Опалубка двутавровых и тавровых балок

англ
Полезная модель относится к области технологии производства строительных конструкций из сверхвысокопрочного бетона (. - ultra-high performance concrete, UHPC) и может быть использована для изготовления облегченных балочных конструкций повышенной несущей способности, например, мостовых и подкрановых балок, арок таврового и двутаврового сечений, а также в целом для расширения номенклатуры строительных конструкций заводского изготовления.
Известна полезная модель облегченных железобетонных стен и перекрытий (Патент RU 143599 U1, кл. E04C 2/00 (2006.01), E04B 2/86 (2006.01), 2014 г.). Полезная модель обеспечивает повышение звуко- и теплоизоляции, снижение веса монолитных железобетонных стен или перекрытий зданий при использовании особой несъемной опалубки в заранее заданных местах. Конструкционная железобетонная панель выполняется преимущественно плоской, в ней неподвижно закреплены блоки-вставки из газонаполненного полимерного материала или полистирола. Блоки-вставки могут быть изготовлены из пенополистирольных листов. Согласно различным вариантам осуществления полезной модели в железобетонной панели блоки-вставки могут располагаться в несколько рядов с заданными шагом как с одной стороны панели, так и с противоположных сторон. Открытая сторона блоков покрывается затвердевшим строительным материалом - цементно-песчаным раствором, шпатлевкой или отделочной штукатуркой.
Также известно изобретение монолитной железобетонной стеновой конструкции с применением изоляционных панелей (Патент US 8375677 B1, кл. E04B1/00, 2013 г.). В качестве опалубки стен применяются щиты с расположенными на них изоляционными панелями-вставками прямоугольной формы. Отличительной особенностью изобретения является использование в качестве рабочего армирования металлического проката двутаврового или швеллерного сечения. Проектное положение двутавровых профилей обеспечивается размещением их на боковых гранях изоляционных вставок. Швеллерный профиль устанавливается таким образом, чтобы сформировать каналы на лицевой поверхности стены. После набора прочности бетона опалубку стен снимают, а изоляционные панели оставляют в теле бетона. За счет этого повышаются тепло- и звукоизоляционные свойства стен, снижается расход материалов на монолитные работы.
Формообразователи (пустотообразователи) из легких материалов могут быть использованы в качестве элемента съемной опалубки плит перекрытий и покрытий. При этом необходимо, чтобы материал обладал жесткостью, достаточной для восприятия без существенного деформирования давления бетонной смеси, формирующегося при изготовлении конструкции. Вышеперечисленные решения непригодны для таких случаев, так как опалубки предлагаемых конструкций с формообразователями являются несъемными, их оборачиваемость исключается.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели принято изобретение для строительства подземных несущих конструкций, а именно монолитных железобетонных стен подвалов облегченной конструкции (Патент US 8827235 B1, кл. E04G11/08, E04B2/84, 2014 г.). Использование изобретения позволяет снизить расход бетона, необходимого для возведения типовой стены подвала (цокольного этажа), на 30-35%. В технологии производства таких стен применяется традиционное решение щитовой опалубки, на внутренней стороне которых фиксируют вставки - пустотообразователи. Основание вставки имеет прямоугольную форму. Из плоскости основания выступают один или несколько формообразователей прямоугольной или трапециевидной формы. После затвердения бетона стен опалубка снимается, и вставки после подготовки их поверхности могут быть использованы повторно. В том случае, если опалубочные вставки изготовлены из изоляционного материала (экструдированный полистирол, вспененный пенополистирол), их можно оставить на стене на постоянной основе, тем самым понизив её теплопроводность. При многоразовом использовании вставки с пустотообразователями могут быть объединены с щитом опалубки в цельную конструкцию.
Недостатком прототипа является отсутствие изоляции пустотообразователей. Опыт изготовления конструкций из сверхвысокопрочного бетона показывает, что в этом случае извлечение формообразователей из затвердевшей конструкции затруднительно и сопровождается их повреждением - сколами пенополистирола, отрывами небольших кусков, прилипающих к бетону. Наличие старых повреждений способствует образованию новых, что приводит к быстрому износу опалубки. Кроме того, назначением прототипа является устройство монолитных стен подвала (в т.ч. утепленных), возможность применения прототипа для изготовления облегченных балочных конструкций в патенте не рассматривается.
Задача предлагаемой полезной модели заключается в усовершенствовании опалубки с легкими формообразователями для создания возможности её применения в изготовлении облегченных балочных конструкций из сверхвысокопрочного самоуплотняющегося бетона.
Техническим результатом полезной модели является повышение оборачиваемости опалубки для изготовления облегченных балочных конструкций из сверхвысокопрочного самоуплотняющегося бетона.
Технический результат достигается тем, что на опалубку для изготовления двутавровых и тавровых балок, состоящую из днища, двух торцевых пластин и двух вертикальных щитов опалубки, приклеиваются обернутые в полиэтиленовую пленку формообразователи из экструдированного пенополистирола с размерами и формой сечения, определяемыми конструкцией балки.
Используемые в предлагаемом решении формообразователи обладают необходимой жесткостью, способны выдерживать воздействия температуры, возникающие при пропаривании конструкций, защищены от повреждений при их извлечении из затвердевшей конструкции, а также имеют низкую стоимость и просты в изготовлении. Обертывание формообразователей полиэтиленовой пленкой обеспечивает высокое качество поверхности конструкций и препятствует потере воды, вызванной водопоглощением пенополистирола, и, следовательно, исключает возможное снижение водоцементного соотношения бетонной смеси.
Оборачиваемость опалубки заключается в возможности её многократного использования благодаря применению пенополистирольных формообразователей, изолированных защитной полиэтиленовой пленкой, способствующей свободному извлечению формообразователей без образования повреждений, вызванных отрывом от бетона.
На фиг. 1 приведена схема опалубки, состоящей из стального днища 1 прямоугольной формы, двух торцевых металлических пластин 2 прямоугольной формы, двух боковых металлических щитов опалубки 3 прямоугольной формы, усиленных ребрами жесткости. На щиты опалубки 3 наклеиваются объемные формообразователи 4, изготовленные из пенополистирольных плит при помощи терморезака, обернутые изолирующей оболочкой из полиэтиленовой пленки и извлекаемые из затвердевших облегченных балок 5 из сверхвысокопрочного бетона (UHPC). На щитах опалубки по их длине могут наклеиваться несколько формообразователей для устройства в стенке балок рёбер жесткости.
Согласно различным вариантам реализации полезной модели на фиг. 2 показаны поперечные разрезы собранной стальной опалубки, в т.ч. боковых щитов 3 и горизонтального днища 1, с формообразователями 4 из пенополистирольных плит с защитной изолирующей оболочкой из полиэтиленовой пленки для изготовления двутавровых 5а, тавровых с полкой в сжатой зоне 5б и тавровых с полкой в растянутой зоне 5в облегченных балок из сверхвысокопрочного бетона (UHPC).
Согласно различным вариантам реализации полезной модели на фиг. 3 показаны обернутые в полиэтиленовую пленку формообразователи из экструдированного пенополистирола - стандартной формы 4а и с фасками на ребрах 4б, устраиваемыми для облегчения извлечения из затвердевшего бетона и снижения вероятности повреждения формообразователя.
Технология изготовления облегченных балочных UHPC-конструкций, используемая в рамках настоящей полезной модели, включает подготовку и отчистку комплекта опалубки, фиксацию формообразователей, изготовленных из пенополистирольных плит с защитной изолирующей оболочкой из полиэтиленовой пленки, на щитах опалубки посредством клеевого соединения, а также покрытие смазкой всех контактирующих с бетоном поверхностей для облегчения последующего извлечения формообразователей из затвердевшего бетона. Смесь сверхвысокопрочного бетона является самоуплотняющейся, набирает прочность в нормальных условиях или с применением тепловой обработки в пропарочной камере. После распалубливания и отчистки комплект опалубки готов к повторному циклу использования. Поврежденные участки изолирующей полиэтиленовой оболочки формообразователей подлежат замене.