Публикации »

Системы несъемной опалубки

Системы несъемной опалубки в последнее время находят все более широкое применение в строительстве. При возведении зданий и сооружений монолитным способом в качестве несъемной опалубки используются полистирольные формы. Теплоизоляционный и одновременно энергосберегающий эффект этой технологии является основным. Часто употребляемой является технология Insulating Concerte Form (ICF), что можно перевести как «теплоизоляционная бетонная форма» (ТБФ).

Подчеркиваемая в российской строительной прессе простота рассматриваемой технологии является весьма обманчивой, ибо с точки зрения определения несущих способностей конструктивных элементов, допустимых нагрузок и прочих инженерных расчетов, технология ТБФ не отличается от традиционной монолитно-бетонной технологии со съемной опалубкой. Только в некоторых системах ТБФ применяемая «опалубка» принимается во внимание. Это следует учесть при выборе конкретной системы. Несомненный авторитет в этой области Питер Ван дер Верф (Pieter Van der Werf) подчеркивает, что действительно трудным является выбор системы для данного конкретного проекта со всеми его техническими, архитектурными и дизайнерскими особенностями. Отсутствие универсальности у какой-либо из существующих систем, вопреки утверждениям их производителей, является причиной их многообразия. Поэтому для успешного продвижения описываемой технологии на российском рынке необходимо наличие хотя бы нескольких систем.

Таким образом, многообразие ТБФ обусловлено их функциональной дифференциацией. Прежде всего, рассматривая технологию в целом, можно отметить, что применять ее следует без особенных ограничений при возведении любых зданий, в том числе многоэтажных, и сооружений, в которых к помещениям предъявляются определенные требования относительно температурного режима, влажности, комфорта. Поскольку технология является по существу модульной, то первым критерием при выборе системы являются размеры основного (стандартного) модуля. В этих пределах выбор делается с учетом существующих типов систем, принимая во внимание расчетные требования относительно стен, перекрытий и конструкции в целом. Здесь можно встретиться с проблемой: конфигурация внутренней части пенополистирольных форм не допускает требуемой закладки арматуры внутри бетонной формы.

В настоящее время на североамериканском рынке сложилась следующая структура предложения, рассчитанная исходя из числа производителей данного типа ТБФ:

Одной из причин такой структуры производства является то, что системы ТБФ с трудом внедряются в строительство крупномасштабных проектов, где применяются традиционные методы возведения конструкции на основе стальной рамы.
Панели ТБФ достигают как правило внушительных по сравнению с другими типами размеров — 1 220 (610) х 2 440 мм при толщине панели 102 (51) мм. В этой группе можно также встретить примеры систем, соответствующих технологии традиционного панельного домостроения. Пенополистирольные плиты таких размеров можно свободно гнуть, достигая тем самым желаемых форм стен. Поскольку размеры плит накладывают определенные ограничения, здесь существует четкое разделение на вертикальные и горизонтальные или же применяется принцип «одна панель для всего».Для этих систем разработаны также надежные комплекты соединителей, ограничивающих необходимость применения внешних крепежей и стабилизаторов положения стен.

Доски ТБФ значительно меньше по размерам, и предложение этого вида ТБФ намного шире. При этом доминируют системы с горизонтальной кладкой, но встречаются также и полностью вертикальные. Типичные размеры пенополистирольных досок — 1 222 мм по длине и 305 мм по ширине при толщине 57 мм. Пока в этой группе не встречаются системы типа вафельной решетки или решетки с проемами. Типичная толщина бетонного слоя стен составляет как правило от 102 мм до 154 мм. Одной из особенностей встречающихся здесь вертикальных систем является то, что пенополистирольные элементы по высоте изготавливаются соответственно заложенным в проекте, ограничивая тем самым необходимость их резки на строительной площадке.

Естественно, что наибольшее разно-образие конструкционных решений касается группы пенополистирольных блоков. Прежде всего различают одноэлементные и двухэлементные системы (что верно и для других групп, речь о которых шла выше). Обязательным признаком двухэлементных систем является наличие соединителей (называемых также перемычками). При этом соединители могут поставляться отдельно, и их монтаж может осуществляться вместе с кладкой блоков на строительной площадке или же соединители запаяны в процессе производства в форму. Кроме со-единителей стенок блока применяются соединители блоков, в особенности угловых. Новшеством, введенным в последнее время, являются две формы: для первого ряда кладки — расширенная снизу, и вторая, предназначенная для последующей укладки слоя кирпичной кладки.

В отдельную группу следует выделить ТБФ, в которых в качестве сырья используются композиты. Из-за разнообразия предлагаемых в этом направлении решений их подробная характеристика возможна лишь в отдельной статье.
Одним из преимуществ применения систем ТБФ является завидная скорость возведения корпуса здания. Однако в зависимости от степени сложности системы и наличия в ней различных видов монтажных работ (например, крепление сотен соединителей или установка системы крепежей и строительных лесов, особый режим заливки бетонной смеси) трудоемкость и время сооружения зданий растет. К этому следует добавить весьма ответственный этап подготовки и проверки фундамента по всему периметру и всех сечений. Системы ТБФ из-за особенности способа сооружения стен весьма уязвимы относительно горизонтального уровня фундамента. С ростом размеров основного модуля, в особенности его вертикальных размеров, минимальные неровности фундаментной ленты оборачиваются появлением проемов между модулями как по горизонтали, так и по вертикали (кто самостоятельно наклеивал обои, тот знает, в чем здесь дело). Отсутствие слоя раствора, как при кирпичнойкладке, не дает возможности нивелировать эти отклонения.

С этим вопросом связан и следующий. Речь идет о прочности крепления элементов до заливки бетонной массой. Для большинства систем ТБФ используется в качестве крепежного средства (кроме горизонтальных соединителей) система пазов и зубцов, которые гарантируют прочное сцепление (interlocking) модулей стены. Отсюда некоторые системы ТБФ называют шутливо «ЛЕГО для взрослых». В тех случаях, где существующие пазы и зубцы или отсутствуют, или не создают достаточно прочного сцепления (в том числе и из-за неточности размеров самих форм), прибегают к склеиванию элементов. Это не только удорожает строительство, но и требует прежде всего специальных клеев.

Очередным преимуществом систем ТБФ является прочность элементов и их вес. По сравнению с кирпичом, пустотелыми цементно-песчаными блоками или железобетонными плитами, это обстоятельство благоприятствует значительному снижению издержек, в том числе на тяжелую технику.

Довольно сложным вопросом, решаемым производителями различными путями, является проблема горизонтальной и вертикальной устойчивости сооруженных стен. В зависимости от технологии заливки бетонной смеси и конфигурации самой формы появляется также необходимость применения вибраторов для уплотнения бетона в формах. Особенно неприятные явления здесь — это образование воздушных пузырей внутри форм и «плавание» (floating) опалубки в момент заливки бетона. Особое внимание уделяется также креплению верхнего ряда кладки. Вопрос стабильности пенополистирольной стены решается в большинстве случаев путем применения системы постоянных и временных крепежей и строительных лесов. Кроме того, до заливки и непосредственно после нее проводится тщательный контроль вертикального положения стен и линий кладки. Поэтому при выборе системы ТБФ обращают внимание на наличие в предложении производителя ТБФ интегрированной системы крепежей и строительных лесов.

Строительные леса выполняют в системах ТБФ две функции: стабилизатора вертикального положения стен и средства доступа к возведенным выше частям стен. Однако существуют ТБФ, в которых за счет специально разработанной системы крепления форм (in-wall scaffolding) строительные леса не применяются, по крайней мере в качестве стабилизатора положения сооружаемой стены. Рассматривая предложения разных производителей, следует убедиться, что при разработке было уделено должное внимание вопросам стабильности системы на этапе монтажа. Только несколько производителей предлагают комплексные системы, включающие саму опалубку и комплект креплений и строительных лесов (разработанных с учетом специфики данной системы). Независимыми производителями были также разработаны системы крепежей и строительных лесов, предназначенные для монтажа ТБФ, например, система WASS или FastFoot.

К этому следует добавить еще и комплекты аксессуаров, мелких инструментов и приспособлений, не только облегчающих и ускоряющих работы, но и способствующих их качественному выполнению. Примером может служить так называемый «горячий нож». Отсутствие соответствующих инструментов ведет как правило к некачественному и неэстетичному выполнению работ. Применение для заполнения лишенных пенополистирольной прослойки мест монтажной пены порой создает дополнительные трудности при проведении отделочных работ.

С упомянутым выше выбором основного модуля системы связаны весьма серьезные и не до конца решенные вопросы дверных и оконных проемов. Их наличие в значительном количестве зачастую приводит к появлению большого объема разрезанных элементов, которые с трудом находят применение. В некоторых системах этот вопрос не стоит так остро, как в других. Вопрос мог бы быть решен путем введения большего разнообразия элементов (как по форме, так и по размерам) и в определенных случаях — стандартизацией проектов. Благодаря этому становится возможным применение программных средств разработки проектов. Поэтому более развитые системы состоят из прямоугольных и угловых элементов.

Пределом комплексности подхода к использованию ТБФ в жилищном строительстве является, без сомнения, предложение одной из фирм, которая разработала применительно к предлагаемой собственную систему окон и дверей, вентиляции, устройства крыши.

Наибольшее количество нерешенных проблем связано с проведением инженерных коммуникаций. Здесь пока очень много зависит от изобретательности самих строителей. Во-первых, связанные с этим работы нарушают целостность пенополистирольного слоя. Во-вторых, вносимые изменения в путях их проведения требуют новой резки. Это, в свою очередь, затрудняет получение качественной финишной отделки внутренних стен и снижает их теплоизоляционные характеристики.

Как уже говорилось, с точки зрения прочности возводимых конструкций наличие пенополистирольной опалубки не имеет особого значения. Решающими факторами здесь являются: качество бетонной смеси, качество ее заливки в пенополистирольные формы, правильность расчетов количества, толщины и расстановки арматуры, способ «увязки» арматуры стен с фундаментом и между вертикальными и горизонтальными прутьями.

Из-за обзорного характера этой статьи мы не будем углубляться в связанные с этими факторами технические вопросы. Подчеркнем только, что относительно бетонной смеси существуют три подхода. Первая группа производителей не предъявляет по отношению к бетонной смеси особенных, отличных от стандартных в монолитно-бетонном строительстве, требований. Вторая группа дает четкие рекомендации по вопросу состава смеси и ее качественных характеристик. Некоторые производители требуют применения бетонных смесей их собственного производства.

Одним из важнейших вопросов, связанных с процессом заливки бетонной смесипенополистирольные формы, является их усадка в процессе затвердевания бетона. Явление это характерно не для всех видов пенополистирольных форм. Непосредственным ее следствием являются нарушение размеров и смещение дверных и оконных проемов, что создает дополнительные сложности, повышает трудоемкость работ и увеличивает связанные с этим издержки.

Очередным фактором, связанным с процессом заливки бетонной смеси в формы, является ее максимальная высота. Как правило она составляет 100–130 см. Однако некоторые системы допускают заливку высотой в этаж (3,5–4 м) и даже больше. Определенная в технической документации технология заливки требует, таким образом, четкой организации строительного процесса. Судя по опыту американских строителей, применение технологии ТБФ требует прямо-таки образцовой организации и координации всей работы.

Несмотря на определенные недостатки, в разной степени присущие конкретным системам ТБФ, которые устраняются постепенно, вместе с развитием самой технологии, она является, по нашему мнению, весьма перспективной именно применительно к России. Технология ТБФ создает возможность решения ряда вопросов, связанных не только со строительством односемейных отдельно стоящих домов или коттеджей для одной семьи, но прежде всего необходимостью значительного ускорения жилищного строительства в городах. Сегодня уже не является диковинкой возведение по технологии ТБФ 10-этажных зданий (такие здания были возведены с применением упомянутой нами в начале статьи системы фирмы ААВ Building System Inc. во Флориде, то есть в регионе, для которого характерны ураганы).

Автор: Г. М. Бадьин, О. С. Колиев
Дата: 29.04.2006
Журнал Стройпрофиль 3-06
Рубрика: монолитное домостроение. опалубочные системы




«« назад