Вы видите строительную площадку. Каркас из стали устремляется в небо. Рабочие в касках что-то отбивают. Шланг тянется от миксера к высокой стопке панелей. Они напоминают гигантскую временную оконную раму. Вы задаетесь вопросом: зачем они нужны?
Это опалубка.
Это форма. Временный скелет, удерживающий мокрый бетон до его затвердевания. Без него ваш подъездной путь, фундамент или стена подвала превратятся просто в лужу.
Зміст
Аналогия с формой для торта
Вспомните выпечку торта. Вы смешиваете тесто. Оно жидкое. У него нет формы. Вы выливаете его в форму. Форма придает ему структуру. Вы выпекаете его. Торт твердеет. Вы снимаете форму.
Бетон — это тесто. Опалубка — это форма.
Свежий бетон — это смесь песка, гравия, цемента и воды. Он тяжелый. Он текучий. Он не может выдержать собственный вес. Пока что нет. Опалубка поддерживает этот вес до тех пор, пока химическая реакция не превратит смесь в твердую форму.
Это не новая идея. Пантеон в Риме использовал бетонную опалубку около 125 года н.э. Но на протяжении веков бетон был редкостью. Только в 19 веке, с появлением портландцемента и железобетона, опалубка стала широко применяться.
Сегодня? Она повсюду. От небоскребов до односемейных домов. От подъездных путей до стадионов. Но вот что важно: опалубка временна. Она не является частью конечного дизайна. Это инструмент. Опалубка. Она приходит и уходит.
Халатность здесь? Это опасно. Если опалубка разрушится, мокрый бетон вырвется наружу. Гравитация не идет на компромиссы.
Материалы и монтаж
Не существует единого способа возведения опалубки. Он варьируется.
Вы можете увидеть деревянную опалубку. Фанеру. Сталь. Пластик. Стеклопластик. Выбор зависит от проекта.
Иногда рабочие собирают панели вручную. Они используют стяжки, клинья, зажимы, распорки и кронштейны. Это ручной труд. Это требует точности.
В других случаях используются готовые формы. Изготовленные на заводе. Доставленные на стройплощадку. Поднятые краном. Соединенные вместе с помощью блокирующих механизмов. Быстрее. Чистее.
Архитектор, инженер и подрядчик по бетону решают, какой монтаж будет наилучшим. Возможно, фанера лучше подходит для деталей конструкции. Возможно, повторное использование старого инвентаря дешевле. Экономика и инженерия вступают в конфликт. Обычно побеждает один из них.
Физика мокрого бетона
На возведение опалубки влияют два фактора.
1. Скорость укладки.
Это скорость, с которой бетон заполняет форму. Вес мокрого бетона составляет около 150 фунтов на кубический фут. Это тяжело. По мере повышения уровня бетона он давит на боковые стенки. Боковое давление.
Если вы укладываете бетон слишком быстро, форма лопается. Бетон вытекает наружу. Форма разрушается.
2. Боковое давление.
Бетон внизу нуждается во времени для затвердевания. Ему нужно набрать прочность, прежде чем вы уложите больше бетона сверху. Если проигнорировать это, нижние слои обрушатся под весом верхних слоев.
Харри Стамати, консультант по опалубке, предлагает следующее руководство. Укладывайте бетон со скоростью 4–5 футов в час. Для стены высотой 12 футов это займет до трех часов. Не торопитесь.
Важность погоды
Сезон меняет правила игры.
Температура окружающей среды влияет на то, как быстро бетон затвердевает.
Лето? Жара ускоряет химическую реакцию. Бетон затвердевает быстрее. Вы можете укладывать его быстрее.
Зима? Холод замедляет процесс. Вы должны укладывать его медленнее. Бетон дольше остается жидким. Давление накапливается иначе. Опалубка должна быть прочнее в течение более длительных периодов времени.
Халатность здесь не просто испортит стену. Она ставит под угрозу жизни. И именно поэтому понимание принципов работы с опалубкой нужно не только строителям. Это нужно всем, кто хочет построить что-то, что простоит долго.
Далее мы рассмотрим, как именно ее собирать.
Опалубка — это не просто невидимые строительные леса бетонного проекта. Это крупнейшая статья расходов на строительной площадке после самих материалов, на которую уходит от 40 до 60 процентов бюджета. Может показаться, что основную долю затрат составляют деревянные или металлические формы. Это не так. Реальные деньги тратятся на оплату труда. Рабочие часами собирают эти временные формы, а затем часами их демонтируют.
Стратегия использования разделительного агента
После установки опалубки перед укладкой бетона остается один критически важный этап. Вы должны покрыть внутреннюю поверхность форм разделительным агентом. Это не является опциональным. Если пропустить этот шаг, бетон прилипнет к опалубке. Когда вы попытаетесь отделить дерево или металл позже, вы порвете поверхность плиты. В результате останутся пятна и деформированные края, для устранения которых потребуются дорогостоящие ремонтные работы.
Сам агент обычно представляет собой смесь воска, масла или пластиковых соединений. Его единственная задача — создать барьер, чтобы формы легко и чисто отставали.
Укладка и уплотнение
После обработки форм прибывает бетон. На крупных коммерческих проектах представители завода-изготовителя готовых смесей часто присутствуют на площадке, чтобы проверить качество смеси. Если вы выполняете небольшой проект своими руками, вам остается лишь наблюдать за бетоновозом.
Бетон подается через шланги, подключенные к миксеру. Если машина не может подъехать близко, смесь подается с помощью насоса. Но укладка — это только половина дела. Смесь необходимо уплотнить.
Для этого рабочие используют промышленные вибраторы. Они либо прижимают устройство к внешней стороне опалубки, либо погружают его непосредственно в свежий бетон. Вибрация выгоняет воздушные карманы и уплотняет заполнитель. Это предотвращает образование слабых мест. В некоторых случаях сразу после этого применяется обработка паром или водой для контроля процесса твердения.
Демонтаж опалубки
Когда бетон достаточно затвердеет, наступает время снимать опалубку. Это технический термин для демонтажа и удаления форм. Не торопитесь. Если бетон еще недостаточно прочен, конструкция может разрушиться.
После демонтажа формы не становятся мусором. Большинство современных систем предназначены для многократного использования — десятки раз. Их можно переместить в другую секцию площадки или сложить на склад. Иногда их утилизируют, если они слишком повреждены, но это случается редко. Эффективность на этом этапе помогает снизить затраты на оплату труда.
Баланс качества, стоимости и безопасности
Девиз отрасли прост: балансировать между качеством, стоимостью и безопасностью.
Качество означает, что бетон соответствует чертежам архитектора. Без выпуклостей. Без дефектов.
Стоимость означает быстрое завершение работ. Задержка с демонтажем опалубки задерживает весь график. Это сжигает деньги на оплату труда.
Безопасность является незыблемым правилом.
Вот суровая правда. Около 25 процентов всех строительных аварий происходят из-за обрушений. На долю отказов опалубки приходится более половины этих случаев. Это смертельный риск.
В декабре 2011 года на строительной площадке казино в Цинциннати, штат Огайо, во время укладки бетона обрушилась плита. Были зарегистрированы травмы. Ровно через месяц другая плита обрушилась на строительной площадке другого казино в Кливленде, штат Огайо. Это не гипотетические сценарии. Это недавняя история.
Опалубка стала причиной сотен смертей. Вспомните инцидент 1972 года в Бейлиз-Кроссроудс, штат Вирджиния. Рабочие слишком рано сняли распорки — опоры, поддерживающие горизонтальные плиты, — с 24-го этажа многоквартирного дома. Все здание обрушилось. Погибли 14 рабочих. Многие другие получили пожизненные увечья.
Причины разнообразны. Перегрузка бетоном. Недостаточное раскрепление. Неполноценные распорки. Демонтаж опалубки до достижения бетоном достаточной прочности. Неправильные методы демонтажа. Все это приводит к катастрофе.
Соблюдение инструкций
Организации, такие как OSHA (Административная служба охраны труда США), выпускают строгие инструкции по проектированию и работе с опалубкой. Здесь нельзя полагаться на интуицию.
Если необходимо изменить конструкцию, проконсультируйтесь с проектировщиком опалубки перед внесением изменений. Никогда не improvisируйте с несущими конструкциями. Наличие супервизоров на площадке во время монтажа и укладки помогает минимизировать опасности. Последствия отказа являются необратимыми. И для рабочих, и для здания.
Измерение осадки конуса для оценки прочности
Как узнать, что бетон качественный? Вы измеряете осадку конуса. Этот показатель оценивает относительную прочность и удобоукладываемость партии.
Процесс прост, но требует точности. Подрядчики набирают образец свежего бетона в конус высотой один фут. Они поднимают конус и дают бетону упасть в кучу. Затем измеряют разницу в высоте между исходным конусом и обрушившейся кучей.
По словам эксперта Стамати, идеальная разница составляет 3–4 дюйма. Это 7,6–10,2 сантиметра.
Если вы видите осадку в 10 дюймов, отступите. Это означает, что в смеси слишком много воды. Результатом будет слабый бетон. Вам нужна прочность, а не лужа.
Избыток воды нарушает структурную целостность. Он создает пустоты. Снижает прочность на сжатие. Вы можете сэкономить время при смешивании, но заплатите за это ремонтами или обрушением.
Человеческий фактор
Средств индивидуальной защиты недостаточно. Вам необходимо уважать физику мокрого бетона. Он тяжелый. Он оказывает огромное давление. Если опалубка разрушится, это давление высвободится мгновенно.
Проверьте раскрепление. Проверьте распорки. Проверьте время твердения.
Бетонная отрасль усвоила эти уроки дорогой ценой. Обрушения казино в Огайо и обрушение жилого дома в Вирджинии не были случайностями. Они стали нарушением базовых конструктивных принципов.
Когда вы снимаете опалубку, убедитесь, что бетон заслужил свою прочность. Если вы будете гадать, вы рискуете всем.
