Автор: Чернова К. А. Дата: 14.02.2012 «СтройПРОФИ» № 1 Рубрика: Монолитное домостроение. Опалубочные системы

В России и в других странах мира остро стоит проблема дороговизны жилья. Причиной дороговизны является несовершенство строительных материалов и способов монтажа зданий, которые имеют высокие материалоемкость, трудоемкость и низкое качество. Сегодня для решения задач снижения себестоимости, сокращения сроков монтажа и увеличения срока службы конструкций создаются все новые технологии возведения зданий, предлагаются способы быстрого строительства с использованием видов несъемной опалубки.

Одним из ее видов является текстбетон. Текстбетон (TextStone) – это «текстильный камень», содержащий вяжущее вещество и армированный прочной текстильной оболочкой. Инновационной строительной технологии по производству и монтажу текстбетонных зданий нового поколения присвоен бренд TextStone.

Технология TextStone разработана с применением трех групп изобретений строительного назначения: текстопалубка; способ монтажа зданий и сооружений из несъемных текстопалубок, инновационный строительный материал текстбетон. Данные изобретения по инновационной текстильной несъемной строительной опалубке принадлежат Лобаеву Николаю Владимировичу, что подтверждено Патентом РФ № 2323308 от 27.04.2008 г. [1] и Патентом РФ № 2380497 от 27.04.2010 г [2].

Изобретение способа монтажа монолитных текстбетонных зданий и сооружений нового поколения разрабатывается для жилищно-гражданского, промышленного, транспортного, гидротехнического и сельскохозяйственного назначения, а также более легких и прочных корпусов автотранспортной техники, речных и морских судов, дирижаблей, самолетов, вертолетов, космических станций.

Способ монтажа текстбетонных зданий и сооружений заключается в сборке из комплекта текстопалубок пустотелого каркаса монтируемой строительной конструкции, содержащей оконные и дверные блоки и все системы инженерного жизнеобеспечения, которая непрерывно заполняется раствором вяжущего вещества и уже после его твердения, сопровождающегося образованием прочных адгезионных связей, становится готовой к сдаче в эксплуатацию.

Все существующие компьютерные программы проектирования, как и методики расчета прочностных характеристик известных строительных конструкций из дерева, камня, кирпича, бетона, железобетона, металлов, пластмасс и их комбинаций, неприемлемы для проектирования и расчета прочностных характеристик и текстбетонных зданий и сооружений. Поэтому существует необходимость разработки специальной компьютерной программы для проектирования текстбетонных зданий и сооружений, связанная с применением текстопалубок для сборки пустотелых герметичных каркасов их строительных конструкций, которые заполняются раствором вяжущего вещества в процессе осуществления способа монтажа. Также необходимость разработки и применения специальной теории расчета прочностных характеристик текстбетонных строительных конструкций объясняется содержанием у текстбетона преднапряженной армирующей текстильной оболочки, воспринимающей испытываемые нагрузки на растяжение и сжатие, что отсутствует у известных строительных материалов.

Текстбетон – это искусственный камень строительного назначения, содержащий на внешней поверхности армирующую мелкосетчатую оболочку с многофункциональными свойствами, образованную переплетенными нитями жизнестойкого несъемного опалубочного текстильного материала адгезированного вяжущим веществом. На фото 1 представлен макет текстопалубки.

Принципиальное отличие текстбетонов от железобетонов и всех известных строительных материалов заключается в том, что вся внешняя поверхность затвердевших вяжущих веществ оказывается защищенной прочными, жизнестойкими и не дорогими несъемными опалубочными текстильными материалами (сокращенное название НОТМ). НОТМ могут изготавливаться из разнообразной пряжи, которая может содержать известные минеральные, лубяные, химические, углеродные, смесовые и прочие волокна. Для изготовления НОТМ применяются минеральные (базальтовые, кремнеземные и пр.) и лубяные (льняные, пеньковые, джутовые и пр.) нити, которые обладают дешевизной, прочностью, жизнестойкостью и долговечностью, а также комплексом энергосберегающих, огнестойких, санитарно-экологических и дизайнерских преимущественных характеристик. В случае текстбетонных зданий жилого назначения для изготовления НОТМ следует применять базальтовую и льняную пряжу, что обеспечивает возводимым строительным конструкциям сочетание свойств камня и дерева и, следовательно, безупречные санитарно-гигиенические и экологические свойства, высокую огнестойкость, прочность и долговечность. Минеральное волокно изготавливается из кремниевых и базальтовых пород в серийных печах, и для производства минеральной пряжи используется серийное текстильное оборудование, которое сматывает минеральную пряжу на катушки весом 9 кг. Лубяное волокно производят за счет переработки лубяных растениеводческих культур (льна, конопли, джута, кенафы и пр.). На серийном текстильном оборудовании производится лубяная пряжа. Химические текстильные волокна производят за счет полимеризации углеводородного сырья.

Прочность НОТМ на разрыв составляет 100 кгс, т. е. не уступает прочности стали и превосходит ее по жизнестойкости, огнестойкости и энергосберегающим характеристикам (теплопроводность в 2,5 раза ниже, чем у асбеста – 0,16 Вт/м3).

Конструкция текстопалубки состоит из оболочки, изготавливаемой из несъемных опалубочных текстильных материалов и арматуры.

Конструкция оболочки текстопалубки содержит рукава, припуска и может состоять из двух сборных частей (фото 1, рис. 1, рис. 2).

Конструкция текстопалубки содержит арматуру. Арматура подразделяется на ребра жесткости с монтажными отверстиями (полые трубы квадратного сечения 100x100x3 мм, ГОСТ Р 54157-2010), которые устанавливаются в рукава оболочки текстопалубки, и дополнительную составную арматуру (полая труба бесшовная горячедеформированная d 42 мм, ГОСТ 8731-74), которая устанавливается в монтажные отверстия на ребрах жесткости.

Рукава текстильных оболочек опалубки обеспечивают надежное крепление ребер жесткости к самой оболочке текстопалубки.

Дополнительная составная арматура, установленная в монтажные отверстия рукавов с ребрами жесткости, надежно крепится к оболочке текстопалубки с помощью системы фитингов (гаек, шайб, металлических корпусов).

В зависимости от способа сборки конструкция текстопалубки может быть многоуровневой и одноуровневой.
Текстопалубки могут соединяться между собой путем установки дополнительной составной арматуры в совмещенные монтажные отверстия рукавов оболочки с ребрами жесткости двух или большего числа текстопалубок, образовывая, таким образом, высокопрочные шарнирные узлы (рис. 3). Полая металлическая труба круглого сечения проходит через ребра жесткости металлических полых труб квадратного сечения, тем самым образуя шарнирное соединение.

Текстопалубки стен соединяются при помощи полой металлической трубы круглого сечения d 42 мм, которая проходит через общее для двух стен ребро жесткости (корпус) – металлическую полую трубу квадратного сечения 100x100 мм (рис. 4). Полая металлическая труба круглого сечения проходит через ребра жесткости металлических полых труб квадратного сечения, тем самым образуя соединение.

В состав работ на монтаж каркаса текстбетонного здания по инновационной технологии TextStone входят следующие мероприятия.
1. Планировка площадки.
2. Снятие растительного слоя (0,5 м).
3. Засыпка песком-щебнем (0,3 м).
4. Раскладка в развертку несъемных опалубок из текстильных материалов.
5. Сборка и соединение несъемных опалубок из текстильных материалов для фундаментной плиты.
6. Сборка и соединение несъемных опалубок фундамента и стен 1-го этажа за счет шарнирных соединений.
7. Сборка и соединение несъемных опалубок стен 1-го этажа с опалубками перекрытия 1-го этажа, стенами 2-го этажа за счет шарнирных соединений.
8. Сборка и соединение несъемных опалубок стен 2-го этажа и кровли за счет шарнирных соединений.
9. Прокладка инженерных сетей по всем опалубкам (осуществляется параллельно с монтажом текстопалубок).
10. Соединение трубных выпусков, которые выводятся под текстопалубки под отмостку здания.
11. Подъем конструкций здания из развертки в вертикальное положение за счет использование крана с минимальной грузоподъемностью и вылетом стрелы для данного объекта 2-этажного дома с площадью 200 м2. Собранные текстопалубки в развертке, соединенные между собой шарнирными соединениями, поднимаются без использования дорогостоящей техники за счет подвижных и прочных шарнирных соединений в вертикальное положение, растягивается и крепится трубными фитингами.
12. После полной сборки и поднятия конструкции здания тканевые выпуски оболочек прошиваются портативными мешкосшивальными машинками и степлером, прошиваются оконные и дверные проемы.
13. Крепление плинтусов, карнизов и внешних накладных элементов.

В начале строительства комплект текстопалубок, необходимый для строительства малоэтажного здания, доставляется на место строительства в свернутом виде, что позволяет минимизировать транспортно-складские издержки. Из легковесных текстопалубок оперативно собирается не заглубляемый в грунт пустотелый каркас «плавающего» фундамента здания. К каркасу фундамента шарнирными соеди-нениями, с использованием труб и фитингов, которые просовываются в отверстия ребер жесткости текстопалубок, пристыковываются текстопалубки стен и перегородок, и, аналогично, текстопалубки перекрытий и мансардного этажа, образующие лежащую на грунте развертку всех конструктивных элементов здания.

Сборка еще не заполненных бетоном оболочек напоминает сборку развертки картонной коробки, выполняемую последовательно.

Предлагаемая оболочка обеспечивает возможность применения различных архитектурных решений в зависимости от ее раскроя.

Собранная из текстопалубок легковесная развертка конструкций здания без использования дорогостоящей техники, за счет подвижных и прочных шарнирных соединений поднимается в вертикальное положение, растягивается и крепится трубными фитингами. При этом образуется каркас здания (рис. 5).

К трубам шарнирных соединений подсоединяются трубные выпуски, которые выводятся под текстопалубки под отмостку здания. Таким образом, создается трубная система для заполнения пустотелого каркаса здания вяжущим веществом. В смонтированном каркасе здания прокладываются все инженерные сети, устанавливаются оконные и дверные блоки. После полной сборки конструкции тканевые выпуски оболочек прошиваются портативными мешкосшивальными машинками или степлером. Далее крепятся плинтуса, карнизы и внешние накладные элементы, которые дополнительно повышают прочность герметизирующих сшивных швов.

Затем на строительную площадку подгоняется мобильный растворный узел со шлангами, которые подключаются к трубным выпускам трубной системы каркаса здания, и по ним подается раствор легкого вяжущего вещества.

Через небольшие отверстия в трубах легкое вяжущее вещество заполняет сообщающиеся оболочки текстопалубок. Прочностные характеристики НОТМ позволяют надежно удерживать раствор бетона и при этом пропускать воздух во время операции бетонирования (это свойства пенькового волокна).

Такое высокое техническое совершенство текстопалубок, текстбетонов и методики бетонирования позволяет архитекторам создавать более совершенные конструкции зданий и новые архитектурные стили, которые в настоящее время недоступны всем строительным материалам, используемым в современной строительной отрасли.

Продолжительность работы монтажа одной текстопалубки 6x4 м составляет 2 часа. Модули текстопалубок, использующиеся для строительства текстбетонного здания площадью 192 м2, имеют разные размеры (6x4 м, 4x4 м, 6x6 м), но основной размер 6x4 м, берется усредненное количество модулей – 34 шт (рис. 5). Значит, на монтаж всего дома получается продолжительность: 34 шт. x 2 часа =68 часов = 8,5 дней (принимая, что рабочие трудятся в 1 смену 8 часов). Это доказывает, что с применением данной технологии мы сможем сократить сроки монтажа зданий.

По расчетам патентообладателя, себестоимость 1 м2 составляет 8 тыс. рублей, включая все основные инженерные системы в доме. Стоимость на продажу 1 м2 планируется установить 10 тыс. рублей. При применении нового и совершенного строительного материала текстбетона стоимость малоэтажных текстбетонных зданий жилого назначения площадью 100 м2, с учетом их эксплуатационной готовности не будет превышать стоимости автомобиля среднего класса, а стоимость квартиры еще ниже, и, таким образом, комфортное жилье перестанет быть предметом роскоши для населения с невысокими доходами.

Инновационная строительная технология TextStone позволяет не только повысить качество строительства, но и дает возможность снижения себестоимости зданий и сооружений, уменьшения эксплуатационных издержек, сокращения сроков монтажа и окупаемости зданий из тексбетонов. Благодаря таким физико-механическим, эксплуатационным и санитарно-экологическим характеристикам конструкции, продолжительному сроку службы и сокращенным срокам монтажа текстбетон имеет большую дальнейшую перспективу развития и применения в будущем.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лобаев Н.В. Описание изобретения к патенту № № 2323308 (2008.04.27) «Несъемная строительная опалубка».
2. Лобаев Н.В. Описание изобретения к патенту № № 2380497 (2010.01.27) «Несъемная строительная опалубка».
3. Лобаев Н.В. Изложение технико-экономического обоснования инновационного проекта «Создание научно-производственного объединения ТекстБетон с целью промышленного внедрения в мировую строительную отрасль группы изобретений по проектированию, производству и монтажу текстбетонных зданий и сооружений нового поколения жилищно-гражданского промышленного, транспортного, гидротехнического и сельскохозяйственного назначения необходимых для застройки доступной и комфортной социально-экономической инфраструктуры, возводимой в соответствии с регламентами инновационной строительной технологии TextStone».
4. ГОСТ Р 52085-2003: «Опалубка. Общие технические условия».
5. «Системы несъемной опалубки» // Журнал «СтройПРОФИль», №3, 2009 г.
6. Маркевич А. Ф. «Несъемная опалубка монолитных железобетонных конструкций» – М.: «Стройиздат», 1986 г.
7. Чернова К. А., Параничева Н. В. Несъемная опалубка на основе текстильных материалов // «Инженерно-строительный журнал», №4, 2010 г.Несъемная строительная опалубка
2. Лобае