авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Технология опалубочных работ с применением цементностружечных плит, модифицированных серой

На правах рукописи

ТИНЕЕВ РОМАН БОРИСОВИЧ ТЕХНОЛОГИЯ ОПАЛУБОЧНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦЕМЕНТНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЕРОЙ Специальность 05.23.08 – “Технология и организация строительства”

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа - 2003 2

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Агапчев Владимир Иванович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Хрулёв Валентин Михайлович;

кандидат технических наук Балобанов Александр Вениаминович.

Ведущая организация ОАО «Строительный трест №3» (г. Уфа).

Защита состоится 25 декабря 2003 года в 10-00 часов на заседании дис сертационного совета Д 212.289.02 в Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государст венного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «» ноября 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Денисов О.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с переходом от типового строительства к возведению зданий и сооружений по индивидуальным проектам и возрастаю щим применением монолитного бетона существенно возросла роль опалубоч ных работ с использованием нетрадиционных недорогих опалубок, легко при способляемых к особенностям бетонируемых конструкций. Материалами для таких опалубок служат обычно фанера или древесные плиты с защищенной ра бочей поверхностью или полностью пропитанные (модифицированные) защит ными стабилизирующими составами. Среди древесных плит для опалубок осо бый интерес представляют цементностружечные плиты (ЦСП), обладающие повышенной прочностью и стойкостью. Из цементностружечных плит, моди фицированных серой созданы щиты с двойной палубой (разработка кафедры «Строительные конструкции» Уфимского государственного нефтяного техни ческого университета, патент РФ №. 2178493). Оригинальность конструкции этой опалубки и ее надежная защита серой позволяет вдвое повысить оборачи ваемость щитов, опалубливать вертикальные и горизонтальные поверхности с высоким качеством при незначительном сцеплении с бетоном. Благодаря па нельному исполнению в щитах можно выполнять внутреннюю теплоизоляцию, а при необходимости устанавливать нагревательные элементы для создания «греющей» опалубки при производстве бетонных работ в зимнее время.

Однако технология производства работ с применением новой панельно щитовой опалубки из ЦСП еще не разработана до нормативного уровня, не оп ределены схемы сборки и размеры щитов, обеспечивающие их сопротивление прогибу от бетонной смеси, не исследованы формостабильность и атмосферо стойкость при хранении на стройплощадке, не определены пооперационные технологические параметры монтажа и демонтажа опалубки, не установлены критерии износа опалубки – механическая повреждаемость или старение мате риала – для прогнозных оценок и расчетов технико-экономических расчетов эффективности, не определены объекты бетонирования, где предлагаемая опа лубка наиболее эффективна.

Отмеченные вопросы легли в основу диссертационного исследования, ко торое выполнялось в соответствии с межвузовской программой “Строительство и архитектура”, а также по целевым программам ресурсо- и энергосбережения в строительстве, принятыми Кабинетом Министров Республики Башкортостан.

Цель исследования разработать технологию опалубочных работ с при менением двухслойных, выполненных из модифицированных серой цементно стружечных плит, щитов панельной конструкции, и дать предложения по об ластям и методам ее наиболее эффективного использования.

Задачи исследования:

- изучить современный опыт конструирования и использования опалубоч ных систем из щитов с обшивками из модифицированных древесно листовых материалов для монолитного бетонирования;

- выявить вариабельность применения двухслойных щитов опалубки для бетонирования конструкций различной формы и массивности с возмож ностью круглогодичного использования;

- оценить деформативность щитов-панелей при бетонировании и опреде лить сцепление рабочей палубы с затвердевшим бетоном;

- определить условия сохранности опалубочных щитов при сборке разборке систем, складировании на стройплощадке и перевозках на строительные объекты;

- определить критерии износа опалубки;

дать прогнозную оценку долго вечности;

- разработать технологию опалубочных работ с применением опалубки из ЦСП, пропитанных в расплаве технической серы;

- оценить экономическую эффективность применения панельно-щитовой опалубки из ЦСП, модифицированных серой.

Научная новизна:

- установлена возможность и доказана эффективность использования в ка честве палубы двухслойных щитов ЦСП, модифицированных техниче ской серой;

- определена оптимальная степень пропитки серой цементностружечных плит палубы, обеспечивающая наименьшее сцепление её с бетоном и га рантирующая достаточную прочность и жесткость палубы при действии бетонной смеси;

- установлена возможность использования панельно-щитовой опалубки из ЦСП для бетонирования как вертикальных, так и горизонтальных по верхностей без принципиального изменения конструкции щитов;



- установлена возможность круглогодичного использования предлагаемой опалубки по признакам атмосферостойкости, физической износостойко сти и пригодности быть утепленной или греющей в зимнее время.

Практическое значение:

- в производственных условиях применена новая система опалубочных ра бот с использование щитовой сборно-разборной опалубки панельного ти па повышенной долговечности;

- разработана и опробована в производственных условиях пооперационная схема организации опалубочных работ с применением щитов из ЦСП, модифицированных серой;

- разработана и утверждена «Производственная инструкция по организа ции опалубочных работ с применением разборно-переставной опалубки из щитов панельного типа с обшивками из ЦСП, модифицированных се рой»;

- разработаны нормы времени и затрат труда на производство опалубочных работ с применением щитовой опалубки с обшивками из ЦСП, модифи цированных серой;

- получен экономический эффект от применения опалубки нового типа;

- результаты исследований включены в учебное пособие УГНТУ «Цемент ностружечные плиты в строительстве» (Уфа, УГНТУ, 2001 г.) для курса «Технология строительного производства».

- результаты исследования вошли в организационно-технический план энерго- и ресурсосбережения при выполнении опалубочных работ в ОАО “Стройтрест №3” объединения “Башстрой”.

Апробация работы. Основные положения работы опубликованы в меж дународном сборнике научных трудов «Использование отходов и местного сы рья в строительстве» (Новосибирск, 2001), доложены и обсуждены на Между народных конференциях «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа, 2000, 2001, 2002, 2003), где отдельные работы отмечены дипломами;

на Все российских конференциях: «Метрологическое обеспечение эксплуатации и хранения технических объектов» (Москва, 1999);

«Проблемы прочности мате риалов и сооружений на транспорте» (Череповец, 2002);

на конференциях строительных вузов: «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (Самара, 2001);

«Новое в инвестиционных процес сах и технологиях строительного производства» (Москва, 2001);

«Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (Тула, ТГУ, 2003).

По результатам исследований опубликовано 14 статей и тезисов докла дов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введе ния, четырёх глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 129 страниц машинописного текста, 38 ри сунков, 15 таблиц. Список использованных источников включает 108 наимено ваний.

На защиту выносятся:

- анализ данных по изучению опыта опалубочных работ с применением щитов из модифицированных древесных материалов и ЦСП;

- комплекс экспериментальных данных по изучению физико-механических свойств пропитанных серой ЦСП;

- теоретический анализ работы модифицированных серой ЦСП в конст рукциях опалубки;

- выбор критериев оптимизации усилия сцепления щита опалубки из ЦСП с бетоном и составление критериальных уравнений регрессии;

- методика оценки атмосферостойкости щитов опалубки из ЦСП, модифи цированных серой;

- технология опалубочных работ с применением щитов опалубки из ЦСП, пропитанных в расплаве технической серы;

- технико-экономическая оценка эффективности применения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель иссле дований, дана краткая характеристика выполненной работы, приводятся основ ные положения, выносимые на защиту, определен круг лиц и организаций, принимавших участие в экспериментах и производственном внедрении.

В первой главе приведен обзор данных патентных и литературных ис точников о применении опалубок из фанеры и модифицированных древесных плит, а также проанализирован существующий опыт применения опалубки из цементностружечных плит. Для сравнения показан опыт применения дощатых щитов с защищенной палубой. Впервые опалубка из досок, пропитанных серой, была испытана Ж.Б. Бекболотовым и применена в сельском строительстве Ош ской области (Киргизия) в 1983 г.





В отечественной и зарубежной практике преобладают щитовые опалубки комбинированной конструкции, в которых вся поддерживающая и крепёжно выверочная оснастка выполнена из металла, а палуба щитов из высокопрочной водостойкой фанеры, столярных плит;

сплоченных досок, древесностружечных плит, покрытых пластиками. Обширные испытания опалубок из древесностру жечных плит, защищенных пластиковыми и лакокрасочными покрытиями про ведены в ЦНИИОМТП В.Д. Топчием в 1978-1983 г г.

Однако стоимость таких опалубок достаточно высока. Снижение стоимо сти может быть достигнуто применением листовых композиционных материа лов из низкосортного сырья и древесных отходов. К их числу относятся ЦСП, обладающие рядом ценных свойств. Они более жестки, прочны, водо-, био- и огнестойки, чем древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

К недостаткам ЦСП относятся: коробление, шелушение поверхности, разбухание кромок. Кроме того, незащищенные цементностружечные плиты обладают значительной адгезией с бетоном, что обусловило их использование только в виде несъёмной опалубки.

Методы защиты ЦСП путём пропитки органическими гидрофобными со ставами или путём нанесения защитных покрытий оказались неэффективными для получения щитовой многооборачиваемой опалубки. Для повышения проч ности, водостойкости и формостабильности ЦСП наиболее подходит пропитка (модифицирование) изделий в расплаве технической серы. Эффективность мо дифицирования тонкостенных цементных и листовых древесных материалов данным способом и возможность их применения в строительных изделиях, в том числе в опалубочных щитах, показана в работах В.В. Бабкова, Ж.Б. Бекбо лотова, Г.И. Бердова, М.Г. Мальцева, С.И. Манзий, В.В. Кохлова, И.К. Касимо ва, В.Д. Топчия, В.М. Хрулёва, В.В. Микульского, Ю.И. Орловского, В.В. Па туроева, Р.Ш. Хасанова.

Не оставляет сомнения, что применение модифицированных серой ЦСП в качестве палубы повысит прочность и жесткость опалубки, снизит адгезию к бетону, уменьшит распалубочные усилия, позволит получить бездефектные по верхности, повысит оборачиваемость опалубки, снизит ресурсоёмкость опалу бочных систем.

Сказанное составляет научную гипотезу, которая послужила основой данного диссертационного исследования и обосновала постановку конкретных задач работы.

Вторая глава посвящена методике исследования. В основу методики положены математическое моделирование технологических процессов и физи ческих явлений, происходящих при контакте поверхности палубы с бетонной смесью, и связанное с ним проведение конструктивных расчетов. Объектом ис следования служил щит опалубки, состоящий из двух обшивок из ЦСП, скреп ленных на клею и на шурупах с тремя деревянными продольными ребрами.

Поперечное сечение ребер (из древесины сосны плотностью 550 кг/м3) и тол щина обшивок назначались, исходя из конструктивных расчетов (изгиб от дав ления бетонной смеси, коробление в зависимости от влагосодержания и др.).

Для обшивок использовали плиты толщиной 12, 16 и 20 мм Стерлитамак ского завода ЦСП (Республика Башкортостан), соответствующие марке ЦСП- по ГОСТ 26816-86 “Плиты цементностружечные. Технические условия”. Мо дификатором плит служила сера – продукт Ново-Уфимского нефтеперерабаты вающего завода, соответствующая ГОСТ 127.1-93 “Сера техническая. Техниче ские требования”. Её плотность 2,06 г/см3, температура плавления 112,8 0С.

Бетон приготовляли класса В 7,5 на мелком заполнителе и портландцементе М 400. Содержание модификатора – серы в плитах ЦСП варьировалось пропиткой образцов на созданной при участии автора лабораторной установке с автомати ческим контролем температуры в режиме “прогрев-холодная ванна”.

Сцепление опалубки с бетоном определяли методом нормального отрыва на образцах плит размером 75х75 мм, толщиной 16 мм, модифицированных с поглощением серы от 8 до 49% и немодифицированных – контрольных. Тол щина слоя бетона между образцами плит – 30 мм. Для испытания на равномер ный отрыв к торцевым поверхностям образцов из ЦСП приклеивались эпок сидной композицией металлические пластины - «грибки». Испытания проводили при различной продолжительности контакта бетона с опалубкой – 12, 24 и 72 ч. Образец центрировали в разрывной машине с электронным сило измерителем. Скорость деформации составляла 50 мм/с. Характер разрушения в паре “бетон – опалубка” определяли визуально по состоянию поверхностей бетона и опалубки после отрыва.

Критерием атмосферостойкости щитов опалубки из модифицированных ЦСП принято коробление при одностороннем увлажнении. Определяли связь формоустойчивости и внутренних напряжений, возникающих при односторон нем увлажнении палубы щита в процессе бетонирования.

Одностороннее коробление определяли на образцах размером мм. Для моделирования работы опалубочного щита без влияния кромок торцы образца тщательно влагоизолировали тремя слоями лака ХСЛ и слоем техниче ского вазелина. Далее образец помещали в резервуар с водой, укладывая на опоры на расстоянии 50 мм над поверхностью воды. Прогиб в контрольных точках замеряли индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм. Пока зания индикаторов снимали через: 1, 2, 3, 5, 8, 13 и 20 суток, а затем через ка ждые 10 суток.

Износостойкость палубы из модифицированных ЦСП определяли путем истирания шлифовальной шкуркой поверхности образцов, прижатых рычаж ным устройством к истирающей поверхности вращающегося диска машины МИ-2. Мерой истирания служило количество материала г/см2, снятого с пло щади образца 8 см2 после 100 оборотов диска.

Математическое исследование усилия отрыва опалубки от поверхности бетона проводили с применением несимметричного плана эксперимента 2-го порядка. По критерию минимальности количества опытов принят насыщенный план Рехтшафнера с областью планирования - гиперкуб. Обработку и анализ экспериментальных данных производились с применением методов математи ческой статистики.

Третья глава посвящена определению расчётных характеристик и тех нологических параметров, гарантирующих надежную работу опалубки из мо дифицированных серой ЦСП.

Установлено, что при модифицировании ЦСП серой существенно возрас тает прочность. При максимальном поглощении (49,2-50%) прочность при из гибе возрастает на 230 и 242%, т.е. в 2,3-2,4 раза.

Модуль упругости также значительно возрастает при максимальном по глощении серы со скоростью, не зависящей от толщины плит. Например, у плит толщиной 16 мм при поглощении серы 41% прирост модуля упругости 194%. Однако расчетные характеристики, достаточные для эксплуатации опа лубки, достигаются уже при 25-30%-м поглощении серы и дальнейшая пропит ка плит не нужна. Это объясняется тем, что при 25-30%-м поглощении структу ра плит становится оптимальной по плотности, пористости и т.п. В то же время поглощения серы на уровне 8-12% не улучшает свойств и структуры плит в не обходимой степени.

Существенно снижается деформативность палубы из ЦСП, модифициро ванных серой. Анализ величины цилиндрической жесткости D, определяющей прогиб палубы щита, показывает, что при 40-42 %-м поглощении серы происхо дит снижение деформативности в 1,8-2 раза (рис. 1).

Цилиндрическая жесткость D, Н м ЦСП ( мм) ЦСП ( мм) Поглощение серы, % Рис. 1. Цилиндрическая жесткость палубы из ЦСП толщиной 12 мм и 16 мм, модифицированных серой Сравнивая работу различных материалов в конструкциях опалубки: це ментностружечную плиту марки ЦСП-1, модифицированную и обычную, дре весностружечную плиту (ДСП) марки П-3, твердую древесноволокнистую пли ту (ДВП) марки Т-400, клеёную фанеру марки ФСФ и бакелизированную фанеру, установили, что при использовании модифицированных ЦСП откры ваются широкие возможности регулирования свойств опалубки. Выбраны от носительные критерии для оценки улучшения свойств ЦСП: структурный - 1/ ;

E (где - плотность, кг/м ;

R прочностной - R ;

жесткостной ( ) 1 расчетное сопротивление изгибу, МПа;

Е – модуль упругости, МПа;

- коэф фициент Пуассона).

При модифицировании ЦСП заметно возрастает прочностной критерий (в 1,2 раза), что связано со структурными изменениями в материале. При этом он превосходит в 1,6 раза тот же показатель для стали ВСт3кп2.

Для применения ЦСП в щитах опалубки пропитка их серой на всю глуби ну нецелесообразна, так как значительно возрастает масса палубы. На это ука зывает снижение относительного жесткостного параметра эффективности по сравнению с непропитанными плитами (в 1,1 раза).

По мере роста поглощения серы плитами снижается сцепление опалубки с бетоном (рис.2). При максимальном поглощения серы (49,2-50%) – на 58-61%, т.е. в 2,4-2,6 раза по сравнению с опалубкой из немодифицированных ЦСП.

Пропитка ЦСП серой на 25-30% оптимально снижает усилие сцепления (в 2 2,1 раза), дальнейший рост поглощения серы с приближением его к максимально му (48-50%) не приводит к значительному снижению адгезии.

Cцепление, кПа 10 25% 50% 12 ч 24 ч 72 ч Продолжительность контакта опалубки с бетоном, ч Рис. 2. Зависимость усилия сцепления бетона с опалубкой из модифицированных ЦСП от продолжительности контакта и степени поглощения серы Регрессионным анализом получена зависимость усилия сцепления палу бы из модифицированных ЦСП от поглощения серы.

5,17 13,15e 0, f= ( ), (1) 1 0,65e 0,041S где f – усилие сцепления, кПа;

– продолжительность контакта бетона с опалубкой, ч;

S – поглощение серы, % по массе.

Для данной зависимости средняя ошибка равна – 0,224, коэффициент корреляции – 0,981.

Сравнение усилия сцепления различных материалов палубы показывает, что пропитка ЦСП серой более чем вдвое снижает сцепление с бетоном (от 14,6 до 6, кПа), приводя его к уровню усилия сцепления палубы из стеклопластика (f = 5, кПа).

Осмотр площади разрушения адгезионного соединения в паре “бетон – опалубка” указывает на хорошее состояние поверхности палубы из ЦСП, мо дифицированных серой. Опалубка из немодифицированных ЦСП отрывается со следами бетона (усилие сцепления – 14,6 кПа). Для модифицированных ЦСП со степенью пропитки серой 25-49% характерен адгезионный отрыв: поверхность бетона после распалубки гладкая без дефектов;

поверхность опалубки неза грязненная.

Поведение модифицированных ЦСП при одностороннем увлажнении оп ределялось на плитах размером 30030016 мм с различной степенью погло щения серы при двух видах граничных условий – свободное опирание и защем ление.

Методом сечений получены кривые возможного распределения влажно сти по толщине ЦСП на протяжении всего времени их увлажнения. По полу ченным данным определены внутренние напряжения, возникающие в листе ЦСП при его одностороннем увлажнении.

В образце, коробление которого стеснено, максимальные напряжения раз виваются в начальный момент после первых 10 минут увлажнения. При этом максимальные сжимающие напряжения (7,9 кПа) действуют на увлажняемой пласти, максимальные растягивающие напряжения (3,2 кПа) - в средней зоне;

на противоположной увлажнению стороне действуют незначительные (до 3, кПа) сжимающие напряжения. По мере продвижения влаги напряжения по все му сечению уменьшаются, не меняя при этом знака до момента достижения максимального изгибающего момента.

После четырех часов увлажнения, когда влага достигает верхней поверх ности и изгибающий момент резко снижается, напряжения в средней зоне и на противоположной увлажнению стороне меняют свой знак на обратный.

Используемый метод исследования короблений с оценкой внутренних влажностных напряжений позволил установить, что при стеснении коробле ния односторонне увлажняемого образца (модель обшивки щита опалубки), напряжение сжатия развиваются как на увлажненной, так и на неувлажняе мой поверхностях и достигают 8 кПа, а наиболее существенные растягиваю щие напряжения возникают внутри плит и не превышают 3,2 кПа. Как сжи мающие, так и растягивающие напряжения, возникающие в ЦСП при стесненном короблении, близки к временным сопротивлениям ЦСП на сжа тие и растяжение. Следовательно, существует опасность преждевременного разрушения палубы щита из незащищенных ЦСП в процессе его эксплуата ции.

Испытания на одностороннее коробление образцов ЦСП, модифициро ванных серой, показывают, что с ростом степени поглощения серы происхо дит уменьшение прогиба и покоробленности при одностороннем увлажнении (рис.3). Существенно, более чем в 5 раз, снижается уровень влажностных на пряжений. Так, при пропитке ЦСП серой до 44% наибольшие сжимающие напряжения составляют 1,6 кПа, а наиболее опасные растягивающие напря жения – 0,5 кПа. При поглощении серы 25% наибольшие сжимающие напря жения в ЦСП составляют 3,8 кПа, а наиболее опасные растягивающие напря жения – 2,5 кПа, то есть внутренние напряжения уменьшаются более чем в раза.

Рис. 3. Изгибающий момент и прогиб при одностороннем увлажнении образцов ЦСП:

1 – изгибающий момент в контрольном (немодифицированном) образце;

2 – изгибающий момент в образце, модифицированном серой;

3 – прогиб образца, модифицированного серой, при стесненном короблении;

4 – прогиб контрольного образца при стесненном короблении;

5 – прогиб контрольного образца при свободном короблении Таким образом, пропитка ЦСП расплавом серы снижает уровень влаж ностных напряжений до незначительных величин, тем самым уменьшая опасность преждевременного разрушения палубы при её эксплуатации в ус ловиях переменного увлажнения. Кроме того, значительно уменьшаются прогиб и покоробленность модифицированных ЦСП до величин, ниже до пустимых.

Важным фактором, оказывающим заметное влияние на долговечность и оборачиваемость опалубки из ЦСП, модифицированных серой, является из носостойкость рабочей поверхности палубы щита. Установлено, что палуба из ЦСП, модифицированных серой, обладает повышенным сопротивлением истиранию в процессе эксплуатации. Пропитка ЦСП серой на 30% снижает их истираемость в 4,3 раза в сухом состоянии и в 5,4 раза во влажном, при ближая её к истираемости пластмасс. Повышение износостойкости палубы из ЦСП, модифицированных серой, позволяет существенно увеличить оборачи ваемость и долговечность опалубки с их применением.

Y Истираемость палубы из ЦСП, г/см 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. X 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Поглощение серы, % Палуба в сухом состоянии Палуба во влажном состоянии Рис. 4. Истираемость палубы из ЦСП, модифицированных серой, в сухом и увлажненном состояниях Теоретический анализ и экспериментальные данные указывают на целе сообразность применения ЦСП, модифицированных серой, в щитовой опалуб ке. Повышается жесткость и несущая способность опалубки. Значительно сни жаются распалубочные усилия, сохраняется чистой поверхность палубы по сравнению с немодифицированными ЦСП, по аналогии с такими материалами, как стеклопластик и фанера с пленочным фенолформальдегидным покрытием.

Выявлены повышенная формостабильность и износостойкость опалубки из ЦСП, модифицированных серой, в условиях постоянного и переменного ув лажнения.

Четвертая глава посвящена разработке технологии опалубочных работ с применением щитов опалубки из цементностружечных плит, модифициро ванных серой.

С учетом повышения механических свойств ЦСП, модифицированных расплавом серы, снижения деформативности и усилия сцепления поверхности ЦСП с бетоном можно предложить их применение в конструкциях опалубки. На кафедре “Строительные конструкции” УГНТУ были разработаны конструкция и технология изготовления щита разборно-переставной опалубки с двойной па лубой из ЦСП, модифицированных серой, которая позволяет использовать обе наружные обшивки щита в качестве рабочей палубы.

Щит опалубки предлагаемой конструкции обладает преимуществами пе ред известными: повышенной жесткостью палубы за счет пропитки серой, что экономит расход материалов (древесины и стали) на каркас;

кромки плит на дежно защищены от разбухания и выкрашивания;

значительно снижено сцеп ление поверхности опалубки с бетоном, что увеличивает её оборачиваемость и улучшает качество бетонируемой поверхности;

каждая из обшивок щита может служить рабочей палубой благодаря перестановке торцевых накладок, входя щих в общую конструктивную схему щита.

На основе предложенной конструкции щита и анализа современного оте чественного и зарубежного опыта создания опалубочных систем в составе дан ного диссертационного исследования была разработана универсальная опалу бочная система разборно-переставной опалубки, позволяющая бетонировать как вертикальные (стены, колонны), так и горизонтальные (плиты покрытий и перекрытий) конструкции.

Основным элементом системы являются модульные щиты (рис. 5). Стан дартные щиты имеют высоту 1,2;

1,5;

1,8;

2,4 и 3,0 м и ширину 0,3, 0,6, 0,9 и 1,2 м. Конструкция щитов каркасная с двойной палубой и сотовым каркасом.

Двойная рабочая палуба выполнена из ЦСП, толщиной 16-20 мм.

В процессе изготовления щита материал каркаса и палубы подвергаются модифицированию расплавом технической серы. Соединение палубы с карка сом комбинированное – клеемеханическое. Приклейка обшивок к ребрам кар каса осуществляется после их пропитки и шлифовки поверхностей. Для склей ки рекомендуется применение фенолрезорцинового клея ФРФ-50 (ТУ 6-05 1880-79).

Рис. 5. Щит универсальной разборно-переставной опалубки с двойной палубой из ЦСП, пропитанных в расплаве серы:

1- палуба из ЦСП;

2 – ребра каркаса;

3 – отверстия для пропуска тяжей;

4 – съёмные стальные накладки;

5- винты крепления накладки;

6 – проушины;

7 - отверстия Щиты опалубки рассчитаны на боковое давление бетонной смеси на опа лубку до 60 кН/м2. Конструкция элементов опалубки и их стыков позволяет располагать их как вертикально, так и горизонтально.

Крепежными деталями для сборки щитов служат съемные стальные на кладки с отверстиями и проушинами, закрепленные по торцам к щиту. Для со единения щитов опалубки между собой используются быстроразъемные клино вые замки. Боковое давление бетона воспринимается винтовыми стяжками диаметром 12 мм, которые пропускают через отверстия в палубе щитов и фик сируют анкерными пластинами, прижимаемыми барашковыми гайками. Стяж ки устанавливают в отверстия в щите, при этом опорная плита перекрывает каркас соседнего щита. Анкерные тяжи пропускают через пластмассовую труб ку, служащую одновременно распоркой. Неиспользованные отверстия для стя жек закрываются с помощью пластмассовых пробок. После сборки щиты обо рудуются подкосами, для обеспечения устойчивости и рихтовки, а также навесными подмостями для бетонирования, если распалубка стен производится до устройства перекрытий. Крепление подкосов к перекрытию производится через опорную плиту с помощью анкерных болтов.

Для опалубливания колонн возможно применение обычных щитов из комплекта опалубки с угловыми сжимами. Для больших расчетных нагрузок – до 120 кН/м2 разработаны щиты с усиленным каркасом (с более частой расста новкой рёбер) и специальными съемными накладками для соединения щитов опалубки на болтах. Высота щитов 300, 275, 100 и 50 см. Соединение щитов в данном случае основано на конструктивном принципе соединения “в мельни цу”. Для применения щитов на разные размеры колонн в щитах предусмотрены отверстия с шагом 5 см. Конструкция щитов позволяет опалубливать колонны сечением от 1010 до 8080 см.

Перед началом монтажа опалубки на бетонном основании краской нано сят риски, фиксирующие положение осей колонны. Точную выверку смонтиро ванной опалубки колонны производят с помощью клиновых вкладышей. Вто рой и последующие ярусы собирают с передвижных подмостей. Полностью со бранную опалубку колонны выверяют по вертикали и раскрепляют подкосами, которые крепят к перекрытию с помощью анкеров.

С использованием предложенной универсальной разборно-щитовой опа лубки можно производить бетонирование горизонтальных конструкций: пло ских перекрытий и покрытий, опирающихся на несущие стены или перекрытий зданий с монолитным безригельным каркасом.

Толщина бетонируемого монолитного перекрытия – 100-220 мм. Основ ными элементами опалубки являются щиты из того же комплекта, что и при опалубливании вертикальных конструкций, в сочетании со специальными бал ками и насадками на оголовки опор. Для устройства опалубки гладких моно литных перекрытий используются щиты длиной 1,2;

1,5;

1,8 и 3,0 м и шириной 0,6-1,2 м. В качестве поддерживающих элементов применяются стальные теле скопические стойки с падающими головками и несущие продольные балки.

Раздвижные телескопические стойки позволяют использовать опалубку для помещений с высотой этажа от 2 до 4 м. Пространственная жёсткость и ус тойчивость смонтированной балочно-стоечной системы опалубки перекрытия обеспечивается закреплением стоек в проектном положении с помощью раз движных треног. Сочетание различных типоразмеров балок (длина между ося ми стоек 900, 1200, 1500, 1800 и 2400 мм) обеспечивает универсальность дан ной опалубки при устройстве монолитных перекрытий.

Монтаж опалубки осуществляют в следующей последовательности: “па дающую” головку устанавливают сверху в телескопическую стойку, стойку за крепляют в проектном положении и раскрепляют с помощью раздвижной тре ноги. “Падающие” головки имеют наверху неподвижно закреплённую плиту, служащую формообразующим элементом опалубки. Опорная плита несущей балки опалубки перекрытия в смонтированном состоянии фиксируется клино вым затвором так, что верхняя плита и служащая формообразующей поверхно стью опалубки поверхность верхнего пояса балки находятся на одной высоте.

В головку стойки устанавливают несущие продольные балки. До уста новки щитов работы по монтажу стоек и навешиванию несущих балок можно проводить снизу.

Щиты опалубки опираются непосредственно на полки балок. Крупнораз мерные щиты опалубки 3,01,2 м и 2,41,2 м устанавливают с помощью крана, остальные щиты можно монтировать вручную, поскольку их вес не превышает 50 кг.

Для проведения распалубки удаляют клин у оголовка опоры, в результате чего опорная плита “падающей” головки вместе с балками и щитами опускает ся вниз на 12 см и ложится на нижнюю плиту насадки. В этом положении сна чала демонтируют щиты опалубки, а затем балки. Телескопические стойки ос таются как вспомогательные опоры плиты перекрытия. Это позволяет в более ранние сроки осуществить распалубку и увеличить оборачиваемость опалубки.

Возможность использования модифицированных ЦСП для опалубки была проведена при бетонировании ростверков фундаментов под конструкции три бун центральной части стадиона “Динамо” в г. Уфе. В опытах использовали плиты Стерлитамакского завода марки ЦСП-1 толщиной 16 мм, плотностью 1260 кг/м3, с нормальной влажностью 10% по ГОСТ 26816-86.

Из плит вырезали заготовки размером 1600x1200 мм, соответствующие размерам инвентарной опалубки. Заготовки пропитывали в стальной емкости, приспособленной под пропиточную ванну. Разогревание емкости для получения расплава осуществляли трубчатыми электронагревателями - ТЭНами.

Пропитанные расплавом серы ЦСП использовали для изготовления инвен тарной разборно-переставной опалубки, предназначенной для бетонирования фундаментов из бетонной смеси, соответствующей классу бетона В15. Бетонную смесь уплотняли способом глубинного вибрирования. Поверхность конструк ции получалась гладкой, без дефектов. Отделение щитов опалубки от бетона происходило легко, сцепление с бетоном не наблюдалось. После бетонирования поверхность щитов оставалась гладкой, без вмятин, царапин, следов бетона.

Дополнительно на строительной площадке была проведена серия экспе риментов с целью определения расчетной оборачиваемости щита опалубки с обшивками из ЦСП, модифицированных серой. Согласно полученным данным, средняя оборачиваемость предложенного щита с двойной палубой составила оборота, при полном использовании обеих обшивок щита.

На основе результатов теоретических исследований и производственных ис пытаний разработана и утверждена “Производственная инструкция по организа ции опалубочных работ с применением разборно-переставной опалубки из щитов панельного типа с обшивками из ЦСП, модифицированных серой”.

Расчетный экономический эффект от использования технологии пропит ки щитов опалубки с двойной палубой из ЦСП на одной пропиточной установ ке, производительностью 5 м3 в сутки, составляет около 210 тыс. руб. в год.

Эффект обусловлен за счет энерго- и ресурсосбережения, а также за счет по вышения оборачиваемости щитовой опалубки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Данные литературных источников и опыт применения новых видов опалу бок свидетельствуют о перспективности и технико-экономической эффек тивности применения щитовой опалубки с использованием в качестве палу бы древесных плит с защищенной рабочей поверхностью или модифицированных по всему объему органическими полимерными или ми неральными веществами.

2. Предложено использовать щитовую опалубку из цементностружечных плит, модифицированных в расплаве технической серы. Технология предусматри вает использование щитов панельного типа с двумя рабочими палубами и съемно-разъемными металлическими креплениями, позволяющими исполь зовать в качестве рабочей поверхности любую из двух сторон щита.

3. Благодаря пропитке серой, более чем вдвое увеличивается модуль упругости ЦСП при поперечном изгибе, что повышает жесткость всей опалубочной системы, позволяет снизить расход материалов на подкрепляющие ребра, обеспечить ровную поверхность бетонируемых конструкций. Снижается сцепление опалубки с бетоном в зависимости от количества серы, погло щенной плитами при модифицировании.

4. Установлены оптимальные соотношения между основными технологиче скими параметрами эксплуатации опалубки и степенью пропитки ЦСП се рой. Увеличение прочности и жесткости более чем вдвое, необходимые для расчетного сопротивления действию бетонной смеси и обеспечения задан ных геометрических форм бетонируемых конструкций, достигаются при 25-30% - м поглощении серы по массе. Таким образом, опалубка по сравне нию с немодифицированными ЦСП утяжеляется не более чем на треть. При том же поглощении серы сцепление палубы с поверхностью затвердевшего бетона снижается в 2-2,1 раза, имеет место адгезионный отрыв поверхность бетона после распалубки гладкая, поверхность палубы – незагрязненная.

5. Применение ЦСП, модифицированных серой, позволяет усовершенствовать систему разборно-переставной опалубки, бетонировать горизонтальные и вертикальные конструкции, проводить работы круглогодично или расши рить сезонные сроки бетонирования благодаря щитам с двойной палубой и независимости модифицированных ЦСП от атмосферных воздействий.

6. Оборачиваемость щитов разборно-переставной опалубки составляет 44 обо рота, что значительно превосходит оборачиваемость инвентарной деревян ной опалубки и приближает её к щитовой опалубке с палубой из водостой кой и бакелизированной фанеры или фанеры с плёночным покрытием.

7. Расчетный экономический эффект от использования технологии пропитки щитов опалубки с двойной палубой из ЦСП на одной пропиточной установ ке, производительностью 5 м3 в сутки, составляет около 210 тыс. руб. в год.

Эффект обусловлен за счет повышения оборачиваемости щитовой опалубки, а также за счет энерго- и ресурсосбережения.

Основное содержание диссертации опубликовано в 14 печатных рабо тах, основные из которых:

1. Тинеев Р.Б., Агапчев В.И., Хасанов Р.Ш. Конструктивные решения и об ласть применения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой // Проблемы строительного комплекса России: Cб. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С.61.

2. Тинеев Р.Б. Теоретическое обоснование применения модифицированных цементностружечных плит для опалубки // Проблемы строительного комплекса России: Cб. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С.62.

3. Тинеев Р.Б. Технология опалубочных работ с применением щитовой опа лубки из цементностружечных плит, пропитанных расплавом серы // Проблемы строительного комплекса России: Cб. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С.63.

4. Тинеев Р.Б., Агапчев В.И., Хасанов Р.Ш. К вопросу эффективности при менения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой // Проблемы строительного комплекса России: Cб. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. - С.64.

5. Тинеев Р.Б., Агапчев В.И., Хасанов Р.Ш. Деформируемость под действи ем бетонной смеси щитовой опалубки с переменной по толщине жесткостью палубы. // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте: Сб. – Череповец: Изд-во ЧГУ, 2002. - С.72-73.

6. Тинеев Р.Б. Сравнительный анализ работы древесных плит, фанеры, пла стиков и модифицированных серой цементностружечных плит как материала палубы в конструкциях разборно-переставной опалубки. // Проблемы строи тельного комплекса России: Cб. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - С.66-67.

7. Тинеев Р.Б., Хасанов Р.Ш. Расчетные параметры щитовой двухслойной опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой // Актуаль ные проблемы строительства и строительной индустрии: Cб. – Тула: Изд-во ТГУ, 2003. - С.69.



 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.