве защитного слоя бетона несъемной сталефибробетонной опалубки из высокопрочного сталефибробетона.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении защиты арматуры железобетонных конструкций от воздействий окружающей среды, в том числе агрессивных воздействий, и механических воздействий с целью соответствия требованиям СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
Указанный технический результат достигается за счет того, что в строительном элементе, содержащем заполненный бетоном армокаркас и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки, согласно заявляемому изобретению, несъемная сталефибробетонная опалубка выполнена из самоуплотняющегося мелкозернистого бетона, армированного по объему от 0,5 до 6% стальными волокнами с диаметром от 0,3 до 1,2 мм и длиной от 15 до 40 мм и установлена с непосредственным примыканием к наружным стержням армокаркаса.
В строительном элементе плотность сталефибробетона сталефибробетонной опалубки преимущественно равна 2,4 г/см3, а поверхностная пористость 2,6%.
Марка самоуплотняющегося мелкозернистого бетона сталефибробетонной опалубки по водонепроницаемости преимущественно выбрана не ниже W20.
Сталефибробетонная опалубка строительного элемента может быть армирована стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки волнового профиля.
Сталефибробетонная опалубка строительного элемента может быть армирована стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки анкерного профиля.
Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема строительного элемента.
Строительный элемент содержит арматуру 1, бетон 2 и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки 3. Защитный слой в виде сталефибробетонной опалубки 3 закреплен непосредственно к арматуре 1. Несъемная сталефибробетонная опалубка 3 выполнена на основе самоуплотняющегося мелкозернистого бетона, армированного по объему от 0,5 до 6% стальными волокнами с диаметром от 0,3 до 1,2 мм и длиной от 15 до 40 мм. При этом для более эффективной работы сталефибробетонной опалубки в качестве фибры могут быть использованы стальные волокна из высокоуглеродистой стали анкерного или волнового профиля.
Эффективность строительного элемента и строительной конструкции, выполненной из заявленных строительных элементов, достигается за счет того, что сталефибробетон несъемной опалубки имеет плотность 2,4 г/см3, поверхностную пористость 2,6%, средний размер пор 0,1 мм, максимальное раскрытие трещин 30 мкм, марку по водонепроницаемости не ниже W20, по морозостойкости не менее F1000, класс прочности на осевое сжатие Bfb 80-100, на осевое растяжение Bfbt 7,0, нормативную прочность на растяжение при изгибе Rfbtf 25 МПа, прочность сцепления с монолитным бетоном - не менее 1,80 МПа, коэффициент истираемости не более 0,5.
Предполагаемой областью внедрения изобретения является проектирование железобетонных конструкций с несъемной сталефибробетонной опалубкой, обладающей повышенной водонепроницаемостью и предотвращающей доступ к арматуре жидких агрессивных сред и, и тем самым, предотвращающей коррозию арматуры под их воздействием.
Для проверки применимости предлагаемого изобретения были изготовлены и протестированы по всем рассмотренным параметрам образцы сталефибробетонной опалубки, изготовленные на основе самоуплотняющегося мелкозернистого бетона, армированного стальными волокнами пяти типов фибры с диаметрами от 0,3 до 1,2 мм и длиной от 15 до 40 мм при пяти различных процентах армирования по объему от 0,5 до 6%. Толщина сталефибробетонной опалубки выбиралась в интервале от 10 до 30 мм.
Заявляемое изобретение позволяет повысить защиту и водонепроницаемость строительных конструкции за счет использования несъемной сталефибробетонной опалубки, предотвращающей доступ к арматуре жидких агрессивных сред.