Застосування методу армування пінополістирольних моделей до 3D-друку стін з полістиролбетону та приклади металевих литих деталей будівельної опалубки

Abstract

Актуальною потребою є підвищення продуктивності будівництва як житлових будинків, так і службових споруд. А одним із рушійних напрямів сучасної будівельної науки є стремління поєднати в одному матеріалі різні властивості. Холодний і важкий, але міцний бетон наука зробила легким і «теплим», ввівши в структуру спінені кульки-гранули полістирола, і цим створила полістиролбетон (ПСБ). Незважаючи на досить високу міцність для малоповерхового будівництва, блоки з ПСБ досить крихкі. Для уникнення тріщин у стінах та руйнування під панелями перекриття їм потрібний монолітний армований пояс із бетону, виготовлення якого веде до зайвих витрат матеріалів та часу. Для автоматизації будівництва з ПСБ відомо способи 3D- друкування стін безпосередньо на будівельному майданчику. Розглянуто такий новий спосіб зі спіненням полістиролу безпосередньо в плинному шарі ПСБ шляхом пропускання крізь цей шар ПСБ електричного току, який нагріває цей шар та призводить до спінення гранул цього полімеру і пришвидшення тверднення ПСБ. Цей спосіб удосконалено нами технічним рішенням армування стиків між шарами при адитивному їх нарощуванні. Це дозволить збільшити міцність будівельних конструкцій та дає можливість аналогічним чином прокладання в стінах кабелів, гофрованого рукава чи трубки для електропроводки чи комунікацій. Для виготовлення в стінах з ПСБ армованих металом монолітного поясу з бетону під панелі перекриття, перегородок, блоків, плит чи панелей для перекриття застосовують опалубку, металеві деталі кріплень якої налагоджено серійно виготовляти методом лиття. При цьому стальні гайки для стяжок опалубки, а також вузлові деталі будівельних рамних лісів за технологією ФТІМС НАН України ллють за моделями, що газифікуються, як правило, з литою різьбою від М16 і більшого розміру, що не потребує їх механічної обробки. Це показано на прикладах литого металевого кріплення.

An urgent need is to increase the productivity of the construction of both residential buildings and office buildings. One of the driving directions of modern building science is the desire to combine different properties in one material. Science made cold and heavy, but strong concrete light and “warm” by introducing foamed balls-granules of polystyrene polymer into the structure, and this created polystyrene concrete (PSB). Despite the sufficiently high strength for low-rise construction, PSB blocks are quite fragile. In order to avoid cracks in the walls and destruction under the floor panels, they need a monolithic reinforced concrete belt, the manufacture of which leads to unnecessary costs of materials and time. To automate the construction of PSB, methods of 3D printing of walls directly at the construction site are known. Such a new method is considered with polystyrene foaming directly in the current PSB layer by passing an electric current through this PSB layer, which heats this layer, which leads to foaming of polymer granules and acceleration of PSB hardening. This method has been improved by us with a technical solution for reinforcing joints between layers with their additive build-up. This will increase the strength of building structures, and will similarly allow the laying of cables, corrugated sleeves or tubes for electrical wiring or communications in the walls. For the manufacture of metal-reinforced monolithic concrete belts in walls made of PSB under floor panels, partitions, blocks, slabs or panels for flooring, formwork is used, the metal parts of the fasteners of which are debugged to be mass-produced by casting. At the same time, steel nuts for formwork ties, as well as key parts of building frame scaffolding according to the FTIMS NAS of Ukraine technology, are cast on gasified models, as a rule, with cast threads from M16 and larger, which does not require their machining. This is illustrated by examples of cast metal fasteners.