СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
METHOD TO ERECT STACK

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве технологии укладки бетона в съемную опалубку, преимущественно в зазор между внутренней и внешней съемной опалубкой с установленным в зазор разделительным элементом при возведении дымовых труб, зданий и сооружений из монолитного бетона.
3
Разделительные элементы несъемной опалубки остаются после бетонирования в конструкции и выполняют в ряде случаев функции переточной мембраны, гидроизоляции, облицовки, утеплителя. Наибольшая часть таких конструкций выполняется из тяжелого бетона с объемной массой 2400 кг/м.
Известен способ возведения дымовых труб (авт. св. СССР №337484, МПК Е04Н 12/28, опубл. 1970 г.), согласно которому вначале осуществляют бетонирование железобетонного ствола дымовой трубы, а после его завершения выкладывают из кирпича футеровочную стенку на кислотостойком растворе, с устройством кольцевого зазора между футеровкой и стволом трубы, дополнительно на поверхность футеровки наносят андезитовую шпаклевку, а ствол трубы защищают эпоксидной смолой.
Известен также способ возведения труб путем укладки бетона в зазор между футеровкой и несущим стволом дымовой или вентиляционной трубы (патент РФ №2355855, МПК Е04Н 12/28 (2006.01), Е04С 5/00 (2006.01), опубл. 10.12.2008 г.), включающий укладку бетона в пространство между внутренними поверхностями несущего ствола трубы и футеровкой, причем в качестве теплоизоляционного бетона используют перлитоцементный бетон с полимерными или пенообразующими добавками, предварительно разогретый до температуры 50-60°C, а внутренние поверхности несъемной опалубки заранее покрывают полимерным клеящим составом и они имеют более низкую температуру, чем бетонная смесь, а для уплотнения бетона используется пневмопригруз.
Описанные способы не нашли широкого применения в настоящее время в связи с их сложностью и трудоемкостью.
Известен также наиболее близкий по технической сути к заявляемому способ возведения дымовой трубы описанный в патенте US №1526776 A, E04G 11/10, 17.02.1925 г., включающий установку арматурного каркаса, монтаж наружных и внутренних щитов опалубки несущего железобетонного ствола, размещение в зазоре между наружными и внутренними щитами опалубки разделительного элемента из водопроницаемого материала и бетонирование ствола путем укладывания в пространство между наружными щитами опалубки ствола трубы и разделительного элемента тяжелого бетона, а в пространство между разделительным элементом и внутренними щитами опалубки - теплоизоляционного бетона, причем при бетонировании ствола сначала производят укладывание в пространство между наружными щитами опалубки ствола трубы и разделительного элемента тяжелого бетона, затем в пространство между разделительным элементом и внутренними щитами опалубки - теплоизоляционного бетона. Последовательность укладывания двух различных бетонов обусловлена разной кинетикой их твердения, это значительно удлиняет процесс укладки, кроме того вследствие возникновения внутренних напряжений ухудшается прочность получаемого бетонного монолита и его эксплуатационные свойства в целом, однако избежать этого недостатка сложно в связи с разной кинетикой твердения упомянутых бетонов.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса укладки бетона в зазор между футеровкой и несущим стволом дымовой трубы, снижение его трудоемкости и, как следствие, повышение производительности процесса возведения дымовой трубы, стабилизация прочности бетона по объему ствола трубы, вследствие чего улучшается качество монолитизации и прочность в целом получаемой конструкции трубы.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе возведения дымовой трубы, включающем установку арматурного каркаса, монтаж наружных и внутренних щитов опалубки несущего железобетонного ствола, размещение в зазоре между наружными и внутренними щитами опалубки разделительного элемента из водопроницаемого материала и бетонирование ствола путем укладывания в пространство между наружными щитами опалубки ствола трубы и разделительного элемента тяжелого бетона, а в пространство между разделительным элементом и внутренними щитами опалубки - теплоизоляционного бетона, согласно изобретению при бетонировании ствола укладывание в пространство между наружными щитами опалубки ствола трубы и разделительного элемента тяжелого бетона, а в пространство между разделительным элементом и внутренними щитами опалубки - теплоизоляционного бетона производят одновременно, при этом тяжелый и теплоизоляционный бетон перед укладкой нагревают, причем теплоизоляционный бетон подают на укладку при температуре на 10-20°C выше, чем разогретый до температуры 45-55°C тяжелый бетон; при этом при наилучших вариантах реализации предлагаемого способа в качестве разделительного элемента используют металлическую сетку, размер ячеек которой плавно убывает в вертикальном направлении от основания трубы; тяжелый и теплоизоляционный бетон подают на укладку пошагово по высоте трубы с шагом 280-320 мм в час и выдержкой между шагами не менее одного часа.
Нагревание тяжелого и теплоизоляционного бетонов с разницей по температуре 10-20°C позволяет выровнять кинетику процесса схватывания двух разных бетонов и тем самым снять внутренние напряжения при твердении цементного камня, при этом повышается качество монолитизации и прочность используемых бетонов, а т.к. кривые зависимости прочности легкого бетона от цементно-водного соотношения располагаются ниже кривых для тяжелого бетона, взаимная диффузия через ячейки разделительного элемента скорректирует сходимость кривых цементно-водного соотношения. Вследствие этого обеспечивается возможность осуществить одновременную укладку тяжелого бетона в пространство между щитами опалубки ствола трубы и разделительного элемента и теплоизоляционного бетона в пространство между разделительным элементом и щитами опалубки, это позволит сократить время возведения трубы не менее чем в 3 раза, кроме того при этом повышается прочность цементного камня в зоне контакта тяжелого бетона и футеровочной стенки за счет исключения оттягивания влаги из цементного теста и локального понижения цементно-водного соотношения ниже критического уровня. Этот фактор приводит к стабилизации прочности бетона по объему ствола трубы. А за счет выполнения разделительного элемента в виде металлической сетки с ячейками, размер которых плавно убывает в вертикальном направлении от основания трубы, дополнительно обеспечивается возможность разделить две бетонные структуры (тяжелый и теплоизоляционный бетон) при одновременной их укладке и в то же время обеспечить селективную взаимную проницаемость через разноразмерные ячейки металлической сетки цементного молока, что способствует образованию скрепляющей матрицы, значительно повышающей прочность ствола и футеровки дымовой трубы; подача на укладку тяжелого и теплоизоляционного бетонов пошагово по высоте трубы с шагом 280-320 мм в час и выдержкой между шагами не менее одного часа позволяет, как показала практика, выполнить главное правило монолитной укладки бетонов: укладка следующего слоя бетонной смеси допускается до начала схватывания бетона предыдущего слоя.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид, а на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1 трубы, возводимой предлагаемым способом, состоящей из арматурного каркаса 1, наружных щитов 7 и внутренних щитов 4 опалубки несущего железобетонного ствола 2, размещенного в зазоре между наружными щитами 7 и внутренними щитами 4 опалубки разделительного элемента 3, в данном примере металлической сетки, размер ячеек которой плавно убывает в вертикальном направлении от 5 до 2 мм с повторением цикла от шага к шагу от основания трубы, целесообразно также устанавливать разделительный элемент с шагом по высоте (320 мм), в пространстве между наружными щитами опалубки 7 ствола трубы и разделительного элемента 3 уложен тяжелый бетон 5, а в пространстве между разделительным элементом 3 и внутренними щитами опалубки 4 уложен теплоизоляционный бетон 6. Разделительный элемент 3 может быть выполнен в виде металлической сетки или пористой керамики, т.е. должен иметь при этом водопроницаемые свойства.
Конкретный пример реализации предлагаемого способа возведения дымовой трубы
Устанавливают арматурный каркас 1, производят монтаж наружных 7 и внутренних 4 щитов опалубки несущего железобетонного ствола 2, перед бетонированием ствола в зазор между наружными щитами 7 опалубки и внутренними щитами 4 опалубки устанавливают разделительный элемент 3 из водопроницаемого материала в виде сетки, размер ячеек которой плавно убывает в вертикальном направлении от основания трубы, а бетонирование ствола 2 производят путем одновременного укладывания в пространство между наружными щитами опалубки 7 ствола 2 трубы и разделительного элемента 3 предварительно подготовленного тяжелого бетона 5, а в пространство между разделительным элементом 3 и внутренними щитами 4 опалубки - теплоизоляционного бетона 6. Предварительная подготовка бетона состоит в следующем: тяжелый и теплоизоляционный бетон перед укладкой нагревают, причем теплоизоляционный бетон подают на укладку при температуре на 10-20°C выше, чем разогретый до температуры 45-55°C тяжелый бетон. Для повышения степени монолитизации бетона тяжелый и теплоизоляционный бетоны подают на укладку пошагово по высоте трубы с шагом 280-320 мм в час и выдержкой между шагами не менее одного часа. Для коррекции и оптимизации времени схватывания бетона, не более двух часов, в тяжелый бетон и в теплоизоляционный бетон вводят модифицирующие добавки, при этом в тяжелом и теплоизоляционном бетонах применяют нормированный цемент с одинаковой усадкой; наиболее целесообразно в данной технологии использование комплексного (специальная форма рабочей булавы) вибратора, работающего в диапазоне частот 0,2-0,3 кГц.