Nowe formy do betonu wzmacniają zrównoważone budownictwo

Wyobraź sobie place budowy, gdzie konstrukcje betonowe są kształtowane nie przez sztywne formy, ale przez elastyczne tkaniny, gdzie budynki powstają jak rzeźby z zoptymalizowaną efektywnością materiałową i estetycznym urokiem. Ta wizja staje się rzeczywistością dzięki postępom w technologii szalunków betonowych, szczególnie dzięki elastycznym systemom form.

Szalunki betonowe, często nazywane deskowaniem, służą jako tymczasowe rusztowanie, które definiuje kształt i jakość konstrukcji betonowych. Ewoluując od tradycyjnego drewna do nowoczesnych materiałów metalowych, plastikowych i kompozytowych, technologia szalunków odzwierciedla dążenie branży budowlanej do efektywności, opłacalności i zrównoważonego rozwoju.

Drewniane szalunki pozostają popularne ze względu na swoją adaptowalność i dostępność materiałów, jednak okazują się pracochłonne w przypadku projektów na dużą skalę z ograniczoną trwałością. Zaprojektowane systemy szalunkowe wykorzystujące prefabrykowane ramy metalowe z różnymi materiałami licowymi poprawiają szybkość budowy i możliwość ponownego użycia. Jednak te konwencjonalne systemy wciąż borykają się ze złożonymi geometrami i współczesnymi wymaganiami zrównoważonego rozwoju.

Szalunki z tworzyw sztucznych wielokrotnego użytku zyskują na popularności w przypadku lekkich projektów ze względu na swoją trwałość i łatwość obsługi. Izolowane szalunki betonowe (ICF) integrują szalunki z izolacją, usprawniając budowę i jednocześnie poprawiając parametry termiczne i akustyczne. Stałe szalunki konstrukcyjne z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem zapewniają definicję kształtu, jednocześnie wzmacniając integralność konstrukcyjną.

Odejście od sztywnych form, elastyczne systemy szalunkowe wykorzystują tkaniny o wysokiej wytrzymałości, aby wykorzystać płynność betonu, tworząc formy zoptymalizowane strukturalnie. Takie podejście znacznie zmniejsza zużycie betonu, obniżając ślad węglowy, a jednocześnie umożliwiając architektonicznie ekspresyjne projekty. Kontrolując geometrię tkaniny, inżynierowie mogą tworzyć zmienne przekroje, które dokładnie odpowiadają wymaganiom obciążeniowym konstrukcji, osiągając niespotykaną dotąd efektywność materiałową.

Jako krytyczne elementy poziome, płyty stropowe były świadkami ciągłej ewolucji szalunków. Starożytni rzymscy inżynierowie byli pionierami w budowie konstrukcji łukowych i kopułowych, aby zrekompensować słabą wytrzymałość betonu na rozciąganie. Nowoczesna konstrukcja płyt stropowych stała się powszechna dopiero po wynalezieniu cementu portlandzkiego i żelbetu.

• Szalunki płytowe z belkami drewnianymi: Zmodernizowane tradycyjne podejście wykorzystujące belki z drewna konstrukcyjnego z regulowanymi metalowymi podporami
• Konwencjonalne szalunki płytowe: Dostosowuje techniki ciesielskie z drewnianymi podporami i poszyciem ze sklejki
• Szalunki płytowe z belkami metalowymi: Belki aluminiowe lub stalowe zwiększają trwałość i możliwość ponownego użycia
• Modułowe szalunki płytowe: Prefabrykowane elementy drewniane lub metalowe z systemami szybkiego łączenia
• Systemy stołowe/latające: Duże, wstępnie zmontowane jednostki przenoszone przez dźwig w celu szybkiej budowy

Formy tunelowe reprezentują systemy wielkości pomieszczenia, które odlewają ściany i podłogi jednocześnie, idealne do powtarzalnej budowy jednostek. Chociaż znacznie skracają czas budowy, systemy te wymagają znacznej przestrzeni roboczej i wymagają starannego planowania konstrukcyjnego.

Szalunki wspinaczkowe lub skokowe zapewniają pionowe rozwiązania odlewnicze, które wznoszą się wraz z postępem budowy. Niezbędne w budownictwie wysokościowym, systemy te obejmują wersje regulowane ręcznie i zautomatyzowane mechanizmy wspinaczkowe, szczególnie odpowiednie dla wież, filarów mostowych i rdzeni szybów windowych.

Wraz z rosnącym naciskiem na zmniejszenie śladu węglowego budownictwa, branża stoi w obliczu presji, aby zoptymalizować zużycie betonu. Ponieważ produkcja betonu pozostaje energochłonna, innowacyjne rozwiązania szalunkowe, takie jak elastyczne formy, oferują ścieżki do efektywności materiałowej poprzez optymalizację kształtu.

Szalunki na bazie tekstyliów stanowią niszowy postęp, wykorzystujący elastyczne materiały do kształtowania świeżego betonu. Wspierana przez International Fabric Formwork Association, technologia ta umożliwia złożone geometrie, minimalizując jednocześnie straty materiałowe. Rosyjskie innowacje, takie jak system płyt stalowych „Proster”, demonstrują dodatkową elastyczność dla zakrzywionych konstrukcji.

Właściwe rozformowanie wymaga, aby beton osiągnął wystarczającą wytrzymałość, zwykle po minimum 24-godzinnym utwardzaniu. Przedwczesne usunięcie grozi uszkodzeniem konstrukcji. Inżynierowie muszą uwzględnić ciśnienie hydrostatyczne podczas umieszczania, przy czym maksymalne ciśnienie występuje u podstawy świeżego betonu. Zbrojenie szalunków zazwyczaj obejmuje stalowe rozpory i systemy wiązań, aby wytrzymać te siły.

Niektóre stałe systemy szalunkowe zapewniają dodatkowe korzyści konstrukcyjne, służąc jako zbrojenie, jednocześnie zachowując integralność kształtu. Wraz z postępem nauki o materiałach i produkcji cyfrowej, branża budowlana zmierza w kierunku bardziej wydajnych, zrównoważonych i architektonicznie ekspresyjnych rozwiązań szalunkowych, które obiecują zredefiniować zbudowane środowiska na całym świecie.