Книги, научные публикации
с
На правах рукописи
Смирнов Вячеслав Анатольевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНОЛИТНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТИВНЫХ АНТИАДГЕЗИОННЫХ СМАЗОК 05.23.08 -Технология и организация строительства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Нижний Новгород - 2002 РАБОТА В ГОСУДАРСТВЕННОМ Научный руководитель доктор технических наук, профессор А.Ф.
оппоненты:
доктор технических наук, профессор Г,М.
кандидат технических наук, доцент Ведущая организация Институт проект
Защита состоится л26 2002г. в часов на заседании диссертационного совета Д в Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу:
603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.
Автореферат разослан 2002 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Плотников
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы В современных условиях бетон и железобетон доминируют на отечественных и зарубежных стройках. Монолитные и сборные конструкции из бетона и железобетона являются основными, базовыми конструкциями в жилищном, производственном, гидротехническом, дорожном и других областях строительства.
Ежегодно в России объем возводимых монолитных железобетонных конструкций оценивается в 50-55 млн. м3. Со второй половины 1999 года в Российской Федерации начался медленный, но стабильный рост объема монолитного строительства. В 2001 году он оценивался специалистами в 6-7% по отношению к соответствующему периоду 2000 года.
Можно утверждать, что роль и значение бетона и как основных конструкционных материалов в обозримом будущем будут неуклонно возрастать.
Анализируя комплексный технологический процесс возведения монолитных железобетонных конструкций, следует отметить, что наиболее значимым и трудоемким технологическим переделом в нем являются опалубочные работы. Их трудоемкость колеблется от 40 до 55% от общей трудоемкости возведения монолитных конструкций, а стоимость оценивается соответственно в 30-45%. На каждый кубометр монолитных конструкций приходится устанавливать и снимать от 3,0 до 8,0, а в тонкостенных конструкциях до 12,0 м" опалубки. Ежегодный объем опалубочных работ в Российской Федерации оценивается в 250 - 260 млн. На отечественных стройках более тысяч квалифицированных рабочих занято изготовлением, ремонтом, монтажом и демонтажем опалубки.
При столь значительных объемах опалубочных работ снижение затрат на опалубку, её установку и разборку является весьма актуальным.
В комплексе опалубочных работ важной технологической операцией является нанесение смазки на формующие поверхности опалубок с целью облегчения распалубки, износа опалубочных щитов, повышения конструкций и увеличения Однако, как показали обследования, на многих стройках опалубка используется или без смазки или с применением низкосортных смазочных материалов.
Значительное сцепление между бетоном и плохо смазанной или несмазанной опалубкой примерно на 70-100% увеличивает трудоемкость распалубки. Из-за малоэффективной смазки обрастание опалубочных щитов цементной коркой требует дополнительной их очистки. Из-за высокого сцепления, больших усилий и механического воздействия на опалубку при ее очистке от налипшего бетона около 70% опалубочных щитов преждевременно выходит из строя.
В результате употребления недостаточно эффективных смазок или нерационального их использования на поверхности монолитных конструкций появляются излишняя шероховатость и пористость, масляные пятна, трещины и бетона, что требует дополнительных затрат на их исправление и на доводку.
Недооценка важности технологической операции нанесения смазки на опалубку, ее к разряду второстепенных, а иногда и необязательных приводят к значительным непроизводительным затратам, способствуют преждевременному износу опалубочных щитов, в 1,5-2 раза уменьшая их оборачиваемость, снижают качество поверхностей монолитных железобетонных конструкций. Так, только на стройках г. Новгорода ежегодно на послераспалубочную доводку монолитных железобетонных конструкций затрачивается млн. рублей* и тыс. чел.-дней тяжелого ручного труда.
Повышение качества монолитных железобетонных конструкций и снижение непроизводительных затрат при их возведении являются весьма важной и своевременной проблемой. Комплексность данной проблемы, недостаточная изученность ее теоретических основ, широкий круг заинтересованных в ее решении организаций, размер возможного экономи ческого эффекта придают ей важное научное и практическое значение. Поэтому актуальность данной работы, соориентированной на интенсификацию методов производства бетонных работ и ресурсосберегающих технологий со снижением трудовых и материальных затрат через повышение качества *3десь и далее в ценах на поверхности монолитных бетонных конструкций за счет разработки и применения эффективных антиадгезионных смазок, не должна вызывать сомнений и определяет ее высокую значимость.
Цель диссертационной работы состоит в совершенствовании технологии монолитного домостроения на основе применения эффективных антиадгезионных опалубочных смазок, обеспечивающих одновременно:
- значительное сокращение затрат ручного труда при распалубке конструкций из монолитного железобетона;
- полное устранение трудозатрат на очистку опалубочных щитов от бетонной пленки (корки);
- повышение долговечности и оборачиваемости опалубок;
- возведение монолитных железобетонных конструкций с высоким качеством лицевых поверхностей, не требующих их доводки.
Поставленной целью определены следующие задачи исследования:
- изучение влияния сцепления между бетоном и опалубкой на основные параметры технологии, в том числе на трудоемкость и стоимость опалубочных работ;
- исследование факторов, влияющих на сцепление бетона с опалубкой и параметры технологии;
- теоретическое обоснование эффективности антиадгезионных смазок для технологии монолитного домостроения;
- разработка эффективных антиадгезионных смазок для технологии монолитного домостроения;
- исследование свойств смазок и их влияния на параметры технологии и качества бетонных поверхностей;
разработка практических рекомендаций и проведение апробации смазок в построечных условиях.
Научная новизна работы заключается:
- в установлении закономерностей, отражающих влияние сцепления бетона с опалубкой и смазок на трудоемкость и стоимость опалубочных а также общие затраты в технологии монолитного домостроения;
- в установлении закономерностей контактных взаимодействий между бетоном и опалубкой при наличии и отсутствии смазки в условиях монолитного домостроения;
a a teHHsodxsowotf а и BH В ен и и я и и я BH и я хи я я BE и эххэиьо ou и иинэжинэ я BH fr и я я - технология приготовления эффективных антиадгезионных смазок, методика их технико-экономической оценки и рекомендации по их применению в различных условиях производства.
Публикации По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ. Техническая новизна защищена 4 авторскими свидетельствами на изобретения.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка источников и приложений общим объемом 179 страниц, в число которых входит: 138 страниц машинописного текста, 44 рисунка, 18 таблиц, библиографический список источников на 8 страницах, включающий наименования, 2 приложения.
РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе на основании литературных источников и производственного опыта рассмотрен и проанализирован современный уровень технологии монолитного домостроения как одного из направлений технического прогресса в строительстве. Представлен обзор используемых в отечественной и зарубежной практике опалубок и опалубочных систем, выполнен анализ применяемых при бетонировании монолитных железобетонных конструкций антиадгезионных смазок.
В России конструкции из монолитного бетона и железобетона до недавнего времени применялись прежде всего в промышленном и гидротехническом строительстве. В последние годы во многих городах страны значительно возрастают объемы монолитного домостроения, имеются примеры возведения монолитных жилых домов, гостиниц, санаториев, банков, офисных помещений и т.п.
Анализ зарубежного опыта показывает, что во многих странах (Германии, Польше, Болгарии, Румынии, США, Франции, Швеции и др.) удельные объемы монолитного домостроения составляют от 25 до 50 %. В Российской Федерации этот показатель оценивается в 15-20%, а в Москве до 30% жилых домов строится в монолитном исполнении. Невысокие объемы монолитного g g и и g - ogdg ) ) и оа и он вн и а и a a в и и эинэжинэ эихвх вн и эн он и вхох я я д и и и a германских фирм и а в г. Н. Новгороде Ч опалубку Развивающийся российский рынок переходит к новым формам сотрудничества с зарубежными партнерами, в том числе и к организации представительств инофирм, работающих в области опалубочных работ (Дока - г. Петербург, г. Самара). Намечается совместное производство эффективных зарубежных опалубок на российских предприятиях, передача зарубежными фирмами нашим строителям опалубки в лизинг, аренду и т.д.
За последние 30 лет в России также выполнены крупные научно исследовательские и опытно - конструкторские работы в области опалубок и опалубочных систем для монолитного строительства. Разработаны и внедряются достаточно эффективные мелкощитовые отечественные опалубки и крупнощитовые опалубки и стеновая опалубка МСК и др.
Разработаны и внедряются сложные опалубочные системы специально для монолитного домостроения, в том числе опалубка (г.
Чебоксары), объемно-переставная опалубка (г.г. Н. Новгород, Ростов- на Дону). Представляют интерес отечественные несъемные опалубки, в разработке которых российские специалисты занимают лидирующее положение. В г. Н.
Новгороде разработана пластмассовая (стеклопластиковая) опалубка с эффективными формующими поверхностями и рядом других преимуществ.
Важным и обнадеживающим фактором является то, что начато промышленное производство отечественных опалубок в г.г. Петербурге, Калуге, Новочебоксарске и др.
Достигнутые успехи в совершенствовании опалубок для монолитного строительства связаны с большой работой ряда научно-исследовательских, проектных и производственных организаций: ЦНИИОМТП, Главзапстроя, и др.
Значительный вклад в исследования, конструирование и разработку опалубок и опалубочных систем внесли российские ученые и специалисты:
Бизяев А.И., Вавилов Гахов Н.И., Глущенко Данилов Н.Н., Евдокимов Н.И., Ермолаев В.В., Калмыков П. В., Лукницкий Н.Н., Мацкевич А.Ф., Овсянников В.И., Отрепьев Петраков Б.И., Рыбин А.С., Серов В.М., Л.И., И.Г., др.
В комплексе опалубочных работ одной из важных технологических операций является нанесение смазки на формующие поверхности опалубки.
На российских стройках при возведении монолитных конструкций в подавляющем большинстве своем опалубка смазывается, в лучшем случае, малоэффективными смазочными материалами или применяется без предварительной смазки.
Несмазанная опалубка или опалубка с нанесенным на нее слоем малоэффективных смазок имеют высокое сцепление с бетоном, что значительно увеличивает трудоемкость при распалубке, резко снижает ее оборачиваемость. На опалубочных щитах образуется цементная корка, что требует дополнительной их очистки. На поверхности конструкций появляются дефекты, снижается качество монолитного железобетона.
Крупные исследования в разработке составов антиадгезионных композиций, т.е. выполнили российские ученые и специалисты: Белькевич П.Н., Войтович В.А., Довжик О.И., Линьков И.И., Манжак О.М., Мацкевич А.Ф., Ратинов В.Б., Соломатов В.Н., Соколов В.А., Хряпченкова И.Н., Яковлев Н.Х, и др.
Однако большинство разработанных нашими учеными и специалистами смазок включают в себя труднодоступные, дорогостоящие материалы, имеют сложную технологию приготовления и предназначены для нанесения на формы при изготовлении сборных железобетонных изделий. И неоправданно мало разработок и рекомендаций по применению смазок для опалубки при возведении монолитных конструкций, где специфика технологии (разрыв между нанесением смазки и бетонированием, низкие температуры, атмосферные осадки, солнечная радиация и т.п.) предъявляют к смазкам совсем иные требования, чем в заводских условиях. Поэтому нанесение на поверхность инвентарной опалубки для монолитного бетона смазочных материалов, даже весьма совершенных, но предназначенных для использования на заводах сборного железобетона, будет далеко не всегда эффективно и оправданно.
На российских стройках технический уровень и методов нейтрализации сцепления между опалубкой и бетоном не отвечает современным требованиям, хотя положительные сдвиги в этом направлении несомненны. Ежегодно на отечественных объектах используется от до тысяч тонн смазок, стоимость которых оценивается в 500 - 640 млн. рублей.
Трудозатраты на приготовление и нанесение смазок составляют примерно 300 320 тысяч дней в год. Несмотря на столь значительные затраты, эффективность отечественных смазок и технологий, основанных на них, в целом уступает зарубежным и не удовлетворяют современным требованиям.
При таком уровне технологии, как правило, не удается снизить трудозатраты при распалубке, получать монолитные конструкции, лицевые поверхности которых не требуют доводки и отделки. По этой причине только на устранение дефектов бетонирования ежегодно затрачивается до 450 470 тысяч чел.-дней.
Таким образом, проблема совершенствования технологии монолитного домостроения на основе применения смазок сегодня далека от своего разрешения. Более того, эта проблема, по-видимому, будет обостряться в связи со значительным ростом объемов монолитного Трудности, имеющиеся при решении данной проблемы, обусловлены несколькими причинами:
- во-первых, слабо изучены, недостаточно освещены и поэтому непонятны многим практическим работникам процессы и явления на границе бетон-опалубка, а также особенности поведения смазок в тонких поверхностных слоях при различных условиях бетонирования;
- во-вторых, отсутствует единая научная и техническая политика, касающаяся применения смазок. Нет не только единых технических условий на смазки, но и единой методики по их лабораторным испытаниям и качественной оценке;
- в-третьих, неоправданно мало исследований, посвященных смазкам для монолитного железобетона.
С учётом того, что начался хоть и медленный, но стабильный рост объемов монолитного домостроения, принимая во внимание то, что уровень опалубочных смазок не соответствует современным требованиям, научные исследования, направленные на устранение этой диспропорции, являются своевременными, актуальными и имеют важное научное и хозяйственное значение.
Во второй главе представлены теоретические основы контактных взаимодействий между бетоном и опалубкой, кинетики антиадгезионных Общая теория адгезии применительно к классическим клеям разработана достаточно глубоко. Исследованию данного вопроса посвящены работы российских ученых: Б.В. и его школы, С.С., Зимона А.Д., Кротовой, А.Ф., Микульского В.Г., Ратинова Ребиндера Г.А., Фрейдина и др., а также зарубежных специалистов: Ставермана и др.
Рассматривая учение об адгезии в историческом аспекте, можно выделить несколько основных теоретических направлений: адсорбционное, химическое, диффузионное и электрическое.
Анализируя эти теории, можно сделать вывод о их взаимном обогащении и сближении. При этом одностороннее рассмотрение явления адгезии при контактировании двух тел может значительно исказить сущность.
В реальных условиях контактной пары бетон-опалубка в основе адгезионного взаимодействия лежат адсорбционные, химическая, диффузионная и электростатическая компоненты, между которыми существуют весьма сложные и недостаточно изученные Основываясь на классических теориях и учитывая наличие тесной взаимосвязи между этими компонентами, можно представить упрощенную математическую модель адгезии в следующем виде:
(1) - адсорбционная компонента адгезии;
- то же, - то же, диффузионная;
- то же, электростатическая.
Если подходить к адгезии как к межмолекулярной связи в условиях контактной пары бетон - опалубка, диффузию следует рассматривать не как межмолекулярный процесс, а как механический, который интенсифицирует адсорбционные, химические и электростатические адгезионные связи.
Тогда математическая модель адгезии принимает вид:
(2) Адгезия лежит в основе сцепления, однако отождествлять эти понятия при рассмотрении контактной пары бетон - опалубка не следует. Сцепление проявляется на технологическом уровне и может рассматриваться как конечный результат адгезии, когезии и усадки. Математическая модель сцепления имеет вид:
Важным для сцепления является оплошность контакта бетона с опалубкой, зависящая от смачиваемости и шероховатости опалубочных поверхностей. Чем больше шероховатость контактирующей поверхности опалубки, тем выше ее с бетоном. Причем, на сцепление влияют не только но и форма шероховатости.
Рис. Виды шероховатости опалубочных плавная шероховатость;
в - то же, крючкообразная;
бетон;
2 - опалубка;
3 - поверхность контакта При рассмотрении шероховатости поверхностей опалубки следует учитывать их смачиваемость. У гидрофильных поверхностей шероховатость улучшает смачивание, а значит, сцепление бетона с опалубкой а у гидрофобных - наоборот.
что одной из важных особенностей сцепления бетона с опалубкой является его непрерывная изменяемость во времени, в течение которого значение его, увеличивается или уменьшается в от соотношения позитивных и в данный " момент.
Опережающий рост адгезии над когезией в начальный период свидетельствует о том, что новообразования в бетоне появляются и более интенсивно формируются на твердой опалубочной поверхности по сравнению с бетоном. На последней стадии на адгезию, и, целом, влияние снижающая сцепление.
Основное назначение опалубочных антиадгезионных смазок заключается в том, чтобы наилучшим образом препятствовать всем видам адгезионного взаимодействия между бетоном и поверхностью опалубки, быть своеобразным технологическим барьером. Осуществление этих функций связано со способностью смазки образовывать на опалубочной поверхности смазочную пленку наименьшей толщины. Сплошность смазочной пленки определяется по формуле о (4) - фактическая площадь смазочной пленки на на опалубочной поверхности Технологический процесс бетонирования монолитных конструкций, с точки зрения оценки смазки, целесообразно разделить на четыре разных по важности и продолжительности стадии:
Ч первая (наименьшая по времени) - нанесение смазки на опалубочную поверхность;
- вторая - в период времени от завершения смазывания до бетонирования;
- третья - охватывает укладку бетонной смеси и ее уплотнение;
-четвертая стадия - работа смазки на границе между материалом опалубки и бетоном до момента распалубки.
Подробно рассмотрены и проанализированы физико Ч химические и механические преобразования, возникающие в слое смазки и в значительной степени влияющие на сплошность ее пленки в каждой из этих четырех стадий технологического процесса бетонирования монолитных конструкций.
К моменту распалубки сплошность смазочной пленки будет равна - сплошность смазочной пленки в момент завершения смазывания опалубки;
- изменение сплошности смазочной пленки в течение второй, третьей и четвертой стадий.
Предложена классификация антиадгезионных смазок в зависимости от состава, физико-химических свойств и по технологическим признакам, подробно рассмотрено влияние каждого вида смазок на качество поверхностей монолитных конструкций.
В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований контактных взаимодействий между бетоном и опалубкой.
Использована методика измерения нормального сцепление бетона с опалубкой с помощью специально сконструированных приборов При этом нормальное сцепление определялось из выражения где - усилие отрыва бетонного образца от опалубки, кг;
- масса бетонного образца, кг;
площадь контакта бетона со стальным диском, моделирующим опалубку, Для сокращения объёма экспериментальных исследований было использовано математическое планирование эксперимента. Анализ результатов экспериментов производился в системе MATLAB 6.0, являющейся интерактивной математической системой для инженерных и научных расчётов, ориентированной на работу с массивами данных.
Обработка полученных экспериментальных данных производилась путём регрессии их степенным полиномом, методом наименьших квадратов.
Коэффициенты линии регрессии получены путём вычисления матрицы Вандермонда и последующим решением переопределённой системы линейных уравнений. Одновременно осуществлялось построение графика аппроксимирующего полинома с наложением на узловых точек, полученных экспериментальным путём.
Выполнены экспериментальные исследования влияния производственно технологических факторов на сцепление бетона с опалубкой при наличии и отсутствии смазки на опалубочных поверхностях.
Все технологические факторы, влияющие на сцепление бетона с опалубкой, можно разделить на три группы:
Характеристики бетонной смеси и бетона (класс и вид его возраст, водоцементное отношение) определяющие условия твердения (влажность, температура).
характеризующие опалубку и условия разъединения опалубки, степень обработки её поверхности, ориентация опалубки.
При проведении экспериментальных исследований устанавливалось и сопоставлялось влияние на сцепление различных смазок как традиционных, нашедших наибольшее применение на отечественных стройках, так и разработанных автором. Из зарубежных композиций исследовалась смазка В результате проведения экспериментальных исследований установлена закономерность роста нормального сцепление бетона с различными опалубочными материалами без смазки при увеличении возраста бетона и цикла Увеличение сцепления в значительной степени влияет на "обрастание" опалубочной поверхности цементной коркой. "Обрастание" же, в свою очередь, также оказывает влияние на величину сцепления. Эти параметры тесно взаимосвязаны. Результатом исследований стало построение графиков зависимости степени обрастания опалубочных поверхностей бетонной коркой от нормального сцепления при бетонировании в опалубке из различных материалов с разной степенью их обработки.
работ при различной степени обрастания поверхности представлена в таблице.
Затраты труда на распалубку железобетонных Степень обрастания опалубки, % Виды опалубки Стальная, без обработки 0,22 0,40 0,69 0,88 1, Стальная, шлифованная 0,20 0,38 0,60 0,80 0, Деревянная, из 0,27 0,52 0,82 1, нестроганых досок Деревянная, из 0,68 0, строганых досок Фанерная 0,25 0,54 0,72 0,98 1, По данным наблюдений и экспериментов построены номограммы, которые можно использовать для прогнозирования основных параметров технологии монолитного домостроения, а именно трудозатрат стоимости на различных этапах (распалубка, межцикловая очистка щитов, их ремонт, доводка лицевых бетонных поверхностей) (рис.2) Четвертая глава посвящена разработке составов эффективных антиадгезионных смазок и исследованию их технологических свойств.
Систематизированы требования, предъявленные к смазкам, используемым в технологии монолитного домостроения: технологические, гигиенические и экономические.
Разработана методика испытаний опалубочных смазок, которая предлагает контролировать их по восьми параметрам: внешнему виду (цвету), стабильности, то есть способности смазок не расслаиваться, вязкости, температуре, удерживающей способности на вертикальных опалубочных поверхностях, эффективности, показателю РН и морозоустойчивости.
С учётом специфики "работы" смазок на строительной площадке разработана методика определения удерживающей способности смазок и сконструирован прибор для её оценки. На этом приборе удерживающую способность смазок можно определить в условиях четырех режимов, в которых опалубка, а вместе с ней и смазочная находятся при бетонировании конструкций:
- без при нормальной температуре окружающей среды С;
- без вибрации при повышенной температуре окружающей среды - с учетом вибрации при нормальной температуре окружающей среды;
- с учетом вибрации и нагрева.
30С - граничная температура резкого изменения вязкости большинства эмульсионных смазок.
Наиболее важным свойством смазок является их эффективность, то есть способность снижать или полностью устранять прилипание бетона к поверхности опалубки. Оценка эффективности испытываемой смазки проводится по эффективности определенной из уравнения Х100%, (7) - нормальное сцепление соответственно для смазанных и контрольных (несмазанных) образцов.
Смазку следует считать эффективной при Кэс Рис.2. Номограмма для трудозатрат и заработной платы на распалубку 1 м2 опалубочной поверхности без 1 - стальной;
2 - деревянной из строганых досок;
3 - фанерной * По данным на строек С учётом технологии бетонирования конструкций и ситуаций, возникающих на строительной площадке при производстве работ, разработана серия из 15 антиадгезионных смазок, получивших общий шифр ЭСО которые можно условно разделить на три группы:
1. Смазки, используемые при положительных температурах наружного воздуха при продолжительности второй стадии (от завершения смазывания опалубки до бетонирования) 6ч.
2. Смазки, используемые при положительных температурах наружного воздуха при продолжительности второй стадии 3. Смазки, используемые при отрицательных температурах наружного воздуха.
По своему составу смазки представляют собой, в основном, обратные эмульсии. По производственно - технологическому эффекту они относятся к смазкам комбинированного действия. При нанесении на опалубку они образуют на рабочих (контактирующих) поверхностях щитов равномерную сплошную гидрофобную пленку, которая практически не разрушается при укладке и виброуплотнении бетонной что предотвращает возникновение адгезионных связей в зоне контакта бетона с опалубкой, устраняет сцепление между ними и облегчает распалубку конструкций. В состав смазок ЭСО входят легирующие добавки, придающие смазкам специальные свойства и расширяющие их технологические возможности. Так, наличие в составе смазок эффективных пластификаторов обеспечивает снижение поверхностной пористости бетона, улучшая его качество. По этому признаку смазки ЭСО-ННГАСУ не имеют аналогов в отечественной и зарубежной практике.
Для каждой из предложенных смазок разработан регламент по приготовлению и нанесению, указана область рационального применения.
Проведены исследования технологических свойств смазок ЭСО-ННГАСУ в сравнении с традиционными отечественными и зарубежным аналогом - германской смазкой по методике, изложенной выше.
По каждой группе разработанных смазок ЭСО-ННГАСУ в сравнении с отечественными и зарубежными аналогами проведены лабораторно испытания, по результаты которых построены номограммы, позволяющие определять ожидаемые удельные материальные и трудовые затраты при распалубке опалубочных поверхностей с нанесенными смазками (рис.3) Разработана серия смесителей и смесительных установок, которые могут успешно применяться на стройках для приготовления эффективных антиадгезионных смазок.
Многокомпонентные эмульсионные смазки рекомендуется приготавливать в смесителях типа УГДС и смонтированных на их базе смесительных установках, в которых использован принцип комбинированного перемешивания компонентов, сочетающий механические и ультразвуковые (акустические) воздействия на них.
Смазки с легко смешиваемыми компонентами рекомендуется приготавливать в компактных смесителях - барботерах, специально разработанных для условий стройки.
Пятая глава посвящена оценке эффективности применения разработанных смазок ЭСО-ННГАСУ в монолитном домостроении.
Эффективность разработанных антиадгезионных смазок определялась в сравнении с традиционными в процессе их использования на стройках Г.Н.Новгорода и Нижегородской области.
При этом оценивалось качество поверхностей монолитных железобетонных конструкций после распалубки, определялись затраты труда и стоимость технологических переделов, связанных с применением опалубочных смазок и изменяющихся в зависимости от их качества:
трудоемкость и стоимость приготовления и нанесения смазок;
трудоемкость и стоимость работ по распалубке и очистке опалубочных щитов;
качество поверхностей монолитных железобетонных конструкций после распалубки;
трудоемкость и стоимость работ по доводке бетонных поверхностей монолитных конструкций.
Антиадгезионные смазки ЭСО-ННГАСУ использовались на объектах, возводимых ИСК "Наш дом" в Г.Н.Новгороде.
За счёт применения этих смазок при возведении в объемно-переставной опалубке одного, 10-этажного жилого дома на 78 квартир (2800 монолитных конструкций) экономический эффект в ценах на 01.01.2002 год составил сокращении трудозатрат на дн. В расчете на монолитных конструкций экономический р.
Затраты Рис. 3. Номограмма для определения трудозатрат и заработной платы на распалубку в расчёте на стальной опалубки с различными смазками при 1 - 2 - 3 - эмульсией ОЭ- * По данным на г. для строек г. Нижнего Новгорода.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Обследования российских строек и анализ полученных данных позволил установить тот факт, что в последние годы 1998 года) объемы монолитного домостроения в стране медленно, но неуклонно возрастают, расширяется его география, определены и стали общепризнанными преимущества монолитных зданий, отрабатывается технология их возведения.
В комплексном процессе возведения монолитных зданий важнейшим технологическим переделом являются опалубочные работы. Их трудоемкость колеблется от 40 до 55% от общей трудоемкости возведения монолитных конструкций, а стоимость соответственно достигает 30-45%. Расценивая опалубку как важнейшее средство и один из главных компонентов технологии монолитного следует констатировать, что состояние технологический, уровень отечественных опалубок и опалубочных систем уступают зарубежным и требуют дальнейшего совершенствования.
3. и важным компонентом технологии опалубочных работ, а следовательно, и технологии монолитного домостроения в целом, следует считать смазки, нейтрализующие сцепление между бетоном и опалубкой, и на этой основе снижающие затраты на распалубку, исключающие преждевременный износ опалубки, улучшающие качество поверхностей монолитных конструкций. Ежегодно на стройках России расходуется от до 130 тыс. смазок стоимостью 500-640 млн. рублей. Исследования показали, однако, что состояние и технический уровень смазок не обеспечивают потребностей производства, из-за чего снижается уровень технологии монолитного домостроения в целом. В этой связи научное обоснование и разработка эффективных отечественных смазок и на их основе совершенствование технологии монолитного домостроения представляются весьма важными, своевременными и актуальными.
4. На основе фундаментальных научных положений об L.
взаимодействиях классических контактных пар сформулированы теоретические основы контактных взаимодействий и сцепления реальной технологической пары бетон-опалубка. Установлены закономерности деструктивного влияния сцепления бетона с опалубкой на основные параметры технологии, в том числе на степень лобрастания палубы бетонной коркой, трудоемкость и стоимость распалубки монолитных конструкций.
5. В рамках научного обоснования эффективных смазок на основе фундаментальных положений о поверхностных явлениях и взаимодействиях классических контактных пар разработаны теоретические основы кинетики смазочной пленки в зоне контакта бетона с опалубкой для условий монолитных систематизированы требования, предъявляемые к смазкам в условиях реальных технологий, предложена оригинальная методика для оценки смазок по восьми показателям.
6. Установленные закономерности и номограммы, построенные на их основе, позволяют прогнозировать размеры непроизводительных затрат, в результате применения малоэффективных опалубок и низкосортных смазок, размер общего ущерба, нанесенного технологии в целом.
7. Разработана серия оригинальных антиадгезионных смазок, получивших общий шифр и предназначенных для применения в условиях технологии монолитного домостроения. По своей структуре они представляют собой обратные эмульсии, в состав которых введены специальные легирующие добавки. Выполнены комплексные исследования основных параметров смазок серии в сопоставлении с отечественными и зарубежными аналогами. Результаты исследований показали, что смазки серии ЭСО ННГАСУ по основным технологическим параметрам превосходят отечественные и находятся на уровне зарубежных аналогов.
8. Использование смазок ЭСО-ННГАСУ при возведениии монолитных конструкций обеспечивает:
полную нейтрализацию сцепления между бетоном и опалубкой;
снижение на 20% затрат на распалубку;
снижение на 43-45% затрат на очистку палубы щитов от цементной (бетонной) корки;
уменьшение на 5-10% износа и повышение оборачиваемости опалубочных щитов;
повышение качества лицевых поверхностей монолитных конструкций и полное устранение затрат на их Размер интегрального показателя для разработанных смазок ЭСО ННГАСУ, повышающего эффективность технологии монолитного домостроения в целом, оценивается в 8 Ч 12,5%. дает утверждать, что разработанные смазки являются недорогим, достаточно эффективным средством для совершенствования технологии монолитного домостроения.
9. Смазки прошли производственную проверку и подтвердили свою эффективность на строительных объектах Г.Н.Новгорода и других регионов России. Это позволило включить результаты исследований, а также составы разработанных смазок, технологии их приготовления и нанесения в нормативные документы (ТУ, справочные пособия и учебную литературу.
Основные положения диссертации в работах:
Смазка для металлических форм: СССР / Мацкевич А.Ф., Смирнов и др. - Опубл. в Б.И., 1976. - № 30.
2. Смазка для металлических форм: А.С.570487 СССР / Мацкевич А.Ф., Смирнов В.А. и др. - Опубл. в - № 32.
3. Смазка для форм и опалубок: А.С.833448 СССР / Мацкевич А.Ф., Смирнов В.А. и др. - Опубл. в Б.И.
4. Смазка для опалубок и форм: А.С. 1722844 СССР / Мацкевич А.Ф., Смирнов В.А. и др. - Опубл. в Б.И.
5. Смирнов В.А. Смеситель для приготовления смазок / В.А. Смирнов // Горьковский № 552-75. - Горький, Зс.
6. Смирнов В.А. Эффективная смазка для форм / А.Ф. Мацкевич, В.А.
Смирнов, Ф.М. Кабаев // Реф. информ. Сер. Промышленность сборного железобетона. - М., 1976. - Вып. С.
7. Смирнов В.А. Роль смазок для опалубки монолитного железобетона / В.А. Смирнов // Институт новаторов- строителей - творческий поиск и результаты: Тез. докл. обл. науч. конф. - Горький, 1980. - С.54-55.
8. Смирнов В.А. Эффективные смазки для опалубки / В.А. Смирнов докл. науч. конф. молодых ученых Горьковской обл. - Горький, С.62.
9. Смирнов В.А. Эффективные смазки для форм и опалубок / А.Ф.
Мацкевич, В.А. Смирнов // Кн. Интенсификация строительства. - Горький, Смирнов В.А. Смеситель для приготовления опалубочных смазок / В.А. Туваев, Н.А. Зотова // - Горьковский Информ.
листок № 479-83. - Горький, 1983;
Зс.
Смирнов Механизированное приготовление смазок для опалубок / В.А. Смирнов, Туваев, Н.А. Зотова // Строительный комплекс: Тез. докл.
техн. конф. - Горький, 1984.
12. Смирнов В.А. Малогабаритная установка для приготовления эмульсионных опалубочных смазок Смирнов, К.Н. Туваев, 3.3. Бодрова // Передовой опыт в строительстве: экспресс информация ОНТИ ПТИОМЭС Минстроя СССР. Сер. технология и производства Ярославль, - 13. Смирнов В.А. Эффективные смазки в монолитном домостроении / А.Ф.
В.А. Смирнов // Интенсивный путь развития строительства : Тез.
докл. обл. - Горький, 1987. 14. Смирнов В.А. Эффективная полимерная смазка для опалубки монолитного железобетона / А.Ф. Мацкевич, В.А. Смирнов // Радикальная реформа в строительстве и промышленности стр. материалов, изделий и конструкций: Тез. докл. Обл. науч. конф - Горький, 15. Смирнов В.А. Смеситель компонентов смазок для опалубки / В.А.
Смирнов, К.Н. Туваев // Тез. докл. Науч. техн. конф. препод. состава и студентов ГИСИ. - Горький, 16. Смирнов В.А. Установка для приготовления многокомпонентных эмульсионных смазок. / В.А. Смирнов, А.Я. К.Н. Науч. техн.
конф. профессорско- препод. состава, аспирантов и студентов: Тез. докл. Н.Новгород, 17.Смирнов В.А. Эмульсионные смазки / В.А. Смирнов, И.Н.
Хряпченкова // Науч. техн. конф. профессорско- препод. состава, аспирантов и студентов: Тез. докл. - Н.Новгород, 1992 - 15.
В.А. Эффективные смазки в монолитном домостроении / В.А.
Смирнов, И.Н. Хряпченкова // Строительный комплекс- 96: Тез. докл. науч.
конф. - Н.Новгород, - С.42.
Смирнов В.А. Влияние антиадгезионных смазок на качество монолитных железобетонных конструкций / В.А. Смирнов, И.Н. Хряпченкова // Строительный комплекс-96: Тез. докл. конф. - Н.Новгород, 1996. Ч.4. С.50.
20. Смирнов В.А. Смазки для опалубки монолитного железобетона / В.А.
Смирнов // и строительство - 2000: Тез. докл. техн. конф. Н. Новгород, 2000. Ч.5.С.62 - 63.
Смирнов В.А. Экономическая эффективность смазок в монолитном домостроении А.Ф. Мацкевич, В.А. Смирнов // Вестник отделения строительных наук. - М.: 2001. - Подписано в печать Формат Бумага газетная. Печать трафаретная. Объём 1 печ.л.
Тираж ООэкз. Заказ № Полифафический центр Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета, 603950, Н.Новгород,
Книги, научные публикации