Трудомісткість влаштування опалубки складає до 40% трудомісткості всього комплексу бетонних робіт, а вартість доходить до 10 ... 20% вартості бетонируемой конструкції. Тому вдосконалення опалубних робіт є одним з реальних шляхів підвищення техніко-економічної ефективності монолітних бетонних і залізобетонних конструкцій.
Опалубкою називають форму, яка забезпечує проектні розміри бетонируемой конструкції.
Опалубка в загальному випадку складається з опалубних щитів (форм), що забезпечують форму, розміри і якість поверхні конструкції; кріпильних пристроїв, що забезпечують проектне і незмінне положення опалубних щитів один щодо одного; підтримуючих риштувань, що забезпечують проектне положення опалубних щитів в просторі.
Бетонну суміш укладають в встановлену опалубку, ущільнюють і витримують в статичному стані. В результаті відбуваються хімічних процесів бетонна суміш, твердея, перетворюється в бетон.
Опалубка, як правило, збирається з елементів, заготовлених на центральних або будівельних підсобних підприємствах. При будівництві споруд застосовують також заздалегідь виготовлені арматурно-опалубні блоки, монтаж яких ведеться за допомогою кранів.
Роботи по установці опалубки називаються опалубними. Роботи з розбирання опалубки, здійснювані після того, як бетон набрав необхідну міцність, називаються розпалубної.
Опалубка повинна відповідати наступним вимогам:
- бути міцною, стійкою, не зраджувати форми під впливом навантажень, що виникають в процесі виконання робіт;
- палуба (обшивка) опалубочного щита повинна бути досить щільною, в ній не повинно бути щілин, через які може просочитися цементний розчин;
- забезпечувати високу якість поверхонь, що виключає появу напливів, раковин, викривлень і т. п .;
- бути технологічною, тобто повинна встановлюватися і розбиратися, не створювати труднощів при монтажі арматури, а також при укладанні та ущільненні бетонної суміші;
- володіти оборотністю, тобто багаторазово використовуватися (чим вище оборотність опалубки, тим нижче її вартість, віднесена до одиниці об'єму готової конструкції);
- бути економічною по вживаним матеріалом.
Основні технологічні вимоги до опалубки - опір розрахунковому тиску бетонної суміші має бути не менше 8,0 кПа, прогин щитів не вище 1/400 прольоту при максимальних навантаженнях, крім того, для Мелкощітовая опалубки маса 1 м 2 опалубки не повинна перевищувати 30 кг.
За ознакою повторності застосування розрізняють опалубку інвентарну (багаторазово використовувану) і стаціонарну, використовувану тільки для однієї споруди.
В основі ефективності будь-якої опалубного системи лежить можливість її швидкої відоізменяемості відповідно до вимог будівельного об'єкта. Легкість щитів і простота збірки опалубки дозволяють значно збільшити темп виробництва всього комплексу бетонних робіт, скоротити термін будівництва.
Складові частини опалубки і опалубних систем наступні:
- опалубка - форма для виготовлення монолітної бетонної конструкції;
- щит - формоутворювальний елемент опалубки, що складається з каркаса і палуби;
- каркас (рама) щита - несуча конструкція щита опалубки, виконана з металевого або дерев'яного профілю, виготовленого в кондуктора, що гарантує точність зовнішніх розмірів виготовленої конструкції;
- палуба щита - поверхня, що безпосередньо стикається з бетоном;
- опалубочная панель - великорозмірний елемент опалубки з плоскою або криволінійною поверхнею, що збирається з декількох щитів, з'єднаних між собою за допомогою спеціальних вузлів і кріплень і призначений для створення необхідної поверхні в заданих розмірах;
- блок опалубки - просторовий, замкнутий або незамкнений елемент опалубки з декількох щитів, призначений для опалубліванія кутових ділянок бетонируемой конструкції, виготовлений цілком і складається з плоских і кутових панелей або щитів;
- опалубочная система - поняття, яке включає опалубку і елементи (елементи кріплення, ліси, що підтримують підмостки), що забезпечують її жорсткість і стійкість;
- елементи кріплення - замки, що застосовуються для з'єднання і надійного кріплення між собою примикають щитів опалубки, стяжки, що з'єднують в опалубці протистоять щити та інші пристосування, що з'єднують елементи опалубки в єдину незмінну конструкцію;
- підтримуючі елементи - підкоси, стійки, рами, розпірки, опори, ліси, балки перекриттів і інші підтримуючі пристрої, що застосовуються при установці і закріпленні опалубки стін і перекриттів, що фіксують опалубку в проектному положенні і сприймають навантаження при бетонуванні.
Допоміжні елементи опалубних систем:
- навісні підмостки - спеціальні підмостки, що навішуються на стіни з боку фасадів за допомогою кронштейнів, закріплених в отворах, залишених при бетонуванні стін;
- викатні підмостки призначені для викачування з ним тунельної опалубки або опалубки перекриттів при їх демонтажі;
- проемообразователи - спеціальна опалубка, призначена для формування у монолітних конструкціях віконних, дверних і інших прорізів;
- цоколь - нижня частина монолітної стіни висотою 10. 20 см, яку бетонують одночасно з монолітним перекриттям. Призначення цоколя в забезпеченні проектної товщини стіни і фіксації опалубки щодо розбивочних (координаційних) осей.
Для виготовлення елементів опалубки використовують найрізноманітніші матеріали. Підтримуючі елементи опалубки виконують головним чином зі сталі та алюмінієвих сплавів, що дозволяє досягти їх високої оборотності.
Опалубка (палуба) може бути дерев'яною, деревометаличні, металевої, залізобетонної, Армоцементні, з синтетичних матеріалів (пластмасова опалубка) і т.д.
Дерев'яна опалубка виготовляється з деревини хвойних (сосна, ялина, кедр) і листяних порід (береза, вільха, бук, липа). Для опалубки застосовується повітряно-суха деревина з вологістю не більше 25%. Палубу щитів роблять з водостійкої бакелізірованной багатошарової фанери, гідрофобних або звичайних деревно-стружкових плит, захищених фарбами або лаками. Це підвищує довговічність і економічність опалубки, а також якість бетонованих конструкцій.
Металева опалубка виготовляється із сталевих листів товщиною 2. 6 мм, прокатних профілів з швидкороз'ємними сполуками. Для захисту від корозії і зменшення зчеплення з бетоном внутрішні поверхні металевих форм покривають мінеральним маслом або спеціальними емульсіями, а зовнішні - фарбують. Сталева опалубка забезпечує гладку поверхню бетонируемой конструкції, легкість розпалублення, жорсткість, відсутність деформацій, значну оборотність. Таку опалубку доцільно використовувати не менше ніж при 50-кратної оборотності. Недоліки металевої опалубки - висока вартість, значна маса і висока теплопровідність.
Пластик об'єднує гідності стали (міцність, багаторазова оборотність, здатність не видозмінюватися при різноманітних температурно-вологісних режимах) і деревини (незначна маса і легкість обробки). Виключаються і недоліки цих матеріалів - деформованість деревини та корозія сталі. Мала жорсткість, підвищена гнучкість і відносно висока вартість пластиків роблять їх поки мало конкурентоспроможними з іншими матеріалами. Пластики в основному використовують в якості тонких захисних плівок, що наносяться на поверхні палуби з деревини та металу.
Знаходять застосування пластмасові опалубки. особливо армовані скловолокном. Вони мають високу міцність при статичному навантаженні, хімічно сумісні з бетоном. Опалубки з полімерних матеріалів відрізняються невеликою масою, стабільністю форми і стійкістю проти корозії. Можливі пошкодження легко усувають нанесенням нового покриття. Недолік пластмасових опалубок - їх несуча здатність різко знижується при термообробці бетону з підвищенням температури до 60 ° С.
Металеві сітки з осередками до 5'5 мм застосовують для виготовлення сітчастих і вакуум-опалубок.
Комбінована опалубка в різних частинах своєї конструкції складається з різних матеріалів. Ефективним є використання в якості палуби фанери, дерева, пластика і інших матеріалів, закріплених на металевому каркасі.
Залізобетонна (Армоцементні) опалубка робиться у вигляді плоских або ребристих плит і застосовується в якості незнімної опалубки-облицювання.
Важливою проблемою є зменшення зчеплення бетону з опалубкою. Це зчеплення залежить від адгезії (прилипання) і когезії (міцності на розтягнення прикордонних шарів на контакті «опалубка - бетон») бетону, його усадки і характеру формуючої поверхні опалубки.
Адгезія полягає в тому, що при укладанні і віброущільненням бетонна суміш набуває властивостей пластичності і тому суцільність контакту між нею і опалубкою зростає.
Якщо палуба виконана з слабосмачівающіхся (гідрофобних) матеріалів, наприклад пластиків, текстоліту і т. П. І має гладку поверхню, зчеплення з опалубкою незначно. Якщо палуба виконана з сільносмачівающіхся (гідрофільних) матеріалів, наприклад, стали, дерева і т. П. Має шорстку поверхню або пористу структуру, суцільність і площа контакту зростають і, отже, збільшується адгезія.
Якщо адгезія мала, а когезия велика, при розпалубці відрив відбувається по площині контакту і формуюча поверхню опалубки залишається чистою, а лицьові поверхні забетонованої конструкції виходять хорошої якості.
Сили адгезії можна зменшити, використовуючи для формуючих поверхонь опалубки гідрофобні матеріали, завдаючи на поверхню палуби спеціальні мастила і протівоадгезіонние гідрофобізующіе покриття. Найбільш практичні комбіновані мастила у вигляді так званих зворотних емульсій. У них крім гидрофобизаторов і сповільнювачів схоплювання вводять пластифікуючі добавки. Вони пластифікують бетон в зоні контакту з опалубкою і полегшують її відрив.
Опалубні форми, кріплення і підтримують їх елементи (ліси) розраховують на вертикальні і горизонтальні навантаження.
До вертикальних навантажень відносять: власна вага форм і лісів; вага бетонної суміші, арматури, людей і транспортних засобів, що переміщуються по опалубці або настилах; навантаження, що виникає при вібрації суміші.
До горизонтальних навантажень відносять бічний тиск бетонної суміші; навантаження від струсів, що виникають під час вивантаження бетонної суміші в форму і від вібрації суміші; нормативні вітрові навантаження на ліси і елементи форм. Крім цього, враховують горизонтальні динамічні навантаження, що виникають при скиданні бетонної суміші в опалубні форми.
Розрахунок елементів опалубки на все навантаження ведуть за несучою здатністю і за деформаціями. Прогин щитів приймається не вище 1/400 прольоту при максимальних навантаженнях.
Бічний тиск бетонної суміші на стінки форм приймають рівним тиску важкої рідини з питомою вагою, еквівалентним об'ємною вагою бетону; вважається, що тиск цієї рідини поширюється щонайбільше на глибину 0,75 м при внутрішньому і на 1,0 м при зовнішньому вібруванні.
Для розрахунку опалубних форм і лісів нормативні дані по навантаженнях, коефіцієнтами надійності за навантаженням, опорам деревини при вигині, розтягуванні вздовж волокон, стисканні, смятии уздовж і поперек волокон наведені в нормативній документації.