архитектура и строительство

Монолитное строительство в экстремальных условиях

4.08.2003
Дом|Возрастающие объемы монолитного строительства диктуют необходимость перехода на надежные скоростные технологии с обеспечением качества выполняемых конструкций зданий и сооружений.

"Программа развития строительного комплекса Российской Федерации на 1997-2000 годы и концепция на период до 2005 года" предусматривают ускоренное создание и освоение техники нового поколения, высокоэффективных и интенсивных технологий и их научного обеспечения, повышающих эффективность и надежность строительства.

Большое внимание уделяется совершенствованию технологии зимнего бетонирования и производству работ в экстремальных условиях и критических ситуациях, учитывая, что тенденция к дальнейшему расширению области применения монолитного бетона и железобетона становится все более приоритетной.

В этой связи проведен комплекс аналитических и экспериментально-производственных исследований на основе системного подхода, концепции интенсификации технологических процессов и целевой комплексной программы.

Особое место занимают новые технологии, обеспечивающие управление режимами тепловлажностной обработки бетона, включая процессы остывания конструкций.

Разработаны новые опалубочные системы "ТОНУС-Комби М"*, основанные на принципе плоских нагревателей. Они прошли производственную апробацию и успешно применяются в строительных организациях России.

Конструктивно-технологические решения опалубочных систем - термоактивная блок-форма (1049642), щитовая опалубка перекрытий (2138606), термоактивный низковольтный опалубочный, щит (2125635) - защищены патентами Российской Федерации.

Аналитические и экспериментально-производственные исследования теплофизических основ и технологических особенностей кондуктивного воздействия на бетон новых опалубочных систем "ТОНУС-Комби М" и структурно-физических превращений в бетоне на стадиях трех фаз (массопереноса, структу-рообразования и напряженно-деформированного состояния) и анализ полученных результатов позволили установить зависимость физических процессов в период разогрева и подъема температуры, динамики набора прочности бетоном от скорости подъема температуры, а также оценить зависимость влияния тепло- и массопереноса как следствия температурных градиентов на структурные изменения в бетоне и вытекающие из них изменения физико-механических характеристик бетона монолитных конструкций.

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, I 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 приме- | нении 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 м3 бетона экономится 50 кВт  ч электроэнергии и 1,2 чел.-ч трудозатрат. Цикл твердения бетона сокращается в 3-5 раз.

Автор: Ю. Минаков

Источник: Журнал "Строитель", Справочник специалиста стройиндустрии, 3/2001






Когда, действительно, нужна строительная экспертиза?Вы считаете, что вам необходимо грамотно оценить свой объект недвижимости...
Аренда недорогой квартиры в центре КазаниПосуточная аренда квартир в Казани становится популярнее с каждым годом....
Выставочные стендыВ статье пойдет речь о выставочных стендах ...
Сертификат на стройматериалыПрактически все стройматериалы должны сопровождаться специальными документами. Среди них будет...
Роллеты: прекрасный внешний вид и защита помещенийВсё чаще хозяева магазинов, жильцы нижних этажей, дачники предпочитают уродливым...