Подпишитесь на наши новости.

Email:


Подписаться

Тишкин Д.Д., СПбГАСУ (руководитель Верстов В.В., д.т.н., профессор) «Исследование процесса устройства монолитного штукатурного покрытия стен при отделке помещений гипсовыми смесями»

Одним из наиболее трудоемких и ответственных заключительных этапов возведения зданий и сооружений являются отделочные работы. От их качества зависит как совершенство объекта строительства в целом, так и его показатели технико-экономической эффективности.
При строительстве жилых, общественных и промышленных зданий одними из наиболее трудоемких считаются штукатурные работы, производимые вручную, – на их производство приходится до 35 % от трудозатрат на весь отделочный цикл и до 10 % от общей сметной стоимости возведения объекта.
Для увеличения эффективности штукатурных работ применяют частичную механизацию отдельных процессов – затворение сухих смесей водой, нанесение штукатурного раствора на стену, затирание поверхности. Придание слою нанесенной штукатурной смеси заданных плоскостных характеристик – разравнивание – трудно поддается механизации и выполняется, как правило, вручную. В связи с этим актуальными являются исследования по созданию технологий, позволяющих комплексно механизировать этот процесс. В ходе разработки технологических основ работы были рассмотрены разработанные ранее варианты решений комплексно механизированных технологий с целью выявления их недостатков. Принципиально все ныне существующие технологии можно разделить на три направления:
передвижные рамные системы с рабочим органом, соединенным с напорным раствороводом насосной станции (нанесение раствора под давлением через щелевидные насадки);
передвижные рамные системы с рабочим органом в виде скользящей опалубки;
переставные сборно-разборные опалубочные системы с раскреплением в распор между полом и потолком помещения или с закреплением на оштукатуриваемую конструкцию.
При использовании опалубочных систем штукатурный раствор подается по шлангам с помощью растворонасоса в зазор, который образуется между оштукатуриваемой конструкцией и щитом опалубки. Причем подача смеси в полость может производиться двумя способами:
напорным – когда материальный шланг подсоединяется к муфтам, расположенным на рабочей поверхности опалубочного щита и под давлением раствор закачивается в полость снизу вверх;
безнапорным – когда раствор заливается в полость через шланги без создания избыточного давления в полости.
Анализ существующих комплексных технологических решений показал, что наиболее эффективными являются переставные штукатурные опалубочные системы.

Основными преимуществами этих систем являются:

– высокое качество лицевой поверхности штукатурного слоя;
– минимальное количество потерь раствора;
– отсутствие необходимости установки штукатурных маяков;
– высокая производительность, при минимальных затратах ручного труда;
– процесс производства работ не зависит от сроков схватывания раствора.

Однако рассмотренные системы имеют и существенные недостатки:

– невысокая технологичность, большая масса элементов опалубки;
– сложность и большая трудоемкость монтажа опалубочных конструкций;
– необходимость установки большого количества анкерных устройств для закрепления опалубочного щита на оштукатуриваемую конструкцию;
– использование кондукторов и шаблонов для разметки мест монтажа анкерных устройств;
– значительная масса отдельных щитов опалубки создает трудности при производстве работ на высоте;
– большое избыточное давление нагнетаемого в штукатурную полость раствора изгибает опалубочный щит из плоскости.

С учетом вышеизложенного автором предложена конструктивно-технологическая схема комплексно-механизированной технологии производства штукатурных работ, которая не имеет вышеназванных недостатков и обеспечивает высокое качество отделочной поверхности.
По новой технологии нанесение штукатурного раствора на стены зданий осуществляется при помощи опалубочной системы, в основе которой лежит унифицированная полимерная мелкощитовая опалубка и распорные телескопические стойки. Новая технология позволяет не только наносить штукатурный раствор, но и придавать штукатурной поверхности заданные параметры шероховатости, плоскостности и фактурности.
Конструктивная схема устройства опалубочного щита представлена на рис. 1. Особенностью опалубочной системы являются опорные конструкции щита в виде телескопических стоек, хомутов с регулируемыми упорами и направляющих профилей (рис. 2).

1

а – общий вид опалубочной системы; б – вид опалубочной системы сбоку (разрез); в – вид опалубочной системы в плане (разрез); 1 – регулируемый упор; 2 – хомут; 3 – направляющий профиль; 4 – формовочная полость; 5 – резиновая стяжка; 6 – телескопическая стойка; 7 – щит полимерной опалубки; 8 – специальный крепежный элемент

1

1- телескопическая стойка; 2 — винтовой домкрат; 3 — хомут; 4- регулируемый упор; 5- направляющий профиль

Способ по устройству монолитного штукатурного покрытия по новой технологии реализуется следующим образом. Подбор рабочего комплекта щитов ведется из стандартного набора типоразмеров щитов, исходя из конфигурации и высоты помещения. Перед монтажом щитов на поверхность пола и потолка при использовании лазерного нивелира с быстровращающейся призмой (или с помощью «отвеса») в качестве ориентиров делают метки на расстоянии примерно 25–30 см от стены. По этим меткам устанавливают распорные телескопические стойки, упирая их концы в пол и потолок помещения. Затем стойки надежно раскрепляют, входящими в их состав винтовыми домкратами. Далее за стойки заводят щиты опалубки и соединяют между собой специальными крепежными элементами. После этого в образовавшуюся формовочную полость между стеной и опалубочным щитом до ее основания опускают рабочие шланги с определенным шагом.
Затем на стойках на равном расстоянии закрепляют между собой хомуты с регулируемыми упорами, которые ввинчивают в направляющий профиль. Далее с помощью уровня профиль выставляют в вертикальное положение. Регулируемые упоры надежно зажимают стяжками на хомутах. Дополнительно вертикальность установки щита контролируют уровнем или отвесом. По краям формовочной полости между опалубкой и поверхностью стен устанавливают уплотнители (нащельники) для предотвращения вытекания раствора. Посредством быстроразъемных соединений рабочие шланги подсоединяют к разветвителю, оснащенному шаровыми кранами на каждом выходе и соединенному с напорным шлангом от растворонасоса.
Затем приступают к подаче высокоподвижной штукатурной смеси через напорный и рабочие шланги. Вначале концы рабочих шлангов опускают в зазор до пола, при достижении раствором определенной высоты шланги приподнимают пошагово в соответствии с подъемом уровня штукатурного слоя, постоянно оставляя нижние участки шлангов заглубленными в раствор на определенное расстояние. При достижении раствором верха опалубочного щита подачу прекращают и извлекают концы шлангов из формовочной полости. После твердения штукатурной смеси ослабляют стяжки на хомутах и поочередно демонтируют телескопические стойки и опалубочные щиты.
Для получения зеркальной лицевой поверхности штукатурного слоя после завершения закачивания раствора периодически к разным точкам поверхности щита прикладывают вибраторы малой мощности, передающие колебания штукатурному слою. Для уменьшения водопоглощения оштукатуриваемую плоскость перед монтажом опалубочной системы покрывают грунтовочным составом, а рабочую поверхность щитов разделительной опалубочной смазкой.
При анализе процесса производства работ по предлагаемой технологии первоначально было установлено, что основные параметры процесса – увеличение высоты штукатурного слоя, радиус растекания раствора от одной точки подачи – зависят от производительности насоса, толщины формуемого слоя, скорости растекания раствора в полости, высоты заглубления нижнего торца рабочего шланга в штукатурную смесь, от реологических свойств смеси и сил трения между смесью и поверхностями, ограничивающими пространство полости.
Для представления процессов, протекающих при заполнении штукатурной полости раствором, нами представлена его физическая модель (рис. 4).

1

Физическая модель показывает, что на распространение раствора в штукатурной полости воздействуют несколько сил: силы трения по боковым поверхностям полости, сила трения по поверхностям стены и опалубочного щита, сила тяжести, а также сила внутреннего трения раствора.
Для осуществления подачи раствора в штукатурную полость необходимо, чтобы давление p, создаваемое растворонасосом, было больше, чем давление p1, равное сумме сил противодействующих распространению раствора в полости, т. е. ΣΣ>1pp Силу противодавления Σ1pможно определить из уравнения:

1

где τст – сила трения раствора по поверхности стены; τщит – сила трения раствора по поверхности опалубочного щита; τбок.пов – сила терния раствора по боковым поверхностям полости; τвнутр. – сила внутреннего трения раствора; ρgV – сила тяжести столба жидкости выше отметки нижнего торца гибкого шланга.
При условии, что силы трения по поверхностям, ограничивающим формовочную полость, малы за счет смазывания опалубочного щита разделительной смазкой, а стены грунтовкой, из приведенного уравнения можно сделать вывод, что сила внутреннего трения штукатурной смеси, сила тяжести столба жидкости выше отметки нижнего торца рабочего шланга и толщина полости – три показателя, от которых зависит характер распространения раствора в формовочной полости.
Для проведения экспериментальных исследований, которые проводились в учебном центре «КНАУФ Северо-Запад», был спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд с опалубочным щитом размерами 1800 х 1200 мм, состоящий из трех отдельных щитов унифицированной опалубки размерами 1200 × 600 × 100 мм из непрозрачного ABS пластика, а также двух телескопических стоек (рис. 5). При проведении опытов использовался раствор сухой смеси Кнауф МР-75. Подвижность штукатурного раствора задавалась посредством изменения расхода воды затворения в штукатурной машине PFT G5 Super – от 700 до 810 л/ч. Толщина штукатурного зазора 15–30 мм. Заливка раствора в полость осуществлялась через рабочие шланги диаметром 16 мм [6].

1

В ходе экспериментов исследовались следующие параметры: давление раствора на опалубку; скорость подъема штукатурного слоя; угол уклона поверхности слоя; давление в напорном шланге; радиус действия одного рабочего шланга; высота заглубления нижнего торца рабочего шланга в раствор; прочность штукатурного слоя; прочность сцепления штукатурного слоя со стеной. После твердения раствора и определения параметров шероховатости, плоскостности отделочного покрытия по всей его площади производился отбор проб путем выпиливания кернов цилиндрической коронкой для определения прочностных характеристик штукатурки.
Анализ экспериментальных данных показал, что наилучшее качество поверхности штукатурного покрытия достигается при расходе воды 780 л/ч и толщине штукатурной полости 20 мм, при этом достигается необходимая прочность гипсового камня и имеет значение 0,65–0,69 МПа на расстоянии 1,5 м от точки заливки смеси. Анализ данных по уклону поверхности раствора при заполнении полости при обеспечении прочности слоя не менее 0,6 МПа показал, что рабочие шланги в полость необходимо опускать с шагом 2,3–2,5 м.
Таким образом, выполнение штукатурных работ по новой комплексно-механизированной технологии при рациональных параметрах позволит повысить производительность и уменьшить сроки строительства с минимальным количеством ручного труда и наименьшей трудоемкостью с обеспечением высокого качества штукатурной поверхности готовой под окраску или оклейку обоями. Весь комплекс штукатурных работ сможет выполнять рабочее звено, состоящее из трех человек. Отсутствие дополнительных машин и механизмов позволит снизить энергозатраты, уменьшить потери растворных смесей в процессе производства работ, позволит снизить стоимость квадратного метра штукатурного покрытия, что в свою очередь уменьшит сметную стоимость всего отделочного цикла работ и стоимость единицы готовой строительной продукции.

Литература

1. Егорова С. П. Исследование технологических параметров процесса нанесения штукатурного раствора на поверхность механизированным способом. Автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 1988.

2. Головачев И. М. Исследование технологии инъекционного формования тонкостенных изделий из мелкозернистого бетона. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Л., 1973.

3. Верстов В. В., Хайкович Д. М., Буданов Б. А. Обоснование параметров комплексной механизации штукатурных работ с применением сухих строительных смесей // Вестник гражданских инженеров. 2004. № 4. С. 77–84.

4. Пат. 2268344 Российская Федерация. Способ оштукатуривания стены здания и устройство для его осуществления / В. В. Верстов, Д. М. Хайкович, Б. А. Буданов. Опубл. 20.01.2006. Бюл. № 2.

5. Пат. 2377375 Российская Федерация. Способ нанесения штукатурной смеси на стены здания и устройство для его осуществления / В. В. Верстов, Д. Д. Тишкин, Б. А. Буданов. Опубл. 27.12.2009. Бюл. № 36.

6. Тишкин Д. Д. Разработка методики исследований технологии штукатурных работ с применением переставной опалубки // Докл. 66-й науч. конференции профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов университета. СПб., 2009. Ч. 1. С. 123–125.


Информационные партнеры