ΚΑΛΟΥΠΙΑ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ
Ως παραδοσιακό υλικό κατασκευής καλουπιών σκυροδέματος μπορεί να θεωρεί το ξύλο από την χρήση του οποίου προέρχεται και ο όρος ξυλότυπος. Σήμερα στις σύγχρονες κατασκευές εκτός από τους παραδοσιακούς ξυλότυπους χρησιμοποιούνται και καλούπια από ειδικά μοντέρνα υλικά που διευκολύνουν το έργο των κατασκευαστών από Σκυρόδεμα.
Η υφή και το σχήμα του σκυροδέματος εξασφαλίζονται από την συγκράτηση του νωπού υλικού μέσα σε καλούπια μέχρι να σκληρύνει. Τα υλικά των καλουπιών η κατασκευή και η εργασία εφαρμογής τους αποτελούν σημαντικό ποσοστό κόστους των κατασκευών του σκυροδέματος. Γενικά τα καλούπια πρέπει να είναι:
-
Ανθεκτικά ώστε να φέρουν το στατικό βάρος του νωπού σκυροδέματος αλλά επίσης και τα δυναμικά φορτία από τη διαδικασία συμπύκνωσής του και από τυχόν πρόσθετα φορτία που μπορεί να προέρχονται από κρούσεις δομικών μηχανημάτων, από αντλίες κτλ. Τα φορτία αυτά είναι πολλές φορές σημαντικά και αν τα καλούπια δεν είναι σε θέση να τα παραλάβουν, η καταστρεπτική κατάρρευση μπορεί να αποτελέσει αναπόφευκτη συνέπεια. Η φέρουσα ικανότητα των καλουπιών εξαρτάται κατά πολύ από τα μέσα σύνδεσης και συγκράτησής τους.
-
Άκαμπτα ώστε να μην παραμορφώνονται από την πίεση του νωπού σκυροδέματος.
-
Καθαρά με εσωτερική λεία επιφάνεια και καθαρούς αρμούς που να μην επιτρέπουν την διαρροή του σκυροδέματος.
-
Να εφαρμόζονται και να αφαιρούνται εύκολα και να είναι σχεδιασμένα για πολλές χρήσεις, όπου αυτό έχει σαν άμεση συνέπεια την τήρηση των χρόνων παράδοσης.
-
Να είναι μελετημένη η κατασκευή και να αυξάνεται ο συντελεστής ασφάλειας στην οικοδομή.
Για την κατασκευή καλουπιών χρησιμοποιούνται και άλλα προϊόντα όπως βιομηχανικά προϊόντα από την επεξεργασία ξύλου, ή άλλα μέταλλα, πλαστικά υλικά ή και στοιχεία από προκατασκευασμένο σκυρόδεμα. Βασική απαίτηση για τη χρήση των καλουπιών από υλικά διάφορα του ξύλου είναι η συμβατότητα του υλικού τους με το σκυρόδεμα κυρίως σε ότι αφορά την παραμορφωσιμότητα υπό την επίδραση διαφόρων καταπονήσεων. Χαρακτηριστικό των καλουπιών που αφαιρούνται πρέπει να είναι το φινίρισμα της εσωτερικής τους επιφάνειας. Επίσης πρέπει να διαθέτουν την απαιτούμενη απορροφητικότητα ώστε να διατηρούν ομοιόμορφη, λεία επιφάνεια σκυροδέματος χωρίς κενά και σε τέτοιο βαθμό ώστε να μη δημιουργούν προβλήματα. Με τη χρήση τους θα πρέπει να διατηρείται στο νωπό σκυρόδεμα το νερό που είναι απαραίτητο για την ωρίμανσή του, να μην επικολλιέται στις επιφάνειες τους το σκυρόδεμα και να μη ρυπαίνονται οι επιφάνειές του με λεκέδες από υλικά επάλειψης.
Τα καλούπια από ξύλινες σανίδες δε δημιουργούν συνήθως απόλυτα λεία επιφάνεια. Για να έχουμε καλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με τη χρήση σανίδων με ειδική περιμετρική διαμόρφωση με εσοχές και αντίστοιχες προεξοχές που εφαρμόζουν μεταξύ τους. Το αυξημένο κόστος αυτών των ειδικών ξυλότυπων εξισορροπείται από το κόστος των πρόσθετων εργασιών που θα έπρεπε να γίνουν εκ των υστέρων για τη λείανση των επιφανειών σκυροδέματος που προκύπτουν από τους κοινούς ξυλότυπους. Οι Ξυλότυποι δεν πρέπει να εκτίθενται στον ήλιο και στον άνεμο για μεγάλο χρονικό διάστημα πριν από τη σκυροδέτηση πρέπει να διαβρέχονται καλά για να μην απορροφούν νερό από το σκυρόδεμα. Το απαραίτητο πάχος των ξυλότυπων εξαρτάται από τα φορτία και τη θέση. Έτσι συνηθίζεται να έχουν πάχος που κυμαίνεται από 25 ως 32 χιλ για τις πλάκες και από 25 ως 50 χιλ για τις κολόνες και τα τοιχία. Τα στηρίγματα στις δοκούς προσδιορίζονται από το βάρος του σκυροδέματος και των οπλισμών του. Ως υλικό το ξύλο είναι σχετικά οικονομικό αλλά απαιτεί σημαντικό χρόνο εφαρμογής και στεγάνωση. Οι ξύλινες σανίδες των ξυλότυπων έχουν περιορισμένη διάρκεια εφαρμογής. Καλό είναι να μη χρησιμοποιούνται περισσότερες από 20 ως 30 φορές και αυτό ανάλογα με τη χρήση. Οι μεταλλότυποι αποτελούν ένα προσαρμοστικό υλικό καλουπώματος με δυνατότητες μεγάλου αριθμού χρήσεων. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή κατά την εφαρμογή ώστε να μη δημιουργούνται σημάδια στην επιφάνεια του σκυροδέματος από τους αρμούς τους Οι λαμαρίνες είναι σχετικά ευαίσθητες σε κρούσεις και επιδιορθώνονται μάλλον δύσκολα. Οι ενισχυτικές ραβδώσεις της εξωτερικής τους επιφάνειας αυξάνουν την αντοχή και την ακαμψία τους. Για να μην επηρεάζεται το φινίρισμα της εσωτερικής τους επιφάνειας από την αλκαλικότητά του νωπού σκυροδέματος πρέπει να λαμβάνεται ιδιαίτερη πρόνοια. Χαλύβδινοι σωλήνες μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως παραμένοντα καλούπια για τη διαμόρφωση κυλινδρικών κενών χώρων μέσα στη μάζα του σκυροδέματος ή για την κατασκευή κυλινδρικών υποστυλωμάτων.
Τα καλούπια από κόντρα πλακέ που χρησιμοποιούνται για εξωτερική χρήση πρέπει να είναι ειδικής ποιότητας ώστε να αντέχουν στην επίδραση θερμότητα και υγρασίας. Όσα φύλλα έχουν πάχος 16 έως 19 χιλ χρειάζονται κάρφωμα σε ξύλινο σκελετό και η συναρμολόγηση μεταξύ τους γίνεται με ειδικές κόλες αδιάβροχες.
Τα πλαστικά υλικά αποτελούν μια σύγχρονη επιλογή για τη δημιουργία απόλυτα λείας επιφάνειας σκυροδέματος ή ανάγλυφης με διακοσμητικά σχήματα. Ελαφρά πλαστικά καλούπια κάθε μεγέθους, με λεία ή ανάγλυφη εσωτερική επιφάνεια κατασκευάζονται από πλαστικές ενισχυμένες υαλοίνες (GRP), πολυπροπυλένιο ή PVC.Μπορεί να έχουν ενισχυτικές νευρώσεις στην εξωτερική τους επιφάνεια για βελτιωμένη αντοχή σε πιέσεις. Η δημιουργία κενών σε μεγάλα στοιχεία σκυροδέματος εξασφαλίζεται με την ενσωμάτωση στοιχείων εξελασμένης πολυστερίνης κατάλληλου σχήματος. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται συχνά για τη διαμόρφωση οπής σε πλάκα, για την τοποθέτηση προκατασκευασμένης σκάλας ή για τη διαμόρφωση ανοιγμάτων σε τοιχία σκυροδέματος. Η πολυστερίνη έχει μικρό βάρος γι’ αυτό πρέπει να στερεώνεται με προσοχή ανάμεσα στα καλούπια και στον οπλισμό. Μετά το ξεκαλούπωμα αφαιρείται συνήθως με κάψιμο ή παραμένει ως μονωτικό υλικό.
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΣΤΗΡΙΞΗ ΚΑΛΟΥΠΙΩΝ
Τα καλούπια συγκρατούνται στη θέση τους από σκελετό ο οποίος παραλαμβάνει τις πιέσεις που προέρχονται από το βάρος του νωπού σκυροδέματος. Κατασκευάζεται από ξύλινες ή μεταλλικές δοκούς και από πλήρεις ή εσωτερικά κενές ράβδους. Συνοδεύεται από στοιχεία σύνδεσης με τις επιφάνειες καλουπώματος, από πλατφόρμες και διαδρόμους εργασίας κτλ, που μαζί με το σκελετό αποτελούν τα ικριώματα. Η μελέτη και η κατασκευή των ικριωμάτων είναι πολύ σημαντική για την αποτελεσματικότητα των καλουπιών. Σε κάθε φάση της κατασκευής πρέπει να χαρακτηρίζονται από στατική ισορροπία, σωστή μεταβίβαση των φορτίων στο έδαφος, αντοχή σε λυγισμό, παρεμπόδιση κάθε ανατροπής και πλευρική ευστάθεια. Η στερέωσή τους στο έδαφος γίνεται με αγκυρώσεις ή με έδραση. Επίσης υπάρχουν σύγχρονα ικριώματα με κυλιόμενες βάσεις, εφοδιασμένα με προκατασκευασμένες πλατφόρμες εργασίας, στα οποία μπορεί να είναι ενσωματωμένα τα καλούπια τυποποιημένων στοιχείων της κατασκευής. Τα καλούπια δεν πρέπει να αφαιρούνται πριν από την πλήρη σκλήρυνση του σκυροδέματος και εφόσον αυτό γίνει ικανό να φέρει το ίδιο βάρος του και όσα επιπλέον φορτία υπάρχουν κατά το χρόνο της αφαίρεσης. Για κάθε είδος ξυλότυπου οι κανονισμοί καθορίζουν το δυνατό χρόνο αφαίρεσής τους. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται στην περίπτωση των δομικών στοιχείων που κατά το χρόνο του ξεκαλουπώματος είναι επιφορτισμένα με το μεγαλύτερο μέρος των φορτίων για τα οποία έχουν υπολογιστεί. Ο κανονισμός Κ.Τ.Σ. για τη μελέτη και κατασκευή έργων από σκυρόδεμα αναφέρει στην παράγραφο 20.3.3 τις ελάχιστες τιμές του χρόνου αφαίρεσης των καλουπιών ανάλογα με το είδος του δομικού στοιχείου και τον τύπο του τσιμέντου. Τα πλευρικά καλούπια των δομικών στοιχείων αφαιρούνται μετά από τουλάχιστο 2-3 μέρες, των πλακών μετά από 5-8 μέρες, των πλακών και των δοκών ανοίγματος πάνω από 5 μέτρα μετά από 10 ως 16 μέρες και οι σκελετοί υποστήριξης των δοκών, πλαισίων και πλακών μεγάλου ανοίγματος μετά από 28 μέρες. Τα καλούπια των υποστυλωμάτων, των βάθρων και των τοιχίων πρέπει να αφαιρούνται πριν από τα καλούπια των δοκών και των πλακών που στηρίζονται απ’ αυτά. Τα αναρριχόμενα καλούπια, δηλαδή αυτά που εφαρμόζονται διαδοχικά κατά την έννοια του ύψους πάνω στα ήδη ξεκαλουπωμένα προηγούμενα τμήματα και τα ολισθαίνοντα καλούπια μπορεί να αφαιρούνται λίγο πιο σύντομα από τα συμβατικά. Αν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος βρίσκεται κάτω από 5 C, τότε οι πιο πάνω τιμές αυξάνονται μέχρι και στο διπλάσιο. Αν κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης του σκυροδέματος σημειωθεί παγετός, ο χρόνος αφαίρεσης των καλουπιών πρέπει να αυξάνεται κατά διάστημα ίσο τουλάχιστο με το χρόνο του παγετού . Τα καλούπια πρέπει να αφαιρούνται αργά, χωρίς κρούσεις, κραδασμούς και βίαιες επιδράσεις, η απότομη αφαίρεση ισοδυναμεί με απότομες επιβολές φορτίων που μπορεί να βλάψουν το μόλις σκληρυμένο σκυρόδεμα. Τα καλούπια που παραμένοντα και ενσωματώνονται στα στοιχεία σκυροδέματος παρέχουν το βασικό πλεονέκτημα ότι δε χρειάζονται εργασία ξεκαλουπώματος.
Αν είναι κατασκευασμένα από τα κατάλληλα υλικά παρέχουν μερικές πρόσθετες βελτιωτικές ιδιότητες στο σκυρόδεμα. Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται ώστε να μη δημιουργούνται προβλήματα αργότερα από ακατάλληλα παραμένοντα καλούπια. Οι βασικές πρόσθετες ιδιότητες που μπορεί να παρέχουν τα παραμένοντα καλούπια είναι η ενίσχυση της αντοχής των στοιχείων σκυροδέματος με ανάλογη μείωση των διατομών ή των οπλισμών τους, η θερμομόνωση και η διαμόρφωση διακοσμητικής εξωτερικής επιφάνειας. Τα παραμένοντα καλούπια κατασκευάζονται συνήθως με τρόπο που η συναρμολόγησή τους να είναι εύκολη και να εξοικονομεί χρόνο και εργασία κατασκευή. Ως παραμένοντα καλούπια χρησιμοποιούνται πολλές φορές κεραμικές πλάκες εσωτερικά κενές που εφαρμόζονται ως κάτω επιφάνεια των πλακών. Η μέθοδος εξελίχθηκε με τη χρήση γαλβανισμένων λαμαρινών με αυλακωτή επιφάνεια που εφαρμόζονται και από την πάνω επιφάνεια των πλακών και συμβάλλουν στην αντοχή της. Οι σύγχρονες κατασκευές σύνθετων πλακών σάντουιτς με ισχυρά φύλλα χάλυβα δεν απαιτούν πολλές φορές κύριο οπλισμό παρά μόνο ένα ελαφρό πλέγμα ως οπλισμό συστολής. Τα προκατασκευασμένα καλούπια σκυροδέματος αποκτούν πλήρη συνάφεια με το χυτό σκυρόδεμα. Μπορεί να είναι μονωτικά από ελαφροσκυρόδεμα, με διακοσμητική εξωτερική επιφάνεια. Ακόμα υπάρχει άλλη μία κατηγορία καλουπιών της μιας χρήσης που καταστρέφονται επιτόπου αντί να αφαιρεθούν, τα οποία είναι κατασκευασμένα από υποπροϊόντα ξύλου ή από χαρτόνια τα οποία χρησιμοποιούνται για να δημιουργήσουν λείες και διακοσμητικές επιφάνειες.