Кіріспе
Құймаға арналған қалыптар – бетон немесе осыған ұқсас материалдарды дайын күйінде құюға немесе тікелей құрылыс орнында құюға қолданылатын қалыптар. Бетон құрылысында, жабдықтар қалыпты тіреп тұрады. Көбінесе, ерекше жағдайларда қалыптар аяқталған құрылымға тұрақты түрде енгізіліп, жылу оқшаулау қызметін атқаруы немесе дайын құрылымды нығайтуға көмектеседі.
Formwork is molds into which concrete or similar materials are either precast or cast in place. In the context of concrete construction, the falsework supports the shuttering molds. In specialty applications formwork may be permanently incorporated into the final structure, adding insulation or helping reinforce the finished structure.
Тарих
Римдік инженерлер салған ең алғашқы бетон плиталардың мысалдары бар. Бетон қысымға төтеп беруде өте берік болғандықтан, бірақ кернеуге және бұрылуға төзімділігі салыстырмалы түрде нашар болғандықтан, бұл ерте құрылыстар қысымға төзімді аркалар, күмбездер мен шаршы күмбездерден тұрды. Осы кезеңдегі ең танымал бетон құрылысы – Римдегі Пантеон. Бұл құрылысты жасау үшін болашақ нысанның пішінінде уақытша мұражайлар мен қалыптар немесе қосымша құрылымдар орнатылды. Бұл құрылыс техникалары бетон құюмен ғана шектелмей, қабырғалы құрылыста да кеңінен қолданылды. Материалдың күрделілігі мен өндіріс көлемінің шектеулі болуына байланысты, бетон Портленд цементі мен темірбетонның ойдағыдай табылуына дейін кеңінен қолданылатын құрылыс материалы ретінде танылмады.
Ағаштан жасалған балка табақшаларды қаптау
Дәстүрлі әдіске ұқсас, бірақ арқандар мен қабырғалар әдетте жасалған ағаш бұрыштармен алмастырылады, ал тіректер реттелетін металл тіректермен ауыстырылады. Бұл әдіс жүйелірек және қайта пайдалануға ыңғайлы етеді.
Дәстүрлі плиталы қалыптау
Бетон плиталық құрылымдардағы жаңа өркеннің бастапқы кезеңінде уақытша құрылымдарды салу техникасы қайтадан тас және ағаш өңдеуден алынды. Дәстүрлі плита қалыптау техникасы ағаштан немесе жас ағаш діңдерінен жасалған тіректерден тұрады, олар плита қалыңдығына байланысты шамамен 3-6 фут немесе 1-2 метр арақашықтықта орналасқан тізбекті тіреуіштерді ұстайды. Осы тіреуіштердің арасына қабырғалар орналасады, олардың үстіне тақталар немесе фанера жабылады. Тіреуіштер мен қабырғалар әдетте 4х4 дюйм немесе 4х6 дюймдік ағаштан жасалады. Ең көп қолданылатын империялық фанера қалыңдығы 3/4 дюйм, ал ең көп қолданылатын метрикалық қалыңдығы 18 мм.
Металл балка табақшаларының қалыптары
Дәстүрлі әдіске ұқсас, бірақ арқандар мен қабырғалар алюминийден жасалған құрылымдық жүйелермен немесе болат арқалықтар мен тіректер металл тіректермен алмастырылады. Бұл әдісті де жүйелі және қайта пайдалануға қолайлы етеді. Алюминий арқалықтары телескопиялық бөліктерден жасалады, бұл оларға әртүрлі арақашықтықта орналасқан тіректерге сүйенуге мүмкіндік береді. Телескопиялық алюминий арқалықтарын әртүрлі өлшемдегі құрылыстар салу үшін пайдалануға және қайта пайдалануға болады.
Модульді плиталы қалыптау
Бұл жүйелер алдын ала дайындалған ағаш, болат немесе алюминий арқалықтары мен қалып модульдерінен тұрады. Модульдердің өлшемі көбінесе 3-6 фут немесе 1-2 метрден аспайды. Арқалықтар мен қалыптар әдетте қолмен орнатылып, штифттермен, ұстағыштармен немесе бұрандалармен бекітіледі. Модульдік жүйенің артықшылықтары: қалыпты орнату үшін кран қажет болмайды, білікті емес жұмысшыларды пайдалану арқасында құрылыс жылдамдығы артады, бетон қатып қалғаннан кейін қалып модульдерін алып тастауға болады, жобалық беріктікке қол жеткізгенге дейін тек арқалықтар орнында қалады.
Кестелік немесе ұшқыш формалар жүйелері
Бұл жүйелер қабатты формалық "үстелдерден" тұрады, олар ғимараттың бірнеше қабатында бөлшектенбей қайта пайдаланылады. Жиналған бөліктер лифтпен көтеріледі немесе кранмен бір қабаттан екінші қабатқа "көшіріледі". Орналасқаннан кейін үстелдер арасындағы немесе үстел мен қабырға арасындағы бос кеңістіктер уақытша формамен толтырылады. Үстел формалары пішіні мен мөлшері, сондай-ақ олардың құрылыс материалы бойынша әртүрлі, ал кейбіреулері ендірілген фермалармен қолдалады. Бұл жүйелерді пайдалану форманы орнату және шешіп алу (немесе "алып тастау") үшін жұмсалатын уақытты және қол еңбегін айтарлықтай азайтады. Олардың артықшылықтары кең аудандарда және қарапайым құрылымдарда ең жақсы пайдаланылады. Сондай-ақ, архитекторлар мен инженерлердің осы жүйелердің біріне сүйене отырып ғимараттарды жобалауы жиі кездеседі.
Құрылымы
Үстелдің құрылысы шамамен арқалық қалыптасқандай болады, бірақ осы жүйенің жеке бөліктері тасымалдауға ыңғайлы етіп біріктіріледі. Ең көп қолданылатын қаптама – фанера, бірақ болат және шыны талшықтары да пайдаланылады. Құрылымдық бөліктері ағаштан, жасалған ағаштан (көбінесе I-нысандар түрінде), алюминийден немесе болаттан жасалады. Арқандар кейде ағаштан жасалған I-нысандардан, бірақ көбінесе болат арналардан жасалады. Бұл бөліктер (бұрандаланады, дәнекерленеді немесе болтталады) арқылы біріктіріліп "палуба" құрайды. Бұл палубалар әдетте тіктөртбұрышты, бірақ басқа да пішіндерде болуы мүмкін.
Қолдау
Барлық тірек жүйелері биіктігін реттеуге мүмкіндік беруі керек, осылайша қалыпты дұрыс биіктікке орнатуға және бетон қатаюынан кейін алып тастауға болады. Әдетте, бұл жүйелерді қолдау үшін арқалық плиталар қалыптарында қолданылатын сияқты (немесе осыған ұқсас) реттелетін металл тіректер пайдаланылады. Кейбір жүйелер тіректер мен балкаларды болат немесе алюминийден жасалған фермаларға біріктіреді. Тағы бір түрдегі жүйелерде палубалар бекітілген металл каркастық тіреу мұнаралары қолданылады. Ең көп тараған әдістердің бірі – қалыпты бұрыннан құйылған қабырғаларға немесе бағаналарға бекіту, осылайша тік тіректерді пайдалану қажеттігін толығымен жою. Бұл әдісте реттелетін тірек табандары тесіктер арқылы (кейде байланыс тесіктері) бұрандаланады немесе құймалы анкерлерге бекітіледі.
Туннельдердің түрлері
Туннельді қалыптар – бұл үлкен, бөлме көлеміндегі қалыптар, олар қабырғалар мен едендерді бір құю арқылы жасауға мүмкіндік береді. Көптеген қалыптарды пайдаланып, ғимараттың бүкіл едені бір құюмен салынуы мүмкін. Туннельді қалыптарға, қалыпты толығымен шығарып, келесі қабатқа көтеру үшін ғимараттың сыртында жеткілікті кеңістік қажет. Қалыпты алып тастау үшін қабырғалардың бір бөлігі құйылмай қалады. Әдетте, құю жұмыстары 4 күн сайын жүргізіледі. Туннельді қалыптар еңбек ақысы жоғары аймақтарда, бірдей немесе ұқсас ұяшықтары бар ғимараттарға, қалыптарды еден ішінде және бір қабаттан екінші қабатқа қайта пайдалануға қолайлы. Туннельді қалыптау уақытты және шығындарды үнемдейді. Құрылымдық коффержді қараңыз.
Бетон түріндегі мұнай
Бетонды майлаудың негізгі мақсаты – іргетас құрылымы мен оған құйылған бетон қоспасы арасындағы жабысуды азайту. Ол сондай-ақ кептіру немесе бетонның артық жүктелуі салдарынан жарықтар мен сынықтардың пайда болу мүмкіндігін де төмендетеді. Беттер арасындағы жабысуды азайтатын бетонды майлау болмаса, іргетас, қабырға немесе бөгеуді зақымдамай құрылысты алып тастау іс жүзінде мүмкін емес. Бұл тәуекел қабаттың мөлшерімен бірге арта түседі.
Иілгіш пішінді бұйымдар
Көмірқышқыл газы шығарындыларын азайту мақсатына қол жеткізумен қатар, жобалауда тұрақтылыққа ерекше назар берілуде. Бетонның көлемдік тұрғыдан төмен энергия шығыны, оның тұтыну қарқынымен теңестіріледі, бұл цемент өндірісінің әлемдік эмиссияның шамамен 5%-ына жауапты екенін көрсетеді. Бетон – кез келген геометриялық пішіндегі құрылыстарды экономикалық тұрғыдан жасауға мүмкіндік беретін сұйық материал. Бетон дерлік кез келген пішіндегі қалыпқа құйылуы мүмкін. Дегенмен, мұның салдары – үлкен көміртегі із табатын, көп материал қолданылатын құрылыстардың пайда болуы. Дәстүрлі қалыптарды, негізінен төмен құнмен өндірілген матадан жасалған икемді жүйемен алмастыру арқылы, икемді қалыптау бетоның сұйық қасиетін пайдаланып, жоғары дәрежеде оңтайландырылған, архитектуралық тұрғыдан тартымды ғимараттар құруға мүмкіндік береді. Материалдық шығындарды айтарлықтай азайтуға болады. Оңтайландырылған бөлімше, соңғы шекті күйдегі қабылдау қабілетін қамтамасыз етеді, сонымен қатар бетондағы көміртегінің мөлшерін азайтады, осылайша бүкіл құрылымның қызмет ету мерзімінің тиімділігін жақсартады. Икемді қалыпталған қабырғаның қимасын бақылау, материалды аз қолданатын жобаны іске асырудың кілті болып табылады. Негізгі ұстаным – арматура және бетон қосылғанға дейін, икемді, өткізгіш мата парасы, уақытша тіреу жүйесінде бекітіледі. Мата қалыптарының геометриясын қабырға бойымен өзгерту арқылы оңтайландырылған пішін жасалады. Сондықтан, икемді қалыптау, құрылыс индустриясындағы материалды аз қолданатын, тұрақты құрылысқа бағытталған жобалау және құрылыс философиясының өзгеруіне көмектесу әлеуетіне ие. Матадан жасалған қалыптау – бетон технологиясының шағын саласы. Ол, жаңа бетонға қарсы қалып ретінде жұмсақ, икемді материалдарды, әдетте, жоғары кернеуге төтеп беретін тоқыма немесе пластик материалдарды қолданады. Халықаралық матадан қалыптау қоғамы, матадан жасалған қалыптауды зерттеумен айналысады.
Темір табақпен жасалған қалыптар
Ресейлік NPO 22 зауытының дизайны (Proster тауарлық белгісімен, 21 модель қалып ретінде қызмет етуге арналған) темір "парақтарды" (перфорациясы бар) пайдаланады, қажет болған жағдайда оларды қисық пішінге иеуге болады. V пішіндес тіреулермен жасалған парақ негізіндегі қалып бір бағытта (түсік бойынан) пішінін сақтайды, бірақ болаттық арқалармен нығайтылғанға дейін иілуге болады. Бірнеше парақты темір "парақтардан" жасалған қоршаулар сияқты бірге бекітуге болады. "21" қалыбының бір парағынан цилиндрлі бағаналарды құюға мүмкіндік беретін шеңбер жасауға болады.
Қолданылуы
Алып тасталатын формалар үшін, бетон қалыпқа құйылғаннан және орнатылғаннан (немесе қатаюын аяқтағаннан) кейін, дайын бетонды ашу үшін қалып соғылады немесе алынып тасталады. Құю мен алып тастау арасындағы уақыт жұмыс жоспарына байланысты, онда қажетті қатаю мерзімі және қалып қандай да бір салмақты ұстап тұра ма деген мәселелер қарастырылады; әдетте, құю жұмысы аяқталғаннан кейін кем дегенде 24 сағаттан кейін алып тасталады. Мысалы, Калифорния штатының Көлік департаменті формаларды құюдан кейін 1–7 күн бойы орналастыруды талап етеді, ал Вашингтон штатының Көлік департаменті сырт жағынан ылғалды матамен жабылған формаларды 3 күн бойы орналастыруды талап етеді. Егер формалар тым ерте алынып тасталса немесе қатаймаған бетонның салмағына төтеп бере алмай, нашар жобаланған болса, қорқынышты апаттар орын алған. Бетон құйылып жатқанда (әсіресе жоғары қысыммен бетон құятын насос қолданылғанда) нашар жобаланған қалып бүгіліп немесе сынған жағдайда "қалыптың жарылуы" да болады. Мұның салдары шағын ағыстардан бастап, құю кезінде оңай жөнделетіндей, қалыптың толық бұзылуына, тіпті өлімге дейін жете алады. Бетон қатайған сайын формаларға түсіретін қысым азаяды. Қатаю – асимптотикалық процесс, яғни соңғы күштің көп бөлігі қысқа мерзімде қол жеткізіледі, ал уақыт өте келе қатаю процесі цемент түріне, қоспаларға және температура мен ауа ылғалдылығы сияқты құю жағдайларына байланысты өзгереді. Сұйық бетон да формаларға гидростатикалық қысым түсіреді. Сондықтан форманың төменгі бөлігіндегі қысым жоғарғы бөлігіне қарағанда жоғары болады, сондықтан көптеген жарылулар форманың төменгі жағында орын алады. Жоғарыда көрсетілген бағана қалыбының суретінде, "бағана тіректері" төменгі жағында бір-біріне жақын орналасқан. Бағана болаттан жасалған реттелетін "қалып тіректерімен" бекітілгенін және бағананың ұзын жағын қосымша қолдау үшін 20 мм "өткізгіш болттар" қолданылатынын ескеріңіз. "Тұрақты қалыптардың" кейбір түрлері құрылымды қосымша нығайту ретінде де қолданылуы мүмкін.