Опалубки для изготовления монолита бетона
В процессе строительства постоянно возникает необходимость в изготовлении бетонного раствора, что необходимо для формирования стен и перекрытий зданий. Для выполнения такой работы используются опалубки, которые ограничивают перемещение бетонной смеси в определенных рамках. Их конструкция имеет множество разновидностей и зависит от вида проводимых работ. Подробно мы говорили об этом здесь.
Общие правила монтажа опалубки
Вне зависимости от разновидности конструкции, в состав опалубки входят щиты, зафиксированные специальными упорами. При этом в каждом конкретном случае опалубка имеет свои индивидуальные особенности. Однако их монтаж осуществляется на основании общих правил. Сначала ведутся подготовленные работы, состоящие в следующем:
- На начальной стадии со строительной площадки убирается весь присутствующий на ней мусор.
- Ведется проверка горизонтальности участка. При наличии неровностей их устранение ведется путем среза почвы. При этом не допускается заполнение углублений путем подсыпки щебня.
- По углам будущего помещения фиксируются маяки. Они должны быть точно выставлены без отклонений по горизонтали и вертикали.
Далее происходит непосредственный монтаж опалубки. С этой целью подбираются доски, деревянные щиты, также может быть использована фанера.
Во время сборки опалубки придерживаются следующих условий:
- При использовании щитов они должны иметь квадратную или прямоугольную геометрию. Это наиболее оптимальная форма конструкции, которая может иметь произвольные параметры. Если в качестве исходного материала для опалубки применяются доски, то их торцы тщательно подгоняются, чтобы через стыки не выливался раствор. Обычно они берутся толщиной 40 мм. Также обращается внимание на отверстия, образовавшиеся после выпадения сучков, которые обязательно забиваются паклей.
- Если используется фанера, то толщина листа должна быть не менее 15 мм.
- Во время монтажа опалубки ее стенки должны быть обязательно укреплены распорками. Это необходимо для того, чтобы под давлением раствора не произошло расширения конструкции.
- Перед заливкой смеси внутрь опалубки прокладывается гидроизоляция. Делается это для того, чтобы жидкий бетон надежно удерживался в своих границах.
Иногда опалубка изготавливается из пластика. Такой материал отличается долговечностью и прочностью. При этом он имеет высокую стоимость. Однако пластиковая опалубка себя окупает, поскольку она может использоваться несколько раз.
Процедура установки опалубки происходит в следующем порядке:
- После окончания разметки на территории начинается выкапывание траншеи.
- Если планируется опалубку изготавливать из досок, то они сбиваются до получения конструкции нужных параметров.
- Начинается монтаж опалубки. Она обязательно проверяется на вертикальность расположения. После этого конструкция скрепляется поперечинами.
- Установленная опалубка снаружи подпирается распорками.
Внутренняя часть конструкции устилается пленкой, которая выполняет функцию гидроизоляции и предотвращает вытекание из щелей бетона.
Разновидности изделий для стен
При изготовлении фундамента параметры опалубки не имеют больших размеров. Если происходит формирование бетонных стен, то для нее требуется применение особой конструкции. Связано это с необходимостью создания мощного монолита. В процессе заливки бетона идет сильное давление на опалубку, поэтому при изготовлении опалубки особое внимание уделяется ее прочности. Для этого могут быть использованы такие материалы как металл, доски, пенополистирол, листы OSB или фанера.
При формировании бетонных стен конструкции опалубки бывают двух видов:
- Съемная. Она чаще всего изготавливается из металла, но до этого могут использоваться и доски. Перед их применением поверхность древесины обязательно тщательно обрабатывается. Такой вид опалубки выполняет свои функции только до затвердевания бетона, а затем она убирается.
- Несъемная. Изготовление такого вида опалубки ведется из теплоизоляционных материалов. Связано это с тем, что после окончания строительных работ она остается на месте. В результате помещение утепляется, и у него улучшается качество звукоизоляции. Об особенности конструкции несъемных опалубок можно почитать здесь.
Как и монтаж фундамента, изготовление опалубки требует серьезного подхода. В первую очередь это касается расчета будущей конструкции. Во время его проведения в качестве исходных данных используются следующие показатели:
- объем будущего пространства, в которое планируется заливать бетон;
- толщина изготавливаемого монолита.
Затем начинаются расчеты опалубки, на основании которых определяются следующие показатели:
- необходимая несущая способность будущей опалубки;
- подготовка требуемого количества материалов для изготовления конструкции;
- разрабатывается технология ее изготовления.
После проведения всех расчетов определяется число опор, которые будут располагаться снаружи опалубки с целью ее усиления под воздействием внутренних усилий. Также обязательное условие — определение стоимости конструкции.
Использование древесины
Если планируется изготовление опалубки из древесины, то часто для такой цели подбираются доски. После обработки торцов они сбиваются в щиты. В этом случае при заливке стен или перекрытий конструкция имеет увеличенные параметры. Также возможно изготовление деревянной опалубки путем использования ОSВ. При этом основным условием является хорошая пропитка материала, так как важно, чтобы он обладал высокой влагостойкостью.
Для усиления конструкции снаружи крепятся ребра жесткости. Иногда они выступают в качестве элементов наружной фиксации для устранения деформации опалубки при сильных внутренних усилиях. Кроме того, для таких целей также применяются деревянные бруски. Наружная часть может быть ограничена колышками, прижимными досками или подкосами.
Если опалубка состоит из нескольких частей, то между собой они скрепляются с помощью стяжек или проволочных элементов. При этом основным условием является устранение всех щелей между досками, через которые может выйти наружу раствор. На основании существующих стандартов максимальная величина зазора может составлять не больше 3 мм. Чаще всего жидкая смесь выходит наружу во время ее трамбовки. Иногда появляется только одна вода, что тоже относится к негативному явлению из-за снижения общего количества раствора. Чтобы полностью устранить такое явление, лучше всего даже небольшого размера щели между древесным материалом устранять с помощью пакли.
Опалубка из металла
Хорошим вариантом является изготовление опалубки из металла, в качестве которого может быть использован листовой прокат толщиной порядка 1,5 мм. Основанием для этого служит каркас. В его состав входят следующие элементы:
- трубы;
- уголки;
- металлический лист.
Сначала к трубам привариваются уголки, а затем с помощью саморезов или сварки крепится лист. Такая конструкция относится к съемной разновидности.
Другим вариантом металлической опалубки съемного типа является конструкция в виде обрешетки. В ней ячейки имеют квадратную форму, а размер стороны может лежать в пределах 0,2-0,4 м. Тут многое зависит толщины используемого металлического листа.
Чтобы конструкция обладала увеличенной жесткостью, в верхней части изделия привариваются перемычки. Их присутствие уменьшает возможность расхождения элементов опалубки. Во время заливки бетона внутри прокладываются трубы для прохождения коммуникационных систем.
Как только раствор помещается внутрь опалубки, щитам обеспечивается неподвижное состояние. Это осуществляется фиксацией распорок снаружи, для чего могут быть использованы металлические трубы или деревянные балки.
Демонтаж съемной конструкции
Съемная опалубка используется только до момента застывания монолита, а после этого убирается. Период ее использования может продолжаться до недели, хотя при хорошей погоде опалубка снимается уже через несколько дней. Здесь многое зависит от климата региона. Демонтируется опалубка за несколько шагов:
- Сначала снимаются сцепляющие элементы, которые удерживают состыкованные между собой щиты.
- С наружной стороны убираются откосы или другие элементы, которые предотвращают расширение опалубки.
- После освобождения конструкция осторожно снимается.
Процедура демонтажа опалубки требует аккуратного проведения работы. Ее снятие возможно только в том случае, когда присутствует уверенность, что бетон полностью затвердел. Процесс начинается с отклонения щитов от самой верхней точки, и только после этого они убираются.
Особенности несъемной опалубки
Если при формировании монолита используется несъемная опалубка, то после окончания проведения работ она не снимается. В результате строение дополнительно утепляется. Для удержания конструкции в ее состав входят блоки, с присутствующими в них замками для фиксации. Изготавливаются несъемные опалубки из следующих материалов:
- Пенополистирол. Опалубка обладает высокой прочностью. За счет небольшого веса с ней удобно работать. Такой материал хорошо пропускает воздух, что является его существенным преимуществом. После установки опалубки из пенополистирола в доме формируется дополнительная теплоизоляция.
- Арболитобетон. Материал содержит в себе дробленую древесину, цемент и некоторое количество химических добавок. Его особенностью является наличие в нем пузырьков воздуха. В результате изделия не подвергаются гниению и имеют хорошую влагостойкость.
- Фибролит. В основе таких опалубок лежит древесная стружка вместе с каустическим магнезитом. Полученные изделия обладают высокой морозостойкостью и экологической чистотой.
Пенополистирол чаще всего применяется для несъемных опалубок. Связано это с его небольшим весом, что отражается на удобстве монтажа. Соединение плит ведется между собой установкой замков и ряда перемычек. В результате обеспечивается цельность конструкции и не требуется применение подпорок. Внутри опалубки изготовлены пазы, позволяющие обеспечить качественное сцепление материала с застывшим монолитом. Внешняя сторона гладкая, поэтому на ней удобно вести финишную отделку.
Скользящая конструкция
Использование при формировании бетонных стен скользящей опалубки считается новаторским вариантом. В состав такой конструкции входят следующие компоненты:
- Щиты. Они могут быть изготовлены из металла, также используется еще фанера. С учетом геометрии стен щиты бывают разной конфигурации.
- Домкратная рама. С ее помощью опалубка выдерживает вес всей конструкции.
- Домкратные стержни. Они имеют вид толкателей, у которых щиты во время выполнения строительных работ можно перемещать в разных направлениях. Достигается это ручным способом или с помощью электрического двигателя.
- Направляющие. Это элементы, по которым перемещаются щиты.
В том случае, когда в качестве исходного материала для скользящей опалубки используется металл, на его внутреннюю сторону обязательно наносится специальный состав. Делается это с целью устранения прилипания застывшего бетона к металлической поверхности.
После установки опалубки она заполняется раствором. На следующем этапе щиты перемещаются вверх по металлическим направляющим. В нужной точке они соединяются болтовыми соединениями. Основным условием являются контроль вертикальности их положения.
Существующие скользящие опалубки изготавливаются двух видов:
- Крупнощитовая. При ее монтаже обязательно требуется использование специализированной техники, поскольку опалубка обладает большим весом. Также с помощью оборудования ведется последующая трамбовка бетона.
- Мелкощитовая. Это конструкция небольшого веса, поэтому ее установка ведется вручную. Такую опалубку удобно использовать при строительстве здания любого размера.
Преимуществом обоих видов скользящих опалубок является то, что их можно использовать при возведении стен здания любой геометрии. Они применяются во время строительства круглых и прямоугольных помещений, поскольку есть возможность ведения заливки бетона выпуклых и вогнутых поверхностей.
Установка скользящей опалубки ведется за несколько шагов:
- Опалубка, которая ранее использовалась, тщательно очищают от налипшего бетона. Также просматривается вся конструкция и устраняются найденные на ней дефекты.
- На внутреннюю поверхность опалубки наносится смазывающая эмульсия.
- Устанавливаются домкраты с направляющими стержнями. Для этого последние замуровываются в фундамент помещения.
- Составляется короб. В его состав входит дно, а также внутренние и внешние щиты. Устанавливается он на домкратную раму.
- На основании составленного проекта внутрь короба закладывается армирующий пояс.
- Чтобы правильно выдержать будущую ширину бетонного монолита, при установке опалубки используются специальные шаблоны. Они в количестве от двух единиц также закладываются в короб.
- Заливка бетона ведется рабочими. Располагаются они на подмостках, которые подвешиваются к сторонам короба.
- После заполнения всей полости жидким бетоном и его последующего затвердевания вся конструкция с помощью домкратов поднимается на требуемую высоту.
Скорость работы по возведению бетонного монолита может составлять до 4 м в сутки.
Применение скользящей опалубки обладает рядом следующих преимуществ:
- высокая скорость заливки монолита;
- малое количество задействованных специалистов;
- большая экономия средств при проведении работы.
При этом следует отметить и недостатки таких изделий:
- сложность конструкции, что требует для ее установки привлечения работников высокой квалификации;
- потребность постоянной доставки бетонного раствора и недопустимость перебоев в работе.
Однако при анализе больших преимуществ использования скользящей опалубки эти недостатки полностью перекрываются существенными достоинствами.
Опалубка для формирования перекрытий
Для заливки бетонных перекрытий к опалубке предъявляются особые требования. Она должна быть прочной, надежной и способной выдерживать большой вес монолита. Сборка конструкции ведется на высоте и состоит из ряда этапов:
- По периметру всех стен устанавливаются телескопические стойки на расстоянии 1 м. При этом все они должны заканчиваться на одном горизонтальном уровне.
- Сначала укладываются на опоры продольные брусья, а затем поперечные деревянные балки с шагом 20-60 см.
- Сверху крепится саморезами фанера.
- В качестве вертикального ограждения используются доски толщиной 30-40 мм. Поскольку опалубка является съемной, внутри нее прокладываются трубы, через которые потом протягиваются инженерные коммуникации.
Существенным преимуществом опалубки для перекрытий является ее возможность многоразового применения, поскольку после формирования монолита она демонтируется, очищается и пускается в повторное использование.
Для возведения бетонных стен и перекрытий вопрос применения опалубок существует постоянно. Это обеспечивает им стабильную модернизацию. С течением времени конструкции все более усложняются, что приводит к их совершенствованию. В результате появляется возможность увеличения скорости проведения работ с уменьшением затратных составляющих.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.
Теплоизоляция
Одной из важнейших задач, которую приходится решать при возведении зданий и сооружений, признается применение эффективной термозащиты. Появление новых теплоизоляционных материалов решило массу проблем энергоэффективности строений. Массовое использование утеплителей позволило оптимизировать расходы на строительство, увеличить срок эксплуатации зданий, улучшить микробиологические показатели, помогло формировать и поддерживать благоприятный микроклимат внутри помещений здания.
До середины двадцатого века теплоизоляция применялась в строительстве не повсеместно. Поэтому, чтобы температурный режим в здании был комфортным для работы и проживания людей, приходилось возводить дома и сооружения с толстыми стенами и массивными перекрытиями. Например, дома «сталинской» застройки. При таком типе строительства многоэтажных зданий нагрузка на фундамент была колоссальной. Основание дома проектировалось с учетом громадных напряжений и использованием больших затрат стройматериалов. В результате постройка требовала больших финансовых вложений. На смену мастодонтам «сталинской» архитектуры пришли «хрущевки». На Втором Всесоюзном съезде строителей Н.С. Хрущев резко раскритиковал существующие концепции в строительстве и назвал расточительством существующие методы. И курс был взят на железобетонные конструкции. Такие дома имели низкую энергоэффективность, плохо отводили водяные пары, формировали внутри неблагоприятный микроклимат. Стены, углы часто покрывались плесенью и собирался конденсат. Перестройка экономики страны на рыночные рельсы внесла существенные изменения в технологию строительства. Застройщик стал задумываться об уменьшении затрат на материалы путем облегчения фундамента, стен и кровли, но без снижения показателей теплопотерь. Решить эту задачу помогает использование теплоизоляции.
Классификация теплоизоляционных материалов
К современным теплоизоляционным материалам предъявляют жесткие требования. Теплоизоляция дома должна быть энергоэффективной, легкой, экологичной, обеспечивать звукоизоляцию и паро- проницаемость, не быть гигроскопичной и горючей. Теплоизоляцию классифицируют по нескольким признакам.
По принципу действия:
- Отражающая. Действие выстроено на отражении инфракрасных лучей от поверхности изоляции обратно в помещение.
- Предотвращающая. Предотвращает изменение температуры, как холода, так и тепла, благодаря низкой теплопроводности.
По назначению:
- Промышленная. Применяется для тепловой изоляции промышленного оборудования: фильтров, емкостей, термонагруженных объектов
- Строительная. Используется для тепловой изоляции и снижения теплопотерь при строительстве зданий и сооружений, в том числе частного строительства.
- Трубная. Предназначена для снижения теплообмена между внешней средой и инженерными коммуникациями. Бывает «горячего» применения, когда температура носителя в системе выше температуры окружающего воздуха; «холодного» - температура носителя ниже температуры окружающего воздуха.
По материалу изготовления:
- Органические. Производят из органического сырья природного происхождения: древесины, торфа, сельскохозяйственных отходов и тому подобного; и сырья, полученного в результате органического химического синтеза: пенополистирол, пенополиуретан, поливинилхлорид и другие. Недостатком теплоизоляции из природных материалов служит влагопроницаемость, склонность к разложению, горючесть.
- Минеральные. Неорганические теплоизоляционные материалы изготавливают из расплавов шлаков- отходов металлургической промышленности, и некоторых геологических пород. К минеральным утеплителям относят минеральную вату, стекловолокно, вспененное стекло, обработанный перлит, ячеистый бетон.
- Смешанные или композиционные. К ним относят различные смеси на основе асбеста, перлита, вермикулита.
По внешнему виду теплоизоляция бывает:
- Шнуровая, рулонная: жгуты, маты, шнуры.
- Штучная: блоки, полые цилиндры, кирпичи, сегменты, маты, плиты.
- Сыпучая: перлит, вермикулит.
- Рыхлая: все виды ваты.
По структуре:
- Ячеистые. Пенобетон, пенопласт, пеностекло, вспененный полиэтилен и другие.
- Волокнистые. Стекловата, все виды минеральной ваты.
- Зернистые. Перлитовый песок, вермикулит.
По жесткости:
- Мягкие.
- Жесткие.
- Полужесткие.
- Повышенной жесткости.
По теплопроводности классифицируют на три класса:
- А- малой теплопроводности.
- Б- средней теплопроводности.
- В- повышенная теплопроводность.
По степени горючести:
- Сгораемая
- Несгораемая
- Трудносгораемая
- Трудновоспламеняющаяся
Основные характеристики теплоизоляции
Чтобы ответить на вопросы, для каких целей подходит тот или иной утеплитель и как сориентироваться в многообразии предлагаемых материалов, необходимо знать и понимать на какие характеристики следует обратить внимание при выборе.
Коэффициент теплопроводности - показатель способности материала передавать энергию от более нагретого участка к более холодному. Чем ниже этот показатель, тем лучшими теплоизоляционными свойствами обладает утеплитель. На теплопроводность влияют плотность материала, расположение и количество пустот, а также паропроницаемость и влагопоглощение. От теплопроводности зависит термическое сопротивление здания или сооружения. То есть насколько хорошо строение сохраняет тепло зимой и комфортную температуру летом.
Паропроницаемость - возможность водяного пара в результате диффузии проникать в толщу строительной конструкции с более нагретой стороны в менее нагретую до выравнивания парциального давления. К показателю паропроницаемости косвенно привязана важная строительная характеристика - точка росы. Это точка в строительной конструкции, в которой осуществляется переход влаги из газообразного состояния в жидкое- конденсация. Точка росы поддается расчету при проектировании. Желательно, чтобы точка росы находилась в толще несущей стены или в паронепроницаемом утеплителе. Конденсат в волокнистых утеплителях, обладающих хорошей паропроницаемостью противопоказан, так, как ведет к накоплению влаги и снижению изолирующих свойств.
Гигроскопичность или влагопоглощение- способность материала впитывать влагу и удерживать ее. Чем выше этот показатель, тем быстрее теплоизолятор утрачивает свои теплоизоляционные качества.
Плотность – это масса вещества в определенном объеме. Чем ниже плотность, тем легче материал и тем меньше нагрузка на возводимую конструкцию.
Экологичность. Показатель экологичности очень важен для сохранения здоровья. Утеплитель не должен вызывать аллергии, оказывать воздействия на кожу, дыхательные пути.
Огнестойкость. Способность материала выдерживать воздействие высокой температуры и пламени без потери своих свойств. Рассчитывается в минутах.
Прочность - реакция материала на различные виды деформации без потери и ухудшения его целостности и заданных свойств.
Назначение теплоизоляционных материалов
Какую теплоизоляцию выбрать зависит от конкретных целей утепления. В строительстве разделяют теплоизоляцию кровли, перекрытий, стен, внутренних перегородок, фундамента.
Капитальные стены утепляют снаружи, для защиты от промерзания и влаги. Если стена из кирпича или бетона для утепления отлично подходят пенополистирольные плиты или по-другому, экструзионный пенополистирол. 5 см. такого утеплителя приравниваются по теплопроводности к 70 см. кирпича. Этот утеплитель имеет очень низкий коэффициент теплопроводности, негигроскопичен, обладает низкой паропроницаемостью и высокой прочностью на сжатие. Все это делает его долговечным. Срок его службы обуславливается сроком эксплуатации здания. Прост и удобен в монтаже. Экологичность подтверждена сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями.
Получают материал смешиванием гранул полистирола при повышенной температуре и давлении, с введением вспенивающего агента, и последующим выдавливанием из экструдера.
Предшественником экструдированного пенополистирола выступает пенопласт. Производятся материалы из одного и того же сырья, но по разным технологиям. Экструдированный пенополистирол выигрывает у пенопласта по показателям прочности, влаго- и- паропроницаемости.
Деревянные стены из бруса утепляют «дышащими» утеплителями. К ним относят минеральные ваты на основе базальтового утеплителя – «каменная вата», стекловолокна- «стекловата»
Каменная вата производится путем плавления камня при температуре 1500 0С. В результате этого получается подобие вулканической лавы, которую при помощи центробежной силы и резкого охлаждения превращают в волокна будущего утеплителя. Для получения каменной ваты подходят не все камни. В качестве сырья используют изверженные горные породы габро-базальтовой группы, отличающейся своей высокой прочностью. Каменная вата характеризуется повышенной огнестойкостью, низкой теплопроводностью. 5см. каменноватной плиты приравнивается по теплопроводности к 15 см стены из бруса, 80 см. стены из полнотелого кирпича или 2 м. железобетона. Выпускают каменную вату в виде мягких, жестких плит, матов и формованных изделий.
Стекловата производится по схожей технологии, но сырьем служат отходы стекольной промышленности. Стекловата имеет отличные показатели по теплопроводности. Но не лишена недостатков. Как и все виды минеральных ват склонна к накоплению влаги. При монтаже требуется обязательная защита кожи и органов дыхания от стеклопыли.
Минеральные ваты необходимо защищать от водяного пара пароизоляционной мембраной, проводящей пары влаги только в одну сторону. Очень важно не перепутать сторону, которая должна быть обращена к утеплителю.
Бывают ситуации, когда внешнее утепление невозможно. Тогда прибегают к внутренней теплоизоляции. Выполняя работы, необходимо строго придерживаться правил по внутреннему теплоизолированию помещений, чтобы не навредить элементам строительной конструкции и исключить негативное воздействие на микроклимат и воздухообмен. В противоположность наружному утеплению, где допускается использование паропроницаемого утеплителя, при внутреннем необходимо исключить попадание паров влаги в теплоизолирующий материал. Для этого используют паронепроницаемый утеплитель или монтируют сплошную пароизоляционную защиту. Допускается использование минеральных ват, пенополиуретана, графитового пенополистирола- пенопласт, с вкраплениями гранул, окрашенных графитовой краской. Графитовая краска хорошо отражает тепловое излучение. Внутреннее утепление невозможно без качественной вентиляции. Отсутствие вентиляции неизбежно приведет к повышению влажности в помещении, образованию конденсата, развитию плесени.
Методика теплорасчетов внутреннего и наружного утепления приведены в СП23-101-204 «Проектирование тепловой защиты зданий».
Перегородки, деревянные перекрытия. В качестве утеплителя перекрытий хорошо подходят стекловата и минеральная плита, вспененный полиэтилен, эковата, жидкий утеплитель.
Эковата- рыхлое целлюлозное волокно, изготавливаемое из макулатуры с добавками из антисептиков и антипиренов. Структура материала позволяет применить механический метод утепления. При утеплении кровли, перекрытий, стен в каркасных домах эковата подается с помощью выдувных машин по шлангу в каркасную конструкцию между стропил или стоек стен за пленку. При этом волокна утеплителя поступают в самые труднодоступные полости и зазоры, образуя непрерывный и бесшовный теплоизоляционный контур. Поверхности утепленные эковатой «дышат» подобно деревянным, что способствует поддержанию микроклимата. Благодаря добавкам из антисептиков и антипиренов, теплоизолятор относится к группе долговечных и трудновоспламеняемых материалов, не подвержен гниению и воздействию грызунов и насекомых.
К жидким утеплителям относят пенополиуретан и термокраски. Оба вида наносятся на поверхность напылением. Пенополиуретан при застывании образует пористую структуру. Дает отличное сцепление с поверхностью, позволяет изолировать труднодоступные места. Имеет низкий коэффициент теплопроводности. Но в крупных объемах строительства требуется применение специального оборудования, и квалифицированного персонала, что влияет на стоимость работ. Срок службы пенополиуретана более 40 лет.
Термокраски выпускают на акриловой или водной основе. В качестве наполнителя выступают частицы вспененного стекла, перлит, керамические микросферы, стекловолокно. Отличается от других видов утеплителя минимальной толщиной слоя. Слой толщиной в 1миллиметр термокраски обеспечивает термическую защиту как пятисантиметровый слой пенопласта. Может наноситься на внешние и внутренние поверхности, обеспечивать термозащиту в местах со сложной геометрией. Но имеет существенный недостаток – это цена.
Перечисленные материалы, за исключением термокраски, дополнительно играют роль шумоизоляции в помещении и снижают шумовую нагрузку на 40-50 Дб.
Фундаменты. Теплоизоляция фундамента необходима для предотвращения его промерзания, противодействию пучению грунтов и обеспечению лучшей гидроизоляции. Лучше всего на эту роль подходит экструдированный пенополистирол или напыляемый пенополиуретан. При чем плитный фундамент может быть утеплен только в процессе возведения. Последующий монтаж утеплителя не принесет должного эффекта. Чтобы избежать промерзания грунта и его пучения, вокруг дома создают отмостку с прослойкой теплоизоляционного материала.
Как правильно выбрать теплоизоляцию
При всем широком богатстве выбора на рынке теплоизоляционных материалов, существуют строгие критерии выбора теплоизоляции. Материал и толщину теплоизоляции определяют при помощи теплотехнического расчета. Утеплитель следует использовать строго по назначению. Если материал предназначен для фундамента, значит для фундамента, для утепления стен снаружи – значит именно таким образом применять материал. Необходимо учитывать требуется ли гидро- и- пароизоляция при утеплении и заранее продумать эти моменты. При производстве работ по утеплению важно знать, что изолировать от внешних температурных воздействий необходимо всю площадь поверхностей. Помимо утепления стен, уделяют особое внимание чердачным перекрытиям, так как через них теряется наибольшая часть тепла. Обязательно следует утеплять сложные геометрические поверхности и выступающие за утеплитель элементы. Иначе будут образовываться мостики холода, которые значительно снижают эффект утепления. Швы в неволокнистых теплоизоляторах таких, как, например, пенополистирол, должны герметизироваться монтажной пеной.
Таким образом нельзя сказать однозначно точно: какой утеплитель лучше. К данному вопросу нужно подходить взвешенно и расчетливо. В каждом отдельном случае будет задействован конкретный вид теплоизоляции или комбинация теплоизоляционных материалов.