Монолитное строительство

      Наиболее ответственными и сложными в исполнении являются конструкции межэтажных перекрытий, требующие значительных затрат времени и расхода материально-энергетических ресурсов.

       С целью интенсификации технологических процессов выполнения монолитных перекрытий успешно применяется новая щитовая опалубка перекрытий, отличающаяся от известных опалубок возможностью эффективного управления процессами твердения и остывания бетона с обеспечением условий формирования однородных тепловых полей и получения конструкций высокого качества.

       Конструктивно-технологическое решение новой опалубочной системы обеспечивает возможность вертикального опускания термоактивных теплоизолиро-ванных щитов за счет изменяющейся ригельной системы, что позволяет управлять процессами остывания бетона перекрытий.

Интенсивные способы и методы разработаны  и защищены патентами Российской Федерации.

      Первый из них - способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций (№ 2119025) - отличается от уже известных возможностью интенсификации процессов твердения бетона и остывания конструкций за счет управления этими процессами на основе применения новой термоактивной низковольтной опалубочной системы. Ее конструктивно-технологические решения включают стойки, ригели, фанерную палубу и размещенные на ее поверхности термоизолированные пазогребневые греющие панели из высокопрочного пенополистирола, оборудованные плоскими нагревателями, составляющими термоактивные покрытия этих панелей.

         Другой, электроимпульсный способ распалубки бетонных и железобетонных конструкций (1766674) отличается от применяемых традиционно механических способов тем, что стальная палуба опалубочной системы, выполняющая функцию нагревателя за счет непосредственного включения ее в электрическую цепь низкого напряжения, после окончания процесса термообработки бетона вновь включается в электрическую цепь на 10-15 мин и нагревается до температуры +50...+150°С. Подача такого кратковременного электрического импульса приводит к тепловому расширению металла элементов опалубочной системы по всей контактирующей поверхности, значительно опережающему объемное расширение бетона. В результате снижается сцепление бетона с палубой и образуется технологический зазор, способствующий свободному отрыву палубы от бетона, что обеспечивает механизированное разопалубливание конструкций без применения дополнительных приспособлений.

         Электроимпульсный способ распалубки конструкций первоначально был предложен для объемной блочной опалубки в виде блок-форм с греющей металлической палубой и успешно реализован в производственных условиях, а затем применен при разопалубливании различных конструкций (колонн, ленточных фундаментов, наружных и внутренних стен, межэтажных перекрытий), выполняемых с применением комбинированных термоактивных опалубочных систем с графито- и металлопластиковыми нагревателями, в том числе переоборудованных с применением этих плоских нагревателей опалубок и опалубочных систем в термоактивные.

       Такой способ исключает деформирование узлов и контактов элементов термоактивных опалубочных систем, имеющее место при использовании традиционных методов разопалубливания конструкций с механическим воздействием на опалубки.

       Разработаны критические технологии скоростного монолитного строительства и изготовления доборных элементов, нашедшие применение при всесезонном производстве работ в экстремальных условиях.

       Принятые модели теплового воздействия на бетон основаны на принципе «закрытой поверхности», исключающем наличие открытых бетонных поверхностей выполняемых конструкций.

      Исследованиями установлено значительное повышение технологического эффекта при двусторонней теплоизоляции: сокращение времени разогрева бетона и повышение КПД термоактивных низковольтных систем, снижение температурных градиентов, повышение однородности тепловых полей при разогреве и остывании бетона, что в конечном итоге приводит к повышению физико-механических характеристик и улучшает структуру бетона.

      На основе производственного опыта и системного анализа разработана классификация критических и экстремальных ситуаций, возникающих в реальных условиях строительства. При этом учитывалось, что одним из главных негативно влияющих на бетон изменяющихся внешних факторов является аварийное отключение систем энергообеспечения и термообработки бетона в ранние сроки его твердения (до достижения критической прочности), а также в период бетонирования, особенно при низких отрицательных температурах и значительном ветровом воздействии.

      В результате объемных экспериментально-производственных исследований разработана комплексная система обеспечения надежности монолитного строительства в экстремальных условиях, основанная на принципе дублирующих систем, классифицированных по двум классам.

     Надежность интенсивных критических технологий монолитного строительства и изготовления доборных элементов является результирующей трех составляющих:

- опалубочных систем и нагревательных  элементов; 
- ускоренных способов и методов; 
- дублирующих систем энергообеспечения и термообработки бетона.

      Новые типы нагревателей (графитопластиковые, металлопластиковые и греющая металлическая палуба) обладают высокой надежностью и значительным (до 50 000 ч) ресурсом безотказной работы.

     Использование в экстремальных условиях монолитного строительства принципа дублирующих систем (энергообеспечения и термообработки бетона) значительно повышает надежность технологии, исключает возможность проявления деструктивных процессов.

     Исследованы различные ситуации возможного аварийного отключения основных систем энергообеспечения и термообработки бетона и перехода на дублирующие системы.

    Анализ и оценка расчетных и экспериментальных данных свидетельствуют о создании наиболее негативных условий формирования тепловых полей и твердения бетона при раннем (1-2 ч) аварийном отключении основной системы энергообеспечения.

    Оперативный переход на применение дублирующих систем во всех экспериментах и при производственном внедрении обеспечивал исключение негативных процессов в структурообразовании бетона.

    Производственное освоение новых технологий монолитного строительства выявило их высокую надежность, сокращение времени изготовления конструкций, снижение трудовых и материально-энергетических затрат, высокий технический и технологический уровень монолитного строительства, качество конструкций, отвечающее требованиям СНиП.

    Новые технологии монолитного строительства в экстремальных условиях рекомендованы к широкому применению во всех регионах Российской Федерации, особенно в условиях Дальнего Востока и Крайнего Севера.

Выводы:

1. Разработаны и защищены пятью  патентами Российской Федерации  новые интенсивные критические  технологии монолитного строительства  в экстремальных условиях, основанные  на развитии кондуктивного метода  термообработки бетона с применением  термоактивных низковольтных опалубочных  систем нового поколения «ТОНУС-Комби  М».

       Опалубочные системы на основе плоских нагревателей массой до 15 кг/м2 с циклом оборачиваемости до 100 оборотов, комбинированные опалубочные системы с греющей металлической палубой с пластиковым покрытием, отечественные и зарубежные опалубки, переоборудованные в термоактивные, обеспечивают эффективное управление процессами тепло-влажностной обработки бетона, включая процессы остывания конструкций. Управляемые режимы тепловлажностной обработки бетона при удельной мощности опалубочных систем в широком диапазоне 100-1000 Вт/м2 обеспечивают в экстремальных условиях однородные тепловые поля в теле бетона монолитных конструкций различной массивности и достижение бетоном до 70% проектной прочности в течение 1-1,5 суток.

2. Разработана комплексная система  обеспечения технологической надежности  монолитного строительства в  экстремальных условиях, основанная  на применении дублирующих систем. Ее реализация исключает негативное  воздействие на твердеющий бетон  случайных факторов окружающей  среды при производстве работ  в экстремальных условиях, чем  обеспечивается однородная структура  бетона и высокое качество  конструкций. 

       Повышению надежности технологии способствует смещение процесса твердения бетона в ночные энергозоны минимального энергетического потребления, обеспечивающее также и снижение стоимости работ.

3. Экономический эффект применения  новых интенсивных критических  технологий монолитного строительств  в экстремальных условиях составляет 626,7 тыс. руб. на одну секцию 10-этажного жилого дома. На 1 м3  бетона экономится 50 кВт • ч  электроэнергии и 1,2 чел.-ч трудозатрат.  Цикл твердения бетона сокращается  в 3-5 раз. 

7. Возведение  железобетонных  монолитных  зданий 
   

       В современном строительстве возведение зданий и сооружений из монолитных железобетонных конструкций составляет более 60% по объёму. Из монолитного бетона возводят большинство зданий, подземные сооружения, опоры мостов, гидротехнические сооружения, резервуары, трубы, подпорные стенки и многое другое. 

      Здания из монолитного железобетона разделяются на монолитные и сборно-монолитные и выполняются по следующим конструктивным схемам: 
-    монолитные несущие и ограждающие конструкции; 
-    монолитный каркас (колонны и перекрытия), наружные и внутренние стены сборные или каменных материалов; 
-     монолитные  наружные и внутренние стены, перекрытия и пер-городки сборные;  
-    отдельные части зданий из монолитного железобетона (ядра жёсткости, сплошные плиты перекрытий). 
Здания из монолитного железобетона имеет ряд достоинств по отношению к зданиям других конструкций: 
-    высокая архитектурная выразительность фасадов зданий за счёт свободных (от размерных модулей) объёмно-планировочных решений, возможность строительства зданий сложной конфигурации в плане; 
-    исключаются многочисленные стыки сборных элементов (или снижается их количество), что ведёт к уменьшению номенклатуры видов СМР, снижению трудоёмкости, повышению качества строительства; 
-    экономятся основные строительные материалы (металл-арматура, цемент, кирпич, лесоматериалы) за счёт рациональных конструктивных решений; 
-    экономический эффект снижения суммарной трудоёмкости и приведённых трудозатрат (снижение затрат на создание и эксплуатацию производенной базы, экономия материалов, уменьшение энергозатрат).  
Вместе с тем монолитное домостроение имеет особенности, сдерживающее его более широкое применение: 
-    увеличенная трудоёмкость некоторых процессов ( опалубочные, арматурные работы, уплотнение бетонной смеси и др.); 
-    необходимость тщательного выполнения технологических регламентов производства работ и контроля их качества; 
-    относительно сложные технологические процессы, что диктует повышенную требовательность к квалификации работников. 
Дальнейшее развитие монолитного строительства базируется на совершенствовании технологий опалубочных, арматурных и бетонных работ: 
-    использование инвентарной, быстроразъёмной опалубки модульных опалубочных систем; полимерных, антиадгезионных покрытий, снижающих затраты труда по очистке и смазке щитов опалубки; 
-    более широкое применение эффективных несъёмных опалубок, применение самоподъёмных опалубок; 
-    использование армокаркасов полной готовности, переход от сварных соединений к механическим стыкам; 
-    совершенствование бетоноукладочных комплексов (транспортирование и укладка бетонных смесей) за счёт применения высокопроизводительной механизации; 
-    переход на высокоподвижные и литые смеси, исключающие (или снижающие объём) работы по их уплотнению, совершенствование средств укладки и уплотнения бетонных смесей. 
       Комплексный процесс возведения зданий из монолитного железобетона состоит из заготовительных и построечных работ. 
       Заготовительные работы включают: изготовление опалубки, артурных изделий, армоопалубочных блоков, приготовление бетонной смеси. Эти процессы выполняются вне строительной площадки (или за пределами зоны работ), как правило в заводских условиях. 
       Построечные процессы выполняются непосредственно на строительной площадке. К ним относятся: установка опалубки и арматуры; транспортирование, распределение и укладка бетонной смеси; выдерживание и уход за бетоном; демонтаж опалубки. 
       Организация работ должна предусматривать максимальную совместимость работ по времени и поточность на базе комплексной механизации всех работ. Ведущий процесс в монолитном домостроении – укладка и уход за бетоном, поэтому в основе комплексной механизации лежит применение того или иного бетоноукладочного комплекса. 
Бетоноукладочный комплекс – устанавливаемая в строительной технологической документации цепочка машин и механизмов по которой перемещается бетонная смесь от места изготовления до места укладки в конструкцию. Например: 
1) бетонный завод (БЗ)    >      автобетоновоз (АБ) или автобетоносмеситель (АБС)    >        бадья (Б)      >        башенный кран (БК); 
2) БЗ    >      АБ    >      Б    >      бетоноукладчик (БУ); 
3)  БЗ   >       АС   >      автобетононасос (АБНС). 
Каждый бетоноукладочный комплекс имеет ведущую машину, по производительности которой ведут расчёт и подбор вспомогательных средств.  
Расчёт бетоноукладочного комплекса помогает при разбивке конструции на блоки бетонирования (захватки, карты), сравнении вариантов технологий производства работ, выбора опалубки. 
Методы возведения монолитных зданий основываются на использовании принципиально различных видов опалубок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Преимущества монолитного способа строительства за рубежом

      Монолитный метод строительства не напрасно стал столь популярным в России и в странах Европы. Его распространение обусловлено объективными преимуществами, которые он даёт. Причём выгоду получают и строительные организации и конечные потребители квадратных метров. 
 
       Надо заметить, что эти преимущества даёт инвентарная опалубка т.е. съемная или многооборачиваемая - именно она применяется при строительстве крупных объектов гражданского и промышленного назначения. В частном же строительстве чаще применяется несъемная (одноразовая) опалубка. Её модули в отличие от съёмной опалубки остаются в бетонной конструкции и выполняют роль утеплителя. 
 
      Изначально монолитное строительство стало применяться за рубежом, а позже стало получать развитие и в России. С помощью опалубки возводилась недвижимость в Болгарии и в других странах. Поскольку монолитные дома строятся намного быстрее, чем панельные, это сыграло роль в развитии курортных зон европейских государств. Когда возникала необходимость постройки гостиниц и объектов инфраструктуры в короткие сроки - на помощь приходило монолитное домостроительство. При строительстве гостиниц часто применялась опалубка колонн т.к. там нельзя было обойтись без поддерживающих конструкций. Вот почему многие курортные города выросли буквально на глазах. 
 
       Использование опалубки, кроме сокращения сроков строительства даёт и ощутимое сокращение финансовых затрат. Это приводит к снижению себестоимости квадратного метра жилья. Поэтому квартиры в Европе становятся доступны всё большему числу людей. А, например, квартиры в Болгарии смогли себе позволить и многие обеспеченные россияне. 
 
       Чтобы строители могли обеспечить непрерывный цикл строительства, они должны располагать опалубочным оборудованием различных типов. Это опалубка колонн, перекрытий, опалубка стен и шахт. Современная промышленность сегодня способна обеспечить необходимое количество опалубки. Производство опалубки осуществляется как в России, так и за рубежом. Это значит, что у монолитного строительства хорошие перспективы и достойной замены ему пока нет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Навесные вентилируемые фасады 
    
   История вентилируемых фасадов

       Интерес к вентилируемым фасадам зародился в Европе еще в 1940-х годах. Идея состояла в защите наружных стен водоотталкивающим экраном, который одновременно улучшал бы внешний вид здания. Под экраном могла быть расположена теплоизоляция, для дополнительного утепления здания. Экран предполагался таким, что влага, попадающая в промежуток между экраном и стеной или утеплителем, удалялась бы благодаря естественной вентиляции. С середины 1950-х годов вентилируемые фасады начали активно применяться в Европе, а также в сыром и ветреном климате Канады.