БЛОК НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ
RETAINED FORMWORK UNIT

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий из монолитного бетона и железобетона в несъемной опалубке.
Одной из важнейших проблем при возведении зданий из монолитного бетона и железобетона в несъемной опалубке является снижение трудоемкости ее монтажа и обеспечение геометрической неизменяемости. Снижение трудоемкости монтажа несъемной опалубки является производственно-экономическим аспектом проблемы и позволяет сократить продолжительность строительства и уменьшить себестоимость продукции. Неизменность геометрических параметров позволяет обеспечить проектное качество стен как с позиции выполнения последующих отделочных работ, так и в части предотвращения уменьшения теплозащитного слоя конструкции из-за того, что при распорной деформации щиты опалубки, представляющие собой пластины из пористого материала, раздвигаются, а толщина уложенного бетона увеличивается. Для выравнивания поверхности возведенной конструкции выпирающую часть щита опалубки срезают заподлицо. Это приводит к уменьшению теплоизоляционного слоя стены, а в этом месте образуется мостик холода. Указанный недостаток является весьма значительным и скрытым под отделочным материалом, но проявляющимся в холодный период года.
Известно техническое решение блока несъемной опалубки (патент на полезную модель №116875, МПК Е04С 1/00; Е04В 2/86, 10.06.2012), содержащего две оппозитно расположенные плиты, скрепленные стяжками и образующие между собой пространство для монтажа арматуры и заполнения жидкотекучим материалом, способным к затвердеванию, при этом плиты по периметру снабжены выступами и соответствующими углублениями для соединения с другими блоками. При этом наружная плита блока выполнена из экструдированного пенополистирола, а внутренняя - из фибролита, расстояние между плитами задается стяжками, состоящими из двух частей, скрепленных между собой замком в виде нескольких штифтов с ответными пазами, регулирующим конечную длину стяжки, и имеющими с внешней стороны плит съемные пластины, удерживающие эти плиты, при этом стяжки плит расположены равномерно в несколько рядов на плоскости блока и снабжены выступами, образующими пазы для монтажа арматуры. При этом стяжка выполнена из пластмассы типа поликарбонат.
Недостатком указанного технического решения является высокая трудоемкость монтажа и низкая надежность их закрепления в единый блок. При укладке бетонной смеси и при ее уплотнении из-за отрыва стяжных элементов щиты опалубки, представляющие собой плиты, выполненные из различных материалов, раздвигаются. Этот недостаток наиболее часто проявляется в нижней части опалубочного блока, где наибольшее гидростатическое давление от уложенного бетона. Указанный недостаток не позволяет обеспечить высокое качество выполнения бетонных работ и не допускать утолщения конструкции за счет уменьшения поперечного размера плиты, являющейся теплоизолятором конструкции и неотъемлемой частью опалубки.
Известно техническое решение несъемной строительной опалубки (патент на изобретение №2510635, МПК Е04С 1/00; Е04В 2/86, 10.02.2014), содержащей наружную и внутреннюю плиты, установленные на определенном расстоянии друг от друга с образованием внутреннего объема для установки арматуры и заполнения строительным наполнителем, и соединительные перемычки между плитами. Перемычки выполнены в виде соединенных между собой попарно металлических кронштейнов, каждый из которых с одной стороны закреплен на внутренней поверхности одной из плит, а концевые части кронштейнов имеют 4 полосы с зацепными зубьями, ограничительными упорами и ответными окнами под зубья, при этом концевые части зацепных полос выполнены двух видов, одни из которых в хвостовой части имеют ступенчатую площадку, на которой расположен зацепной зуб и ограничительный упор в виде штампованных выступов, а другие зацепные полосы имеют ответные прямоугольные окна под зацепные зубья, при этом края зацепных полос, на которых имеются зубья, имеют отбуртовку шириной 5-7 мм, отогнутую на 8-10° от плоскости полки кронштейнов в противоположную сторону от зуба.
Недостатком указанного технического решения является низкая надежность зацепления зубьев перемычек. При укладке бетона и особенно при его уплотнении зацепные зубья выпадают из ответных окон. Это приводит к тому, что геометрическое положение щитов опалубки, выполненных в виде плоских облицовочных плит, нарушается, а на возведенных конструкциях появляются явно выраженные неровности. Поскольку облицовочные плиты являются щитами несъемной опалубки и элементами отделки возведенных конструкций, устранение образовавшихся дефектов поверхности сопряжено с разрушением этих плит. Это сводит к бессмысленности и экономической недостаточности указанного технического решения.
Прототипом заявляемого технического решения является блок несъемной опалубки (патент на полезную модель №92891, МПК E04G 11/06, 10.04.2010), содержащий две оппозитно расположенные на расстоянии между собой, изготовленные из вспененного полимерного материала пластины, скрепленные расположенными между пластинами перемычками, изготовленными из древесины в виде брусков, сопряженных противоположными гранями с обращенными навстречу друг другу поверхностями пластин, при этом пластины соединены с перемычками саморезами, ввернутыми в перемычки с прохождением через соответствующую пластину и с расположением головок снаружи блока, а на стержень каждого самореза надета шайба, упирающаяся в головку самореза и сопряженная с наружной поверхностью пластины. При этом каждая шайба выполнена в виде центральной части с отверстием, в котором располагается саморез, и охватывающего центральную часть кольца, связанного с центральной частью радиальными перемычками, а бруски выполнены в форме прямоугольных параллелепипедов. Толщина одной из пластин превышает толщину другой пластины, а сами пластины соединены тремя перемычками, расположенными последовательно по длине блока. При этом размер перемычки по направлению ширины пластины меньше ширины пластины.
Недостаток прототипа заключается в том, что перемычки, закрепленные саморезами, не обеспечивают необходимой геометрической неизменяемости блока несъемной опалубки. Нарушение геометрических размеров заключается в том, что при укладке бетонной смеси и при ее уплотнении в нижней части блока несъемной опалубки ее пластины раздвигаются. Это приводит к изменению толщины бетонной части стены и к последующему уменьшению толщины пластины, выполненной из вспененного полимерного материала. Кроме того, древесина перемычек не является щелочеустойчивым материалом. При длительном контакте с цементным камнем из древесины выделяются вещества, негативно воздействующие на его физико-механические характеристики: прочность на осевое сжатие, деформативность. Утолщение бетонных стен сопряжено с необходимостью дополнительных работ по зачистке поверхности пластин. Однако при этом ухудшаются теплотехнические характеристики возведенной конструкции из-за образования мостиков холода в зимний период года. Совокупность указанных недостатков обусловливает необходимость совершенствования блока несъемной опалубки.
Технический результат реализации заявляемого технического решения заключается в обеспечении геометрической неизменяемости блока несъемной опалубки и получения возводимых бетонных и железобетонных конструкций с проектными геометрическими параметрами.
Технический результат достигается тем, что блок несъемной опалубки, содержащий две оппозитно расположенные на расстоянии между собой, изготовленные из вспененного полимерного материала пластины, скрепленные расположенными между пластинами перемычками, которые установлены равномерно в продольном и поперечном направлениях пластин и выполнены в виде обращенных навстречу друг другу анкерных стержней, длина которых составляет менее половины толщины возводимой конструкции. Анкерные стержни установлены сквозь отверстия в пластинах так, что их плоские основания размещены на наружных поверхностях пластин, а распорные замки, размещенные на противоположных от плоских оснований концах анкерных стержней, установлены в перфорированные трубки и зафиксированы в отверстиях перфорации. Перфорированные трубки установлены в посадочные гнезда шайб, размещенных на внутренних поверхностях пластин соосно с анкерными стержнями, при этом каждое посадочное гнездо выполнено в виде полого цилиндра, закреплено одним торцом на шайбе перпендикулярно ее плоскости и соосно с ее центральным отверстием.
Технический результат достигается также тем, что распорный замок анкерного стержня выполнен в виде конуса с диаметром основания не менее внутреннего и более наружного диаметров перфорированной трубки. Конус распорного замка имеет два сечения, параллельных его оси и выполненных симметрично относительно нее на расстоянии друг от друга не менее размера диаметра анкерного стержня и менее диаметра основания конуса. Конус распорного замка снабжен продольным разрезом по оси и перпендикулярным к плоскости сечений, имеющим длину не менее размера высоты конуса и не более длины анкерного стержня при толщине разреза не менее толщины стенки перфорированной трубки.
Технический результат достигается также тем, что внутренний диаметр трубки имеет размер не больше диаметра основания конуса, а наружный диаметр трубки не меньше диаметра основания конуса распорного замка. Перфорации в трубке выполнены прямоугольными и расположены взаимно противоположно относительно продольной оси трубки и равномерно по ее длине. При этом размер продольной стороны отверстий составляет больше размера высоты конуса распорного замка, а размер поперечной стороны больше расстояния между сечениями конуса распорного замка.
Обоснование необходимости установки стяжек равномерно в продольном и поперечном направлениях пластин состоит в том, что такая установка позволяет обеспечить равномерное восприятие гидростатической нагрузки от бетона, уложенного и уплотняемого в блок несъемной опалубки, и за счет этого предотвратить выпирание пластин опалубки и утолщение слоя бетона в возводимой конструкции.
Обоснование размеров анкерных стержней
Длина анкерных стержней составляет менее половины толщины возводимой конструкции потому, что если она принята больше указанного размера, то их установка в направлении навстречу друг другу при стягивании пластин опалубки невозможна, т.к. в одной и той же перфорированной трубе они не поместятся.
Обоснование размеров элементов распорного замка
Диаметр конуса принят не менее размера внутреннего диаметра перфорированной трубки для того, чтобы в сжатом состоянии в месте продольного разреза обеспечить его плотное вхождение в полость перфорированной трубки. Если диаметр конуса принят менее внутреннего диаметра перфорированной трубки, то при установке в отверстие перфорации замок зафиксировать невозможно из-за отсутствия зацепления между основанием конуса и стенкой трубки.
Диаметр конуса принят более размера наружного диаметра перфорированной трубки для обеспечения надежной фиксации распорного замка в отверстии перфорации. Если диаметр основания будет меньше размера наружного диаметра перфорированной трубки, то его зацепление со стенкой трубки в отверстии перфорации будет незначительным или его не будет вообще. Это не позволит обеспечить геометрическую неизменяемость блока несъемной опалубки в процессе возведения бетонной или железобетонной конструкции.
Обоснование необходимости двух параллельных и симметричных относительно продольной оси сечений конуса и расстояния между ними состоит в том, что для обеспечения фиксации в отверстии перфорации распорного замка, диаметр конуса которого не меньше внутреннего диаметра и больше наружного диаметра перфорированной трубки. Если указанных сечений не будет, то невозможно изготовить перфорированную трубку с прямоугольными отверстиями, поперечная сторона которых может оказаться больше наружного диаметра самой трубки. Если расстояние между указанными сечениями будет меньше толщины анкерного стержня, то надежность распорного замка может оказаться низкой по прочностным показателям. Это не позволит создать блок несъемной опалубки с неизменными геометрическими параметрами.
Обоснование размеров продольного разреза в конусе распорного замка анкерного стержня состоит в том, что если длину разреза принять меньше, чем высота конуса, то его сжатие при введении в перфорированную трубку невозможно. Длина размера более длины анкерного стержня означает, что анкерный стержень разрезан на две части и как единое целое уже не существует.
Размер толщины разреза обусловлен необходимостью сжатия конуса при его введении в перфорированную трубку и его фиксации в отверстии при вставке опалубки в проектное положение. Если толщина разреза будет меньше толщины стенки перфорированной трубки, то невозможно будет сжать конус при его введении в полость перфорированной трубки.
Диаметр перфорированной трубки принят не менее диаметра основания конуса потому, что в противном случае даже в сжатом состоянии конуса его невозможно внедрить в полость трубки.
Совокупность диапазонов размеров элементов технического решения позволит достичь указанного технического результата реализации заявляемого технического решения.
Схема заявляемого технического решения представлена на фиг. 1, фиг. 2 - схема анкерного стержня с распорным замком.
Блок несъемной опалубки состоит из двух оппозитно расположенных пластин 1, изготовленных из вспененного полимерного материала, скрепленных перемычками 2, установленными равномерно в продольном и поперечном направлениях пластин. Перемычки 2 выполнены в виде обращенных друг к другу анкерных стержней 3, установленных сквозь отверстия 4 в пластинах 1. При этом плоские основания 5 анкерных стержней 3 размещены на наружных поверхностях пластин 1.
Анкерные стержни 3 установлены в перфорированные трубки 6 и зафиксированы в отверстиях 7 перфорации. Перфорированные трубки 6 установлены в посадочные гнезда 8 шайб 9, размещенных на внутренних поверхностях пластин 1 соосно с анкерными стержнями 3. Посадочное гнездо 8 выполнено в виде полого цилиндра, который одним торцом закреплен к шайбе 9, перпендикулярно ее плоскости и соосно с ее центральным отверстием. Распорный замок 10 анкерного стержня 3 размещен на противоположном от его плоского основания 5 и выполнен в виде конуса, имеющего диаметр основания не менее внутреннего и более наружного диаметров перфорированной трубки 6. Конус распорного замка 10 имеет два параллельных друг к другу и оси конуса сечения 11, расстояние между которыми не менее размера диаметра анкерного стержня 3 и менее диаметра основания конуса. Распорный замок 10 анкерного стержня 3 снабжен продольным разрезом 12, выполненным так, что его плоскость перпендикулярна сечениям 11 конуса. Перфорированная трубка 6 снабжена перфорацией, прямоугольные отверстия 7 которой выполнены взаимно противоположно относительно продольной оси и размещены равномерно по ее длине. В отверстиях 7 перфорированной трубки 6 зафиксированы распорные замки 10 анкерных стержней 3, стягивающих пластины 1 в блок несъемной опалубки.
Блок несъемной опалубки работает следующим образом.
До начала монтажа блока несъемной опалубки в проектное положение устанавливают арматуру конструкции. В пластинах 1 опалубки выполняют отверстия 4 под анкерные стержни 3 с учетом равномерного их распределения в продольном и поперечном направлениях пластин 4. Перфорированные трубки 6, выполненные, например, из полипропилена, нарезают в соответствии с проектным размером бетонной части возводимой конструкции. Сквозь отверстия 4 в пластинах 1 устанавливают анкерные стержни 3 так, чтобы опорная часть 5 касалась наружной поверхности пластины 1. С внутренней стороны пластины 1 на анкерный стержень нанизывают шайбу 9 с посадочным гнездом 8, в которое вставляют перфорированную трубку 6. При этом распорный замок 10 в конусной части сжат за счет его расположения в полости перфорированной трубки 6 и за счет того, что внутренний диаметр перфорированной трубки 6 меньше диаметра основания конуса распорного замка 10, а на анкерном стержне 3 имеется продольный разрез. Подводя анкерный стержень 3 к наружному отверстию в перфорированной трубке 6, перфорированную трубку 6 поворачивают вокруг своей оси так, чтобы конус распорного замка 10 полностью вошел в одно из отверстий с учетом толщины возводимой конструкции. В результате этого основание конуса принимает свою первоначальную форму, а распорный замок 10 фиксируется в прямоугольном отверстии 7 перфорированной трубки 6. После установки перемычек 2 на пластинах 1 с одной стороны блока приступают к выполнению аналогичных операций с его противоположной стороны.
Использование перемычек в виде анкерных стержней с фиксируемыми распорными замками в перфорированных трубках позволяет обеспечить надежное соединение панелей в единый блок опалубки. После укладки бетона опалубка остается неотъемлемой частью возводимой конструкции.
Совокупность новых существенных признаков заявляемого технического решения позволяет получить технический результат, заключающийся в обеспечении геометрической неизменяемости блока несъемной опалубки и получения возводимых бетонных и железобетонных конструкций с проектными геометрическими параметрами.