Опалубка. Общие сведения. История возникновения.

Опалубка - это временная или постоянная форма, в которую заливают бетон или похожие материалы. Если речь идет о бетонной конструкции, то опалубка означает кружала, которые поддерживают опалубочную форму.

История создания опалубки.

Еще во времена Римской империи применялись различные образцы бетонных плит. Т.к. бетон наиболее устойчив к нагрузкам, но при этом имеет относительно низкую прочность на растяжение и сопротивление на изгиб, то древнеримские инженеры использовали бетонные конструкции при создании арок, сводов и куполов. Одним из таких сооружений является строение того периода – Пантеон в Риме.

Для того, чтобы сформировать будущее здание, в его форме строились временные конструкции, т.е. опалубки. Этот метод строительства не применялся к уже уложенному бетону, но широко использовался в каменной кладке. Из-за ограниченной производительности материала в то время, бетон широко не применялся вплоть до изобретения железобетона.

На сегодняшний день существует три основных вида опалубки. Это традиционная деревянная, сборно-разборная и пенополистироловая опалубка многократного использования. Итак, давайте остановимся поподробнее на каждой из них в отдельности.

1. Традиционная деревянная опалубка – эта опалубка изготавливается непосредственно на строительной площадке из древесины (фанеры) или листов ДСП (обязательно водонепроницаемых). Деревянная опалубка достаточно легка в изготовлении, однако требует значительных временных затрат при строительстве больших сооружений. Также необходимо учитывать и тот факт, что фанера характеризуется как относительно недолговечный материал.
С точки зрения окупаемости оптимальным вариантом использования такой опалубки является тот объект строительства, где стоимость рабочей силы намного ниже затрат на применение так называемой «многоразовой» опалубки. Деревянная опалубка отличается значительной гибкостью, поэтому ее можно использовать даже в сложных конструкциях.

2. Сборно-разборная опалубка – данный вид сооружается из сборных модулей, которые, в свою очередь, состоят из металлической рамы (стальной или алюминиевой) и рабочей поверхности, покрытой со стороны применения сталью, алюминием или древесиной. Основными плюсами такой сборно-разборной системы являются скорость ее сооружения (модульные болты, зажимы или стяжные штыри) и достаточно низкие затраты во время эксплуатации. Обладая высокой прочностью, такой каркас практически неразрушим, в отличие от деревянного, которое подлежит замене после двух-трех десятков применений. В зависимости от ухода, алюминиевое или стальное покрытие можно использовать до двух тысяч раз.

3. Пенополистироловая опалубка многократного использования – такие модульные или блокировочные системы используют, как правило, для строительства различных несложных бетонных сооружений. Эти плиты достаточно легки, к тому же они очень крепкие. Такие опалубки наибольшим образом подходят для строительства недорогого, массового жилья по схеме молади.

Справка: Молади – это конструкции, которые применяются для ускоренного строительства жилых домов. Как правило, используются в странах третьего мира.

Также широко известны и несъемные опалубочные системы. Данные конструкции собираются аналогично деревянным, прямо на строительной площадке. Обычно для этого используются сборные теплоизоляционные элементы. По окончании строительства опалубка остается непосредственно в самой строительной конструкции уже после того, как бетон выдержан. А в случае строительства подземных сооружений просто засыпается землей. Такая опалубка может действовать в конструкции как осевая и поперечная арматура, а также служит каркасом для поддержания бетона, предотвращая влияние окружающей среды, в частности, коррозии, замораживания или оттаивания.

Еще некоторые виды опалубки, о которых хотелось бы сказать несколько слов.

Деревянная балочно-щитовая опалубка. По своему внешнему виду похожа на традиционную, однако деревянные балки заменяются на ригеля и брусья, а опоры – на металлические подпорки. Этот метод применяется гораздо чаще, т.к. является наиболее систематическим и предполагает многократное использование конструкции.

Металлическая балочно-щитовая опалубка. Тоже напоминает традиционную, но вместо ригелей и брусьев применяются алюминиевые системы или стальные балки, а вместо опор устанавливают металлические подпорки. Такую опалубку можно использовать многократно.

Традиционная щитовая опалубка. Ранее часто применялась при строительстве сооружений с использованием каменной кладки и/или деревянных конструкций. Как правило, состоит из древесных опор или стволов молодых деревьев, которые поддерживают ряд ригелей, расположенных на расстоянии 1 - 2 метров друг от друга. Между ригелями на расстоянии 30 сантиметров располагаются поперечные брусья, на которых уложены доски или щиты из фанеры.

Модульная щитовая опалубка. Эти системы изготавливают из деревянных, стальных или алюминиевых балок и опалубочных модулей. Размер модулей не должен превышать 1 – 2 метра. Все балки и опалубки устанавливаются вручную, скрепляются шипами, зажимаются или затягиваются специальными стяжными штырями. Плюсы данной модульной системы очевидны: для ее установки не требуется применение башенного крана, она достаточно быстро сооружается даже низко-квалифицированными рабочими, опалубочные модули можно разобрать сразу после затвердевания бетона, при этом оставив только балки до достижения окончательной прочности.

Системы опалубки из стволов. Такие системы, состоящие из столов щитовой опалубки, могут неоднократно применяться в многоэтажных зданиях без демонтажа. Уже готовые, собранные секции при помощи подъемника или крана доставляются на нужный этаж. Это значительно сокращает время и использование ручного труда, поэтому на сегодняшний день архитекторы и конструкторы довольно часто проектируют здания, окруженные такими системами.

Структура.
Балочная опалубка собирается аналогичным образом, что и стол, однако в этой системе соединяются отдельные части – это делает их более транспортабельными. Покрытие, которое используют чаще других – фанера, но можно применять и сталь, и стекловолокно. Брусья часто изготавливают из деревянных брусков, деревянных двутавровых балок, алюминия или стали. Ригели изготавливают из стальных швеллеров, реже – из деревянных балок. При помощи стяжки, сварки или болтов они закрепляются вместе и представляют собой некое перекрытие прямоугольной (и не только) формы.

Опора.
Опорные системы обязательно должны быть регулируемыми по длине. Это необходимо для того, чтобы установить опалубку на нужную высоту и легко демонтировать после того, как бетон выдержан. Регулируемые металлические подпорки в большинстве случаев используются для поддержания системы. Одни из них комбинируют ригели и опоры в стальные или алюминиевые фермы, другие используют металлические крепления башенного типа с перекрытиями. Для того, чтобы не использовать вертикальные подпорки, применяется еще один метод. Он подразумевает под собой присоединение опалубочных перекрытий к предварительно забетонированным стенам или колоннам. В таком случае регулируемые опорные платформы соединяются через отверстия шпал или закрепляются анкерными болтами.

Размер.
Размер таких столов может варьироваться от 8м² до 150м². В этой системе существуют два общих метода, различающихся по размерам конструкций

1. Первый способ подразумевает сборку или изготовление столов для опалубки большой площади. Поднимать такую конструкцию можно только при помощи крана. Типичная ширина обычно 5 - 7 метров, но может быть и другой. Это делается с той целью, чтобы не взималась переплата за транспортировку негабаритного груза. Значение длины может меняться, но не превышать при этом 100 футов (это зависит от грузоподъемности крана). После того, как бетонная смесь застынет, перекрытия опускают и откатывают к краю здания. Оттуда выступающая сторона стола поднимается краном, а остальную часть выкатывают из здания. Когда центр тяжести будет находиться за пределами здания, стол опять переносится краном уже к следующему уровню. Этот метод довольно широко применяется в США и странах юго-восточной Азии. Его преимущество заключается в сокращении применения ручного труда и снижении цены за квадратную площадь. Также это самый простой и систематический метод строительства. Минусы данного подхода – это необходимость использования башенных кранов с высокой грузоподъемностью, дополнительное время для эксплуатации крана (как следствие, дополнительные расходы), малая гибкость структуры.

2. Второй способ,прежде всего, подходит для столов, имеющих ограничение по размеру и весу. Стандартная ширина не должна превышать 2 - 3 метра, а стандартная длина – 4 - 7 метра. Основной отличительной чертой данного метода является то, что столы поднимаются краном или подъемником, присоединенным к стороне здания. Транспортировка производится горизонтально к подъемнику или крану, который поднимает платформу. Заключительный этап фиксации проводится вагонеткой. Такая техника популярна в США, Европе и в странах, где рабочий труд оплачивается достаточно высоко. В отличие от балочной или модульной опалубки этот метод предусматривает значительное сокращение рабочего времени и стоимости. К тому же, столы меньшего размера гораздо легче размещать вокруг геометрически сложных зданий (например, круглой формы) или располагать вокруг колонн. Неудобство – наиболее высокие материальные затраты и длительное время эксплуатации подъемного крана.

Применение.
После того, как бетонная смесь уже схватилась внутри опалубки, ее разбирают для того, чтобы выставить готовый бетон. Время между заливкой и демонтажем опалубки зависит от таких факторов, как: спецификация работы, необходимое выдерживание бетона, а также от того поддерживает ли форма какой-либо вес. Но, как правило, это время не превышает 24 часов после окончания укладки. Однако, в США, в штате Калифорния, Министерство транспорта требует, чтобы опалубка оставалась на срок от 1-7 дней после заливки, а вот в штате Вашингтон это время составляет уже 3 дня. Если удалить опалубку ранее установленного срока, то можно нанести значительные повреждения бетонной конструкции. Наиболее частые, а порой и более дорогостоящие случаи происходили, когда опалубки с небольшим запасом прочности гнулись или ломались во время процесса наполнения, особенно часто это происходит при заполнении бетононасосом высокого давления. Такие инциденты приводят к вытеканию бетона через разрывы опалубки. В процессе затвердевания бетон оказывает меньшее давление на опалубку. С этой целью ее обычно разрабатывают с учетом допустимого сопротивления количеству литров в час, что позволяет нижнему слою бетона затвердеть.

Затвердевание – это процесс, означающий, что большая часть прочности будет достигнута в течение короткого промежутка времени.

Но иногда затвердевание может занимать несколько большее количестве времени, нежели было запланировано изначально. Это зависит от типа цемента и примесей. Незатвердевший, влажный бетон оказывает гидростатическое давление на опалубку, причем это давление снизу больше чем наверху. Для того чтобы лучше и сильнее поддерживать длинную сторону колонн опалубки в большинстве случаев используют двадцатимиллиметровые стяжные болты.

Опалубка: стальная, алюминиевая, монолитная опалубка. Цены на опалубку. / Статьи / Опалубка. Общие сведения. История возникновения.