автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Технология опалубочных работ с применением цементностружечных плит, модифицированных серой

На правах рукописи

ТИНЕЕВ РОМАН БОРИСОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ ОПАЛУБОЧНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦЕМЕНТНО СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЕРОЙ

Специальность 05.23.08 - "Технология и организация строительства"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа - 2003

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Агапчев Владимир Иванович.

Официальные 01ш0НсЙ1ь1| дишир 1слничссних наук, ирОфс«.(.ир

Хрулёв Валентин Михайлович:

кандидат технических наук

, По....г.

»»адр ■

Ведущая организация ОАО «Строительный трест №3»

(г. Уфа).

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «¿2. » 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 ищщвидуальным проектам я возрастающим применением монолитного бетона существенно возросла роль опалубочных работ с использованием нетрадиционных недорогих опалубок, легко приспособляемых к особенностям бетонируемых конструкций. Материалами для таких опалубок служат обычно фанера или ттревесные плиты с защищенной рабочей поверхностью или полностью пропитанные (модифицированные) защитными стабилизирующими составами. Среда древесных плит для опалубок особый интерес представляют цемептксстружечные плиты (ЦСП), обладающие повышенной прочностью и стойкостью. Из цеменгаосгружечных плит, модифицированных серой созданы щиты с двойной палубой (разработка кафедры «Строотелъные конструкции» Уфимского государственного нефтяного технического университета, патент РФ №. 2178493). Оригинальность конструкции этой опалубки и ее надежная защита серой позволяет вдвое повысить оборачиваемость щитов, опалубливагь вертикальные и горизонтальные поверхности с высоким качеством при незначительном сцеплении с бетоном. Благодаря панельному 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 определены 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 материала - для прогнозных оценок и расчетов технико-экожшичееких расчетов

библиотека

эффективности, не определены объекты бетонирования, где предлагаемая опалубка наиболее эффективна.

Отмеченные вопросы легли в основу диссертационного исследования, которое выполнялось в соответствии с межвузовской программой "Строительство и архитектура", а также по целевым программам ресурсо- и энергосбережения в строительстве, принятыми Кабинетом ау1янистроБ Республики Башкортостан.

Цель исследования разработать технологию опалубочных работ с применением двухслойных, выполненных из модифицированных серой цементно-стружечных плит, щитов панельной конструкции, и дать предложения по областям и методам ее наиболее эффективного использования. Задачи исследования:

- изучить современный опыт конструирования и использования опалубочных 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 возможностью круглогодичного использования;

- оценить деформативность щитов-панелей при бетонировании и определить 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 долговечности;

- 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.

I ' '1

Научная новизна:

установлена возможность и доказана эффективность использования в качестве палубы двухслойных щитов ЦСП, модифицированных технической серой;

определена оптимальная степень пропитки серой цементностружечных плит палубы, обеспечивающая наименьшее сцепление её с бетоном и гарантирующая 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 износостойкости и пригодности быть утепленной или греющей в зимнее время. Практическое значение:

в производственных условиях применена новая система опалубочных работ с использование щитовой сборно-разборной опалубки панельного типа 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 организации опалубочных работ с применением разборно-переставной опалубки из щитов панельного типа с обшивками из ЦСП, модифицированных серой»;

разработаны нормы времени и затрат труда на производство опалубочных работ с применением щитовой опалубки с обшивками из ЦСП, модифицированных 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

"ГЧ--"----- АГЛ" ~ £7------------"-----.--— У.У

^гришрсы JIÜJ ииьсдилсшгн ucujuvipun .

Апробадия работы. Основные положения работы опубликованы в международном сборнике научных трудов «Использование отходов и местного сырья в строительстве» (Новосибирск, 2001), доложены и обсуждены на Международных конференциях {'.Проблемы строительного комплекса России» (^фа, 2000, 2001, 2002, 2003), где отдельные работы отмечены дипломами; на Всероссийских конференциях: «Метрологическое обеспечение эксплуатации и хранения технических объектов» (Москва, 1999); «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте» (Череповец, 2002); на конференциях строительных вузов: «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (Самара, 2001); «Новое в инвестиционных процессах и технологиях строительного производства» (Москва, 2001): «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (Тула, ТГУ, 2003).

По результатам исследований опубликовано 14 статей и тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 129 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 15 таблиц. Список использованных источников включает 108 наименований.

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 конструкциях опалубки;

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

- методика оценки атмосферостойкости щитов опалубки из ЦСП, модифицированных серой;

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

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

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель исследований. дана краткая характеристика выполненной работы, приводятся основные 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 источников о применении опалубок из фанеры и модифицированных древесных плит, а тзкже проанализирован существующий опыт применения опалубки из цементностружечных плит. Дня сравнения показан опыт применения дощатых щитов с защищенной палубой. Впервые опалубка га 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 проведены в ЦНИИОМТП В.Д. Топчием в 1978-1983 г г.

Однако стоимость таких опалубок достаточно высока. Снижение стоимости может быть достигнуто применением листовых композиционных материалов 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 ¡ДСП относятся: коробление, шелушение поверхности, разбухание кромок. Кроме того, незащищенные цеменгностружечные плнгы обладают значительной адгезией с бетоном что обусловило их использование только в виде несъёмной опалубки.

Методы защиты ЦСП путём пропитки органическими гидрофобными составами или путём нанесения защитных покрытий оказались неэффективными для получения щитовой многооборачиваемой опалубки. Для повышения прочности, водостойкости и формостабильности ЦСП наиболее подходит пропитка (модифицирование) изделий в расплаве технической серы. Эффективность модифицирования 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. Касимова, 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 поверхности, повысит оборачиваемость опалубки, снизит ресурсоёмкость опалубочных 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 физических явлений, происходящих при контакте поверхности палубы с бетонной смесью, и связанное с ним проведение конструктивных расчетов. Объектом исследования служил щит опалубки, состоящий из двух обшивок из ЦСП, скрепленных на клею и на шурупах с тремя деревянными продольными ребрами. Поперечное сечение ребер (из древесины сосны плотностью 550 кг/м3) и толщина обшивок назначались, исходя из конструктивных расчетов (изгиб от давления бетонной смеси коробление в зависимости от влагосодержания к др.).

Для обшивок использовали плиты толщиной 12, 16 и 20 мм Стерлитамак-ского завода ЦСП (Республика Башкортостан), соответствующие марке ЦСП-1 по ГОСТ 26816-86 "Плиты цементностружечные. Технические условия". Модификатором плит служила сера - продукт Ново-Уфимского нефтеперерабатывающего завода, соответствующая ГОСТ 127.1-93 "Сера техническая. Технические требования". Её плотность 2,06 г/см3, температура плавления 112,8 °С. 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 автоматическим контролем температуры в режиме "прогрев-холодная ванна".

Сцепление опалубки с бетоном определяли методом нормального отрыва на образцах плит размером 75x75 мм, толщиной 16 мм, модифицированных с поглощением серы от 8 до 49% и немодифицированных - контрольных. Толщина слоя бетона между образцами плит - 30 мм. Для испытания на равномерный отрыв к торцевым поверхностям образцов из ЦСП приклеивались эпоксидной 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 одностороннем увлажнении палубы шита в процессе бетонирования.

Одностороннее коробление определяли на образцах размером 300x300 мм. Для моделирования работы опалубочного щита без влияния кромок торцы образца тщательно влагоизолировали тремя слоями лака ХСЛ и слоем технического 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. Показания индикаторов снимали через: 1, 2, 3, 5, 8, 13 и 20 суток, а затем через каждые 10 суток.

Износостойкость палубы из модифицированных ЦСП определяли путем истирания шлифовальной шкуркой поверхности образцов, прижатых рычажным устройством к истирающей поверхности вращающегося диска машины МИ-2. Мерой истирания служило количество материала г/см2, снятого с площади 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 математической статистики.

Третья глава посвящена определению расчётных характеристик и технологических параметров, гарантирующих надежную работу опалубки из модифицированных серой ЦСП.

Установлено, что при модифицировании ЦСП серой существенно возрас-

тает прочность. При максимальном поглощении (49,2-50%) прочность при изгибе возрастает на 230 и 242%, т.е. в 2,3-2,4 раза.

Модуль упругости также значительно возрастает при максимальном поглощении 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 опалубки, достигаются уже при 25-30%-м поглощении серы и дальнейшая пропитка плит не нужна. Это объясняется тем, что при 25-30%-м поглощении структура плит становится оптимальной по плотности, пористости и т.п. В то же время поглощения ссры на уровне 8-12% ке улучшает свойств и структуры плит в необходимой степени.

Существенно снижается деформативность палубы из ДСП, модифицированных серой. Анализ величины цилиндрической жесткости Д определяющей прогиб палубы щита, показывает, что при 40-42 %-м поглощении серы происходит снижение деформативности в 1,8-2 раза (рис. 1).

зооз

3 2503

о

л

2003

1603

1003

3 503

-Л-ЦСП (16 мм) -е-ЦСП (12 мм)

_________^^^_____в__ П--В

О 1» «>

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, древесностружечную плиту (ДСП) марки П-3, твердую древесноволокнистую плиту (ДВП) марки Т-400, клеёную фанеру марки ФСФ и бакелизированную фанеру, установили, что при использовании модифицированных ДСП открываются широкие возможности регулирования свойств опалубки. Выбраны относительные критерии для оценки улучшения свойств ЦСП: структурный - 1/у,

прочностной - 4к!г\ жесткостной - /г (где у - плотность, кг/м3: Я -

расчетное сопротивление изгибу, МПа; Е - модуль упругости, МПа; V - коэффициент 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 ВСтЗкп2.

Для применения ЦСП в щитах опалубки пропитка их серой на всю глубину нецелесообразна, так как значительно возрастает масса палубы. На это указывает 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 22,1 раза), дальнейший рост поглощения серы с приближением его к максимальному (48-50%) не приводит к значительному снижению адгезии.

2

О

12 ч

| 24ч

Продолжительность контакта опалубки с бетоном, ч

72ч

Рис. 2. Зависимость усилия сцепления бетона с опалубкой ш модифицированных ЦСП от продолжительности контакта и стспсни поглощения серы

Регрессионным анализом получена зависимость усилия сцепления палубы из модифицированных ЦСП от поглощения серы.

где /- усилие сцепления, кЛа;

х - продолжительность контакта бетона с опалубкой, ч; Б — 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 6,1 кПа), приводя его к уровню усилия сцепления палубы из стеклопластика (/"= 5,9

Осмотр площади разрушения адгезионного соединения в паре "бетон -опалубка" указывает на хорошее состояние поверхности палубы из ЦСП, модифицированных 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

5,17-13,15е

,~0,145г

(1)

кПа).

бетона после распалубки гладкая без дефектов; поверхность опалубки незагрязненная.

Повеление модифицированных ЦСП при одностороннем увлажнении определялось на плитах размером 300x300x16 мм с различной степенью поглощения серы при двух видах граничных условий - свободное опирание и защемление.

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

В образце, коробление которого стеснено, максимальные напряжения развиваются в начальный момент после первых 10 минут увлажнения. При этом максимальные сжимающие напряжения (7,9 кПа) действуют на увлажняемой пласта, максимальные растягивающие напряжения (3,2 кПа) - в средней зоне; на противоположной увлажнению стороне действуют незначительные (до 3,8 кПа) сжимающие напряжения. По мере продвижения влаги напряжения по всему сечению уменьшаются, не меняя при этом знака до момента достижения максимального изгибающего момента.

После четырех часов увлажнения, когда влага достигает верхней поверхности 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- 4

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 растягивающие напряжения возникают внутри плит и не превышают 3,2 кПа. Как сжимающие, так и растягивающие напряжения, возникающие в ЦСП при стесненном короблении, близки к временным сопротивлениям ЦСП на ежа-

тие и растяжение. Следовательно, существует опасность преждевременного разрушения палубы щита из незащищенных ЦСП в процессе его эксплуатации.

Испытания на одностороннее коробление образцов ЦСП, модифицированных серой, показывают, что с ростом степени поглощения серы происходит уменьшение прогиба и покоробленности при одностороннем увлажнении (рис 3). Существенно, бочее чем в 5 оаз, снижается уровень влзжностных напряжений. Так, при пропитке ЦСП серой до 44% наибольшие сжимающие напряжения составляют 1,6 кПа, а наиболее опасные растягивающие напряжения — 0,5 кПа. При поглощении серы 25% наибольшие сжимающие напряжения в ЦСП составляют 3,8 кПа, а наиболее опасные растягивающие напряжения - 2,5 кПа, то есть внутренние напряжения уменьшаются более чем в 2 раза

МСкНм] 0,12'

1

i i 1

1 ¡ i i

ш V i ¡

? 1 ¡

// V

¡S3 1 « —^ г Í"——< i о-

Г 1

1 ^г 1

\ 4 /; у \_5 i i

\ , / 1

7 t

i

tCnacJ

0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 fCrtriJ

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

1 - изгибающий момент в контрольном (немодифшшрованном) 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 условиях переменного увлажнения. Кроме того, значительно уменьшаются прогиб и покоробленность модифицированных ЦСП до величин, ниже допустимых.

Важным фактором, оказывающим заметное влияние па долговечность и оборачиваемость опалубки из ЦСП, модифицированных серой, является износостойкость рабочей поверхности палубы щита. Установлено, что палуба из ЦСП, модифицированных серой, обладаем 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, приближая её к истираемости пластмасс. Повышение износостойкости палубы из ЦСП, модифицированных серой, позволяет существенно увеличить оборачиваемость и долговечность опалубки с их применением.

1 •ё к

г

1

0.9 0.8 0.7 0.6

0.3

5

х.

\

V

-•

••

-

—I— —1— —1— —1— —1— —1—

Поглощение серы, %

В—В—В—в Палуба в сухом состоянии о—е—е-о Палуба во влажном состоянии

Рис. 4. Истираемость палубы из ЦСП, модифицированных серой, в сухом и увлажненном состояниях

Теоретический анализ и экспериментальные данные указывают на целесообразность применения ЦСП, модифицированных серой, в щитовой опалубке. Повышается жесткость и несущая способность опалубки. Значительно снижаются распалубочные усилия, сохраняется чистой поверхность палубы по сравнению с немодифицированными ЦСП, по аналогии с такими материалами, как стеклопластик и фанера с пггрночным фенолформалъдегидным покрытием. Выявлены повышенная формостабильность и износостойкость опалубки из ЦСП, модифицированных серой, в условиях постоянного и переменного увлажнения.

Четвертая глава посвящсна разработке технологии опалубочных работ с применением щитов опалубки из цементностружечных плит, модифицированных 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" УГПТУ были разработаны конструкция и технология изготовления щита разборно-переставной опалубки с двойной палубой из ЦСП, модифицированных серой, которая позволяет использовать обе наружные обшивки щита в качестве рабочей палубы.

Щит опалубки предлагаемой конструкции обладает преимуществами перед известными: повышенной жесткостью палубы за счет пропитки серой, что экономит расход материалов (древесины и стали) на каркас; кромки плит надежно защищены от разбухания и выкрашивания; значительно снижено сцепление поверхности опалубки с бетсйюм, что увеличивает её оборачиваемость и улучшает качество бетонируемой поверхности; каждая из обшивок щита может служить рабочей палубой благодаря перестановке торцевых накладок, входящих в общую конструктивную схему щита.

На основе предложенной конструкции щита и анализа современного отечественного и зарубежного опыта создания опалубочных систем в составе дан-

ного диссертационного исследования была разработана универсальная опалубочная 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). Стандартные 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 пгитов каркасная с двойной паггубой и сотовым каркасом Двойная рабочая палуба выполнена из ЦСГГ, толщиной 16-20 мм.

В процессе изготовления щита материал каркаса и палубы подвергаются

« «л ттЛтгтттт/\п г%тттттл «%пг\ттгглп1 в ч^цутттжттллт^лй' л* т ттлтттгл ттл гг**Лтт _

Мсдифххм^фовшхши риълшндиш 1 V.,-.! (Г1 ^ 11<Х1Ху \ЛЫ. V

сом комбинированное - клеемеханическое. Приклейка обшивок к ребрам каркаса осуществляется после их пропитки и шлифовки поверхностей. Для склейки рекомендуется применение фенолрезорцинового клея ФРФ-50 (ТУ 6-051880-79).

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 опалубку 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 накладки с отверстиями и проушинами, закрепленные по торцам к щиту. Для соединения щитов опалубки между собой используются быстроразъемные клиновые зячки Боковое давление бетона воспринимается винтовыми стяжками диаметром 12 мм, которые пропускают через отверстия в палубе щитов и фиксируют анкерными пластинами, прижимаемыми барашковыми гайками. Стяжки устанавливают в отверстия в щите, при этом опорная плита перекрывает каркас соседнего шита. Анкерные тяжи пропускают через пластмассовую трубку, служащую одновременно распоркой. Неиспользованные отверстия для стяжек закрываются с помощью пластмассовых пробок. После сборки щиты оборудуются 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 расстановкой 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 мельницу". Для применения щитов на разные размеры колонн в щитах предусмотрены отверстия с шагом 5 см. Конструкция щитов позволяет опалубливать колонны сечением от 10x10 до 80x80 см.

Перед началом монтажа опалубки на бетонном основании краской наносят риски, фиксирующие положение осей колонны. Точную выверку смонтированной опалубки колонны производят с помощью клиновых вкладышей. Вто-

рой и последующие ярусы собирают с передвижных подмостей. Полностью собранную опалубку колонны выверяют по вертикали и раскрепляют подкосами, которые крепят к перекрытию с помошью анкеров.

С использованием предложенной универсальной разборно-щитовой опалубки можно производить бетонирование горизонтальных конструкций: плоских перекрытий и покрытий, опирающихся на несущие стены или перекрытий зданий с монолитным безригелъным каркасом.

Толщина бетонируемого монолитного перекрытия - 100-220 мм. Основными элементами опалубки являются щиты из того же комплекта, что и при опалубливании вертикальных конструкций, в сочетании со специальными балками и насадками на оголовки опор. Для устройства опалубки гладких монолитных 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 телескопические 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 устойчивость смонтированной балочно-стоечпой системы опалубки перекрытия обеспечивается закреплением стоек в проектном положении с помощью раздвижных треног. Сочетание различных типоразмеров балок (длина между осями стоек 900, 1200, 1500, 1800 и 2400 мм) обеспечивает универсальность данной опалубки при устройстве монолитных перекрытий.

Монтаж опалубки осуществляют в следующей последовательности: "падающую" головку устанавливают сверху в телескопическую стойку, стойку закрепляют в проектном положении и раскрепляют с помощью раздвижной треноги. "Падающие" головки имеют наверху неподвижно закреплённую плиту, служащую формообразующим элементом опалубки. Опорная плита несущей балки опалубки перекрытия в смонтированном состоянии фиксируется клиновым затвором так, что верхняя плита и служащая формообразующей поверхностью опалубки поверхность верхнего пояса балки находятся на одной высоте.

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

Щиты опалубки опираются непосредственно на полки балок. Крупноразмерные щиты опалубки 3,0х 1,2 м и 2,4x1,2 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, R этом положении сначала демонтируют щиты опалубки, а затем балки. Телескопические стойки остаются как вспомогательные опоры плиты перекрытия. Это позволяет в более ранние сроки осуществить распалубку и увеличить оборачиваемость опалубки.

Возможность исполъзования модифицированных ЦСП для опалубки была проведена при бетонировании ростверков фундаментов под конструкции трибун центральной части стадиона "Динамо" в г. Уфе. В опытах использовали плиты Стерлитамакского завода марки ЦСП-1 толщиной 16 мм, плотностью

!

1260 кг/мЗ, с нормальной влажностью 10% по ГОСТ 26816-86.

I Из плит вырезали заготовки размером 1600x1200 мм, соответствующие

i

размерам инвентарной опалубки. Заготовки пропитывали в стальной емкости, приспосооленной под пропиточную ванну. Разогревание емкости для получения расплава осуществляли трубчатыми электронагревателями - ТЭНами.

Пропитанные расплавом серы ЦСП использовали для изготовления инвентарной разборно-переставной опалубки, предназначенной для бетонирования фундаментов из бетонной смеси, соответствующей классу бетона В15. Бетонную смесь уплотняли способом глубинного вибрирования. Поверхность конструкции 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 экспериментов с целью определения расчетной оборачиваемости щита опалубки с обшивками из ЦСП. модифицированных серой. Согласно полученным данным, средняя оборачиваемость предложенного щита с двойной палубой составила 44 оборота, при полном использовании обеих обшивок щита.

На основе резз'льтзтов теоретических исследований и производственных испытаний разработана и утверждена "Производственная инструкция по организации опалубочных работ с применением разборно-переставной опалубки из шигов панельного типа с обшивками из ЦСП, модифицированных серой".

Расчетный экономический эффект от использования технологии пропитки щитов опалубки с двойной палубой из ЦСП на одной пропиточной установке, производительностью 5 м3 в сутки, составляет около 210 тыс. руб. в год. Эффект обусловлен за счет энерго- и ресурсосбережения, а также за счет повышения оборачиваемости щитовой опалубки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Данные литературных источников и опыт применения новых видов опалубок свидетельствуют о перспективности и технико-экономической эффективности применения щитовой опалубки с использованием в качестве палубы древесных плит с защищенной рабочей поверхностью или модифицированных по всему объему органическими полимерными или минеральными веществами.

2. Предложено использовать щитовую опалубку из цементностружечных плит, модифицированных в расплаве технической серы. Технология предусматривает использование щитов панельного типа с двумя рабочими палубами и съемно-разъемными металлическими креплениями, позволяющими использовать в качестве рабочей поверхности любую го 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, поглощенной плитами при модифицировании.

4. Установлены оптимальные соотношения между основными технологическими параметрами эксплуатации опалубки и степенью пропитки ЦСП се-

•»яй \7т»а щи!отттта гт/лттлл^т» тг млалш/п/ът ЛлггОА тташг пттпа ттал^УПТТШ41ТР ПТТв иии, ^ ирч/'шиьш п лх^ьшиуш пы« им*"^^

расчетного сопротивления действию бетонной смеси и обеспечения заданных геометрических форм бетонируемых конструкций, достигаются при 25-30% - м поглощении серы по массе. Таким образом, опалубка по сравнению с ^модифицированными 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 расширить сезонные сроки бетонирования благодаря щитам с двойной палубой и независимости модифицированных ЦСП от атмосферных воздействий.

6. Оборачиваемость щитов разборно-переставной опалубки составляет 44 оборота, что значительно превосходит оборачиваемость инвентарной деревянной опалубки и приближает ее к щитовой опалубке с палубой из водостойкой 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 установке, 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 работах, основные из которых:

24 . 2лоЗ

1199 5 5

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

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

3. Тииеев Р.Б. Технология опалубочных работ с применением щитовой опалубки из цементностружечных плит, пропитанных расплавом серы // Проблемы строительного комплекса России: Сб. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. = С.63.

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

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

6. Тинеев Р.Б. Сравнительный анализ работы древесных плит, фанеры, пластиков и модифицированных серой цементностружечных плит как материала палубы в конструкциях разборно-переетавной опалубки. // Проблемы строительного комплекса России: Сб. - 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 // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: Сб. - Тула: Изд-во ТГУ, 2003. - С.69.

Подписано в печать 19.11.2003. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная. Печ. л. 1Д Тираж 90 экз. Заказ 310. Издательство Уфимского государственного нефтяного технического университета. Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес издательства и типографии: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Основные сведения о технологии опалубочных работ с применением опалубок из фанеры и модифицированных древесных плит.

1.1.1. Опалубка из клеёной фанеры.

1.1.2. Опалубка из древесностружечных плит.

1.1.3. Опалубка из древесноволокнистых плит.

Г.2. Опыт применения опалубки из цементностружечных плит.

1.2.1. Свойства цементностружечных плит как материала для опалубки

1.2.2. Способы модифицирования ЦСП для улучшения свойств опалубки

1.2.3. Конструктивные решения опалубки из ЦСП.

1.3. Теоретическое обоснование применения модифицированных ЦСП для опалубки. Научная гипотеза исследования.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Методика исследования.

2.1. Определение расчётных характеристик цементностружечных плит, модифицированных серой.

2.2. Определение сопротивления отрыву опалубки от бетона.

2.3. Методика расчёта деформативности щита опалубки от действия бетонной смеси.

2.4. Методика оценки атмосферостойкости щитов опалубки (определение одностороннего коробления).

2.5. Оптимизация сцепления опалубки из модифицированных серой ЦСП с бетоном.

2.6. Методика оценки износостойкости палубы из модифицированных серой ЦСП.

2.7. Статистическая оценка достоверности результатов испытаний

Глава 3. Конструктивно-технологические свойства щитовой опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

3.1. Расчётные характеристики цементностружечных плит, модифицированных серой.

3.2. Теоретический анализ работы модифицированных серой ЦСП в конструкциях опалубки.

3.3. Сопротивление отрыву опалубки от бетона.

3.4. Одностороннее коробление щитов опалубки из модифицированных ЦСП.

3.5. Износостойкость (истираемость) палубы из ЦСП, модифицированных серой

Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка технологии опалубочных работ с применением щитов опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

4.1. Конструктивные решения и область применения щитовой много-оборачиваемой опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

4.2. Разработка технологии опалубочных работ при бетонировании вертикальных конструкций.

4.3. Разработка технологии опалубочных работ при бетонировании горизонтальных конструкций.

4.4. Производственные испытания щитовой опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

4.5. Расчёт экономической эффективности применения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой.

Выводы по главе 4.

За последние годы в нашей стране всё более широкое применение получают методы строительства из монолитного бетона и железобетона, имеющие большие потенциальные возможности снижения ресурсоёмкости строительства. Внедрение современных опалубочных систем, средств механизации и автоматизации работ привело к расширению области применения монолитного бетона в строительстве.

В то же время в процессах опалубливания, приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси имеются большие резервы повышения технико-экономической эффективности строительства из монолитного бетона.

При возведении бетонных и железобетонных конструкций устройство опалубки является одним из наиболее ресурсоёмких технологических переделов. Так, например, на изготовление опалубки и крепёжной оснастки в стране ежегодно расходуется около 7 млн. м3 пиломатериалов, 40 тыс. тонн листового и мелкосортового проката, более 200 тыс. т проволоки, 3 тыс. т алюминиевого провода [1].

Вместе с тем, в этой области еще имеются большие резервы снижения ресурсоёмкости, которые могут быть реализованы за счет совершенствования конструкции опалубки.

Недостатки традиционных опалубок из цельной древесины (малая оборачиваемость и долговечность, значительное водопоглощение, плохое качество лицевых поверхностей опалубливаемых конструкций, высокий расход деловой древесины) и металлических опалубок (большая приведенная масса и металлоёмкость) привели к тому, что как в отечественной, так и в зарубежной строительной практике заметный приоритет отдают опалубке комбинированной конструкции (металлодеревянной опалубке), в которой вся поддерживающая и крепёжно-выверочная оснастка выполнена из металла, а палуба щитов или палубные настилы - из многослойной фанеры, трёхслойных столярных плит; строганых досок, сплачиваемых на нагелях; древесностружечных плит, покрытых плёнкой, различного рода пластиками [1,6].

Однако, стоимость опалубок с палубой из пластиков, водостойкой фанеры, фанеры с плёночными покрытиями и высококачественных древесных материалов достаточно высока. Снижение стоимости может быть достигнуто при использовании в качестве материалов для опалубки искусственных древесных композиционных материалов, производимых из низкосортного доступного сырья и отходов лесопиления и деревообработки. К числу таких материалов относятся цементностружечные плиты (ЦСП), обладающие рядом ценных свойств и не имеющие многих недостатков натуральной древесины. Они прочны, водо- и биостойки, невозгораемы, достаточно жестки и формостабильны, а по сравнению с древесностружечными плитами - нетоксичны.

В процессе строительства и эксплуатации объектов с применением ЦСП выявились существенные недостатки (коробление, шелушение поверхности, разбухание кромок, плохая гвоздимость), ограничивающие применение плит в наружных конструкциях. Кроме того, цементностружечные плиты обладают значительной адгезией с бетоном, что делает возможным использование ЦСП только в виде несъёмной опалубки.

Таким образом, для применения ЦСП в качестве материала палубы индустриальных опалубочных систем необходимо устранить имеющиеся недостатки. Между тем в практике строительства и в технологии обработки древесины и цементного бетона уже давно известен способ повышения прочности, водостойкости и формостабильности путём пропитки готовых изделий или заготовок в расплаве технической серы [2, 3, 4, 5]. Этот способ вполне применим для упрочнения компонентов, составляющих ЦСП - древесных стружек и цементного камня.

При этом для цементностружечных плит, пропитанных в расплаве серы, можно ожидать повышения прочностных характеристик, жёсткости, улучшения качества поверхности.

Можно предположить, что применение модифицированных серой це-ментностружечных плит в качестве палубы приведет к увеличению жесткости и несущей способности опалубки, улучшению адгезионных качеств палубы с целью уменьшения распалубочных усилий и получения бездефектных поверхностей, повышению оборачиваемости опалубки, снижению ресурсоёмкости опалубочных систем.

Сформулированная научная гипотеза послужила основой диссертационного исследования технологии опалубочных работ с применением щитов опалубки с палубой из ЦСП, модифицированных серой.

Экспериментальные исследования проводились под руководством канд. техн. наук, доцента Р.Ш. Хасанова (Уфимский государственный нефтяной технический университет).

Цель исследования: разработать технологию опалубочных работ с применением двухслойных, выполненных из модифицированных серой цементност-ружечных плит щитов панельной конструкции, и дать предложения по областям и методам ее наиболее эффективного использования Задачи исследования:

- изучить современный опыт конструирования и использования опалубочных 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 возможностью круглогодичного использования;

- оценить деформативность щитов-панелей при бетонировании и определить 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 долговечности;

- 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 качестве палубы двухслойных щитов ЦСП, модифицированных технической серой;

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

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

- установлена возможность круглогодичного использования предлагаемой опалубки по признакам атмосферостойкости, физической износостойкости и пригодности быть утепленной или греющей в зимнее время. Практическое значение:

- в производственных условиях применена новая система опалубочных работ с использование щитовой сборно-разборной опалубки панельного типа 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 организации опалубочных работ с применением разборно-переставной опалубки из щитов панельного типа с обшивками из ЦСП, модифицированных серой»;

- разработаны нормы времени и затрат труда на производство опалубочных работ с применением щитовой опалубки с обшивками из ЦСП, модифицированных 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 международном сборнике научных трудов «Использование отходов и местного сырья в строительстве» (Новосибирск, 2001), доложены и обсуждены на Международных конференциях: «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа, 2000, 2001, 2002, 2003), где отдельные работы отмечены дипломами; на Всероссийских конференциях: «Метрологическое обеспечение эксплуатации и хранения технических объектов» (Москва, 1999); «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте» (Череповец, 2002); на конференциях строительных вузов: «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (Самара, 2001); «Новое в инвестиционных процессах и технологиях строительного производства» (Москва, 2001); «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (Тула, ТГУ, 2003).

Эксперименты по пропитке ЦСП серой проводились в лаборатории кафедры "Строительные конструкции" Уфимского государственного нефтяного технического университета (профессор В.В. Бабков, к.т.н., доцент Р.Ш. Хаса-нов), эксперименты по определению механических характеристик пропитанных ЦСП - в лаборатории кафедры "Прикладная математика и механика" Уфимского государственного нефтяного технического университета (зав. Кафедрой, д.т.н., профессор, В.И. Агапчев). Анализ и теоретическое обобщение экспериментальных данных - на кафедре "Прикладная математика и механика" Уфимского государственного нефтяного технического университета. Опытная проверка осуществлялась на объектах ОАО "Стройтрест №3" г. Уфа (ген. директор М.Г. Мальцев, гл. инженер В.В. Пауткин). Автор выражает признательность упомянутым учёным и руководителям производственных организаций за оказанную помощь при подготовке диссертации.

Личный вклад автора в разработку проблемы:

Автору принадлежит идея разработки универсальной опалубочной системы щитовой разборно-переставной опалубки с применением ЦСП, модифицированных серой; массив полученных экспериментальных данных о прочностных свойствах модифицированных ЦСП; технологических характеристиках щитовой опалубки из ЦСП, модифицированных серой, а также освещение основных положений диссертации в открытой печати.

Публикации: Основные разделы диссертации отражены в 14 печатных трудах, включая 13 тезисов докладов в сборниках Международных и Всероссийских конференций, изданных в 2000-2003 гг.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Данные литературных источников и опыт применения новых видов опалубок свидетельствуют о перспективности и технико-экономической эффективности применения щитовой опалубки с использованием в качестве палубы древесных плит с защищенной рабочей поверхностью или модифицированных по всему объему органическими полимерными или минеральными веществами.

2. Предложено использовать щитовую опалубку из цементностружечных плит, модифицированных в расплаве технической серы. Технология предусматривает использование щитов панельного типа с двумя рабочими палубами и съемно-разъемными металлическими креплениями, позволяющими использовать 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, поглощенной плитами при модифицировании.

4. Установлены оптимальные соотношения между основными технологическими параметрами эксплуатации опалубки и степенью пропитки ЦСП серой. Увеличение прочности и жесткости более чем вдвое, необходимые для расчетного сопротивления действию бетонной смеси и обеспечения заданных геометрических форм бетонируемых конструкций, достигаются при 25-30% - м поглощении серы по массе. Таким образом, опалубка по сравнению 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 расширить сезонные сроки бетонирования благодаря щитам с двойной палубой и независимости модифицированных ЦСП от атмосферных воздействий.

6. Оборачиваемость щитов разборно-переставной опалубки составляет 44 оборота, что значительно превосходит оборачиваемость инвентарной деревянной опалубки и приближает её к щитовой опалубке с палубой из водостойкой 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 установке, производительностью 5 м в сутки, составляет около 210 тыс. руб. в год. Эффект обусловлен за счет повышения оборачиваемости щитовой опалубки, а также за счет энерго- и ресурсосбережения.

1. Атаев С.С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона. -М.: Стройиздат, 1989. -336 с.

2. Панов В.В., Манзий С.А., Орловский Ю.И. Пропитка древесных материалов расплавом серы // Плиты и фанера. Экспресс-информ. -М: ВНИПИЭ-ИЛеспром, 1987, вып. 8, с. 12-24.

3. Манзий С.А. Фанера, пропитанная расплавом серы // Плиты и фанера. Реферат, сборн. -М.: ВНИПИЭИЛеспром, 1984, вып. 4, с.112

4. Манзий С.А., Ференц О.Б., Панов В.В., Орловский Ю.И. Эффективность пропитки столярных изделий расплавом серы // Механическая обработка древесины. Реферативн. сборн. -М.: ВНИПИЭИЛеспром, 1983, вып.7, с.10-11.

5. Хрулев В.М., Горетый В.В., Цукеркандель А.П., Бекболотов Ж.Б. Технология защитной обработки деревянных изделий в расплаве серы // Архитектура и строительство Узбекистана. -1990, №1, -с.7-8.

6. Шмит О.М. Опалубки для монолитного бетона / Пер. с нем. Л.М. Айнгорн / Под ред. Н.И. Евдокимова. -М.: Стройиздат, 1987. -87 с.

7. Корчаго И.Г. Применение древесноплитных материалов в строительстве. -М.: Стройиздат, 1984. -96 с.

8. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы: Учебник для вузов. -М.: Стройиздат, 1986. -688 с.

9. Бетонные и железобетонные работы. Справочник строителя / К.И. Башлай. В.Я. Гендин, Н.И. Евдокимов и др. / Под ред. В.Д. Топчия. 2-е изд. -М.: Стройиздат. 1987. -320 с.

10. Хрулев В.М., Шутов Г.М. и др. Применение опалубки из модифицированной древесины и пластмасс. -Минск: БелНИИНТИ, 1973. -55 с.

11. Березовский Б.И., Евдокимов Н.И., Жадановский Б.В. и др. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1981. -335 с.

12. Хрулев В.М., Машкин Н.А., Дорофеев Н.С. Модифицированная древесина и её применение. Кемеровское книжное издательство: НИСИ. 1988. - 119 с.

13. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесноцементной композиции. 2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Стройиздат, 1990. -415 с.

14. Фрейдин А.С., Шамарина JI.M. Конструкционные свойства цементностружечных плит и применение их в малоэтажном домостроении: Обзорн. информ. -М.: ВНИПИЭИЛеспром, 1988. -32 с.

15. Хасдан С.М., Разумовский В.Г., Бухаркин В.И. Производство и применение цементностружечных плит: обзорн. информ. -М.: ВНИПИЭИЛеспром, 1983.-32 с.

16. Разумовский В.Г., Гольдберг И.М., Фельдман Н.Б., Фортенко М.С. Промышленное изготовление цементностружечных плит: Обзорн. информ. -М: ВНИПИЭИЛеспром, 1987, -44 с.

17. Шварцман Г.М., Щедро Д.А. Производство древесностружечных плит: 4-е изд. перераб. и дополн. -М.: "Лесн. пром-ть", 1987, -316с.

18. Шедякова Э.Г. Опыт производства цементностружечных плит на Запад-нодвинском ДОКе/ Плиты и фанера. Экспресс-информ. -М.: ВНИПИЭИ-s Леспром. 1987, вып.6, с. 10-14.

19. Пампель X., Шварц Х.Г. Технология и техника производства древесноце-ментных плит. Пер. с нем. журн. Holz fks Roh und Werkstoff, 1979, №37, с.39-43.

20. Акодус В.Я., Бухаркин В.И. Древесноцементные материалы из древесины лиственных пород и лиственницы/ Механическая обработка древесины. -Экспресс.-информ. -М.: ВНИПИИЭИЛеспром, 1983, вып.1, с. 1-8.

21. Микульский В.Г., Козлов В.В. Модификация строительных материалов полимерами. Учеб. пособие. -МИСИ, 1986. -43 с.

22. Хрулев В.М., Горетый В.В., Газаматов В.Г. Антикоррозионная защита серой строительных изделий из бетона и древесины: Аналитич. обзор Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1988. -50 с.

23. Хрулев В.М., Бекболотов Ж.Б., Кондратов С.М. Повышение долговечности деревянной опалубки: Экспресс-информ. КиргизНИТИ, Фрунзе, 1984.-22с.

24. Промышленное использование древесины тополя /С.А. Аблесов, Н.А. Макшин, Т.С. Мусаев и др. Под ред. В.М. Хрулева. -Бишкек: Учкун, 1997-104с.

25. Выровой В.Н., Лященко С.В. Физико-химическая механика и оптимизация композиционных материалов. -Киев: Знание, 1988, -219с.

26. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Физические особенности формирования структуры композиционных строительных материалов // Изв. высш. учеб. завед. Строительство и архитектура, 1984, №8, с. 48-52.

27. Ломакин А.Д., Трубилов А.Г. Пропитка ЦСП петролатумом: Экспресс-информ. -М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988, №8. с. 22-27.

28. Патуроев В.В. и др. Применение серы для пропитки поровой структуры строительных материалов // Бетон и железобетон. -1976. -№11. с.21-23.

29. Орловский Ю.И., Мовчан Н.И., Попович И. Пропитка бетонных изделий расплавом серы под вакуумом // Передовой опыт в строительстве. Экспресс-информ. Серия 3. Строительная индустрия. -М: ЦИНИС, 1986. выпЛ.с. 16-19.

30. Касимов И.К., Турапов М.К. К вопросу модификации бетонов серой // Архитектура и строительство Узбекистана. -1980, №8. -с. 14-15.

31. Патуроев В.В., Орловский Ю.И., Манзий В.П. Технология пропитки бетонных изделий расплавом серы // Бетон и железобетон. 1983, №7.-с. 28-29.

32. Хрулев В.М., Мальцев М.Г., Хасанов Р.Ш. Цементностружечные плиты в строительстве. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 96 с.

33. Мальцев М.Г., Хрулев В.М., Хасанов Р.Ш. Повышение эффективности опалубочных работ при бетонировании стен и фундаментов // Повышение эффективности сельского строительства. Междунар. сборн. науч. трудов. -Новосибирск: НГАУ, 2000, с.56-60.

34. Мальцев М.Г., Хасанов Р.Ш., Хрулёв В.М. Повышение эффективности использования цементностружечных плит // Строение, свойства и качество древесины 2000. Труды 3-го Междунар. симпозиума. - Петрозаводск: Кар. НЦ РАН 2000, с.254-255.

35. Мальцев М.Г. Совершенствование структуры и улучшение свойств цементностружечных плит методом пропитки в расплаве технической серы // Современные строительные материалы. Труды юбилейной науч.-техн. конф. Новосибирск: НГАСУ, 2000, с.28-29

36. Рекомендации по проектированию, изготовлению и применению конструкций на основе цементностружечных плит. -М.: ЦНИИСК, 1986, 75 с.

37. Рекомендации по расчётным характеристикам древесных плит / ЦНИИСК Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1982 - 24 с.

38. Рекомендации по применению цементностружечных плит в ограждающих конструкциях для промышленного, сельского производственного и жи-лищно-гражданского строительства. -М.: ЦНИИСК, 1981. 14с.

39. Рекомендации по методам испытаний древесных плит для строительства. -М: ЦНИИстроит. констр. ВНИИДрев, 1985, -384 с.

40. Методы физико-механических испытаний модифицированной древесины /ЦНИИСК Госстроя СССР. М.: Стройиздат 1973. -46 с.

41. Рекомендации по контролю качества клеевых соединений деревянных строительных конструкций и деталей / ЦНИИСК Госстроя СССР. НИСИ Минвуза РСФСР -М.: Стройиздат, 1971 32 с.

42. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Изд. "Химия", 1974.-392 с.

43. Адгезия. Клеи, цементы, припои/ Под ред. Дебройна Н., Гувинка Р. М.: Изд. ин. лит-ры, 1954. - 584 с.

44. Варданян Г.С., Андреев В.И. Сопротивление материалов с основами теории упругости. М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 1995. - 568 с.

45. Красовский Г.И, Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. -Минск: Изд. Б ГУ, 1982.-302 с.

46. Адлер Ю.П., Маркова Е.В. Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Изд. 2-е перераб. и дополн. М.: Наука, 1976.-276с.

47. Зедгенидзе И.Г. Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных смесей. М.: Наука, 1976.- 390 с.

48. Леонтьев Н.Л. Техника статистических вычислений, изд. 2-е, дополненное. М.: Лесн. пром-сть, 1966. 250 с.

49. Кассандрова О.Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений: Учебн. пособие для ВУЗов. М.: Наука, 1970. -108 с.

50. Бойтемирова И.Н., Изотова Г.В., Ермолин Н.С. Ограждающие конструкции с применением цементностружечных плит // Механическая обработка древесины. Экспресс.-информ. -М.: ВНИПИЭИЛеспром, 1983. вып.6, с.2-10.

51. Установление зависимости прочностных и деформативных характеристик цементностружечных плит от влажности. Копия отчета о НИР. М.: ВНТИЦентр, 1984.-203 с.

52. Совалов И.Г., Могилевский Я.Г., Остромогольский В.И. Бетонные и железобетонные работы. -М.: Стройиздат, 1988. -336 с.

53. Афанасьев А.А. Бетонные работы. М.: Высшая школа, 1991. - 288 с.

54. Афанасьев А.А. Возведение зданий и сооружений из монолитного бетона. М.: Высшая школа, 1990. - 384 с.

55. Евдокимов Н.И., Мацкевич А.Ф., Сытник B.C. Технология монолитного бетона и железобетона. М.: Высшая школа, 1980. - 335 с.

56. Кузнецов Ю.П. Пректирование железобетонных работ. К.; Донецк: Ви-ща шк. Головное издательство, 1985. - 280 с.

57. Афанасьев А.А., Данилов Н.Н., Копылов В.Д. Технология строительных процессов: Учеб. М.: Высшая школа, 2001. - 464 с.

58. Теличенко В.И., Лапидус А.А., Терентьев О.М. и др. Технология возведения зданий и сооружений: Учеб. Для вузов. . М.: Высшая школа, 2001. -320 с.

59. Полтавцев С.И. Монолитное домостроение. -М.: Стройиздат, 1993.

60. Мацкевич А.Ф. Несъемная опалубка монолитных железобетонных конструкций. -М.: Стройиздат, 1986. 94 с.

61. Руководство по индустриальному изготовлению деревянных клееных конструкций для строительства / ЦНИИСК Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1975.-65 с.

62. Хрулев В.М., Бекболотов Ж.Б., Кондратов С.М. Повышение долговечности деревянной опалубки: Экспресс-информ. КиргизНИТИ, Фрунзе, 1984. -22 с.

63. Джимилейшвили Г.С. Свойства древесины, пропитанной в расплаве серы, и применение изделий из нее на объектах Агропрома / Автореф. дисс. канд. техн. наук Тбилиси: Груз, политехи, инст., 1988. -26 с.

64. Альтшуллер Е.М. Индустриальное домостроение из монолитного бетона. -М., 1976. С. 127.

65. Красновский Б.М., Сагадеев Р.А. Монолитный бетон на индустриальной основе. — М.: Знание, 1986. — 63 с.

66. Красновский Б.М. Основные направления повышения эффективности, монолитного бетона. — М.: ЦМИПКС, 1983. — С. 48.

67. Березовский Б.И., Евдокимов Н.И., Жадановский Б.В., Розенбойм JI.B., Широкова JT.A. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений. М., 1981. - С. 323.

68. Межевой Г.Н., Залманов В.Д., Фишман М.Д. Монолитное домостроение. -Кишинев: Картя Молдовеняска, 1980. 235 с.

69. Михайлов К.В., Волков Ю.С. Бетон и железобетон в строительстве. М.: Стройиздат, 1987. - С. 101.

70. Рекомендации по технологии возведения монолитных гражданских зданий ЦНИИЭП жилища. М., 1987. - С. 88.

71. Современная технология бетона и строительство. Тбилиси, АВ Betonin-dustri, 1986. - С. 248.

72. Хаютин Ю.Г. Монолитный бетон.-М.: Стройиздат, 1981. 447 с.

73. Чирков Ю.Б. Возведение монолитных конструкций и сооружений из легкого бетона. М.: Стройиздат, 1984. - 167 с.

74. Атаев С. С. и др. Технология строительного производства.- М.: Стройиздат, 1984.- 560 с.

75. Балицкий В. С., Марченко JI. С. Бетонные работы (технология и организация).- К.: Буд1вельник, 1977.- 240 с.

76. Березовский Б. Н. и др. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений.- М. : Стройиздат, 1981.- 332 с.

77. Евдокимов Н. И. и др. Технология монолитного бетона и железобетона : Учеб. пособие для строительных вузов. М.: Высш. шк., 1980.- 335 с.

78. КосенковЕ. Д. Возведение высотных зданий и сооружений из монолитного железобетона. К.: Буд1вельник, 1982.- 144 с.

79. Кузнецов Ю. П., ТорлецкииА. В. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона. Ростов н/Д : РИСИ, 1975.- 209 с.

80. Литвинов О. О. и др. Технология строительного производства. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985. - 479 с.

81. М и р о н о в С. А. Теория и методы зимнего бетонирования. М.: Строй-издат, 1975. - 704 с.

82. Руководство по конструкциям опалубок и производству опалубочных работ / ЦНИИОМТП Госстроя СССР.- М. : Стройиздат, 1983.- 501 с.

83. Третьяков А. К., РожненкоМ. Д. Арматурные и бетонные работы. М.: Высш. шк., 1982.-280 с.

84. Руководство по применению опалубки для монолитных железобетонных конструкций. Вып. 1, 2, 3. М., 1972, 1973, 1974, 167, 80, 140 с.

85. Сборочные единицы унифицированных опалубок для жилищно-гражданского строительства. М., 1978, 36 с.

86. Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования. ГОСТ 23478— 79.

87. Опалубка разборно-переставная мелкощитовая инвентарная для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Технические условия. ГОСТ 23477—79.

88. Хрулев В.М. Технология и свойства композиционных материалов для строительства. Учеб. пособие для строит.-технол. спец. Вузов. Уфа.: ТАУ, 2001. -168 с.

89. Деревянные конструкции и детали. Справочник строителя/ В.М. Хрулев, К.Н. Мартынов и др. 3-е изд. переработ, и дополн. -М.: Стройиздат, 1995, -384с.

90. Жук В.В. Испытание клееных коробчатых элементов из ЦСП / Строительные конструкции. Экспресс-информ. М.: ЦИНИС, 1985, вып. 7.

91. Руководящие технические материалы по применению цементностружечных плит в малоэтажном деревянном домостроении. Балабаново: ВНИ-ИДрев, 1985.-44с.

92. Шперун В.М., Гелетий Г.Н., Бороховский В.А. и др. Механизм полимеризации расплава серы // Новые формы, виды, модификации серы и серной продукции. Тез. докл. Всесоюзн. конф. -Черкассы: НИИТЭхим, 1988. с.9-10.

93. Ходжаев Ш.А. Модифицированный арболит на основе отходов сельского хозяйства и промышленности // Автореф. дисс. канд. техн. наук, -Алма-Ата: Архитект.-строит. инст. 1990. -22 с.

94. Модлин Б.Д., Отлев И. А. Производство древесностружечных плит. Учебник 3-е изд. М.: Высшая школа, 1973 - 256 с.

95. Хрулев В.М., Мартынов К.Я. Долговечность древесностружечных плит. -М.: Лесная пром-сть. 1977 168 с.

96. Линьков И.М., Бойтемирова И.Н., Новгородов В.Г., Ким Л.Н. Расчетные сопротивления и теплотехнические характеристики цементностружечных плит // Механическая обработка древесины. Экспресс-информ. —М.: ВНИ-ПИЭИЛеспром, 1983. Вып.6. -с. 24-26.

97. Применение серы и серосодержащих отходов в строительной индустрии / Тез. докл. науч.-техн. конф. -Львов: ВНИПИСера, 1990. -111с.

98. Фрейдин А.С., Шамарина Л.М., Жук В.В. Стойкость цементностружечных плит при однократном и циклическом увлажнении // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. -1987. -с. 38-41.

99. Фрейдин А.С., Жук В.В., Чугунова Н.И., Шамарина Л.М. Анализ свойств цементностружечных плит // Строительные конструкции. Экспресс-информ. -Сер.8, вып. 3. -М.: ЦИНИС, 1985. -с.26.

100. Р.Б. Тинеев, В.И. Агапчев, Р.Ш. Хасанов. Конструктивные решения и область применения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой // В сб.: Проблемы строительного комплекса России / Изд-во УГНТУ. Уфа. -2002. -с.61.

101. Р.Б. Тинеев. Теоретическое обоснование применения модифицированных цементностружечных плит для опалубки // В сб.: Проблемы строительного комплекса России / Изд-во УГНТУ. Уфа. -2002. -с.62.

102. Р.Б. Тинеев. Технология опалубочных работ с применением щитовой опалубки из цементностружечных плит, пропитанных расплавом серы //В сб.: Проблемы строительного комплекса России/Изд-во УГНТУ.-Уфа.-2002. -с.63.

103. Р.Б. Тинеев, В.И. Агапчев, Р.Ш. Хасанов. К вопросу эффективности применения опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой // В сб.: Проблемы строительного комплекса России / Изд-во УГНТУ. -Уфа. -2002. -с.64.

104. Р.Б. Тинеев, В.И. Агапчев, Р.Ш. Хасанов. Деформируемость под действием бетонной смеси щитовой опалубки с переменной по толщине жесткостью палубы. // В сб.: Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте / ЧТУ. Череповец. -2002. -с.72-73.

105. Р.Б. Тинеев, Р.Ш. Хасанов. Расчетные параметры щитовой двухслойной опалубки из цементностружечных плит, модифицированных серой //В сб.: Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии / ТГУ. -Тула. -2003. -с.69.