Опалубка из ЦСП для фундамента: преимущества и монтаж

При постройке фундамента по монолитной технологии очень важно правильно выбрать вариант опалубки. Прежде всего, нужно определиться с тем, будет ли это съемная конструкция или она останется частью фундамента навсегда.

Один из вариантов – это опалубка из ЦСП. Как правило, это несъемный вариант, в котором в качестве щитов используются цементно-стружечные плиты. Такой вариант опалубки особенно часто применяется для создания ленточных фундаментов.

Содержание

Что такое ЦСП

Несъемные опалубки имеют множество преимуществ, так как не требуется тратить время на демонтаж. Кроме того, формы создают единую конструкцию с монолитом, придавая ему дополнительную прочность, уменьшая теплопотери и обеспечивая защиту от влаги.

Таким образом, применение несъемной опалубки может помочь сократить расходы на тепло- и гидроизоляцию. Материал, который используется для создания несъемных форм опалубки, должны обладать следующими качествами:

• устойчивость к существенным перепадам температур, опалубка защищает бетонное основание от появления трещин;
• обладать достаточной жесткостью, чтобы выдержать давление, которое оказывает бетонный раствор, залитый в формы;
• быть химически инертными, чтобы не происходило химических реакций при контакте с составляющими бетонного раствора, а также с почвенными водами;
• быть экологически безопасным, не выделять токсичных веществ, которые могут стать причиной заражения почвы или грунтовых вод;

• обеспечивать защиту бетонному основанию от механических воздействий каменистого грунта;
• быть пригодными для создания внутренней отделки в подвальных помещениях дома.

Практически всем этим требованиям отвечают опалубки из ЦСП, то есть, из цементно-стружечных плит. Этот материал достаточно надежен, он не влияет на состав бетонной смеси.

Кроме того, цементно стружечная плита для фундамента обладает способностью сохранять жесткость, что обеспечивает идеальное сохранение формы даже при значительном давлении бетонного раствора.

Совет! В продаже есть ЦСП толщиной от 16 до 24 мм, выбор варианта для строительства осуществляется в зависимости от массы бетона, который планируется заливать в формы.

Единственным недостатком, который может сделать нецелесообразным использования в качестве опалубки цементно-стружечных плит – это их способность разбухать при действии влаги.

Чтобы избежать этого, необходимо осуществлять гидроизоляцию. Поэтому при строительстве зданий в болотистых грунтах, при высоком залегании почвенных вод, а также в грунтах, подверженных значительному пучению при перепадах температур, применение несъемной опалубки из ЦСП является нецелесообразным.

Эксплуатационные качества ЦСП делают этот материал весьма востребованным, в том числе и в качестве материала для несъемной опалубки фундаментов. Благодаря несъемной опалубке из ЦСП, можно не беспокоиться о дополнительной защите фундамента дома. Основные преимущества выбора:

• простой монтаж, что позволяет сократить расходы и уменьшить временные затраты на сооружение форм для фундамента;

• прочность формы, при условии, что для строительства используются листы подходящей толщины;
• если делается несъемная опалубка из ЦСП, то бетонный фундамент получает надежную дополнительную защиту от механических повреждений и химических воздействий;

• материал устойчив к перепадам температур, возгоранию, он не является питательной средой для грибков и насекомых;
• в состав плит не включаются токсичные вещества, поэтому материал является экологически чистым;
• ЦСП могут быть подвергнуты любой отделке, их можно оштукатурить и окрасить или облицевать любым материалом.

Однако материал не лишен и недостатков, о которых нужно заранее узнать всем, кто планирует строительство:

• при сооружении опалубочных конструкций необходимо устанавливать дополнительные распорки между параллельно расположенными плитами, а это несколько затрудняет монтаж;
• из-за наличия увеличенного количества перемычек внутри форм, приходится больше времени уделять уплотнению бетонного раствора, иначе могут остаться пустоты;

• поскольку плиты содержат стружку древесины, которая разбухает после попадания влаги, приходится больше внимания уделять гидроизоляции, чтобы защитить опалубку от грунтовых вод.

Совет! Если взвесить имеющиеся плюсы и минусы, то можно отметить, что положительные качества перевешивают. Что касается дополнительной гидроизоляции, то эту работу все-равно нужно выполнять, даже если будет использоваться другой вид опалубки.

Выбор ЦСП для опалубки

При выборе ЦСП для строительства необходимо обращать внимание на состав материала. Согласно нормам, состав материала в процентном соотношении должен быть следующим:

• 65% — портландцемент;
• 24% стружка древесная;
• 8,5% вода;
• 2,5% присадки.

Совет! Состав материала обязательно должен быть указан в паспорте изделия, а к паспорту должен прилагаться сертификат.

Монтаж опалубки

Если решено проводить своими руками монтаж опалубки под монолитный фундамент, необходимо выполнить следующие операции:

• подготавливаются траншеи в соответствии с проектом;
• траншеи выстилаются геотекстилем;
• на дне устраивается песчаная подушка высотой 10 см;
• далее укладывают гидро- и теплоизоляционные материалы, сверху заливают слабым цементным раствором;
• в залитый цемент устанавливают штыри, с которыми будут связываться нижние слои плит;

• устанавливают металлические или деревянные распорки с шагом 30-40 см. Если используются деревянные распорки, то их обрабатывают специальным составом, защищающим от влаги;
• ЦСП крепятся к собранному каркасу при помощи оцинкованных гвоздей или шурупов.

Нужен ли демонтаж опалубки

Если планируется строительство ленточного фундамента, то формы из ЦСП, как правило, не разбирают. Плиты и бетонная масса образуют монолитную конструкцию, которая будет служить на протяжении всего срока эксплуатации дома.

Итак, опалубка из ЦСП – это вариант сооружения несъёмных форм для заливки фундамента. Причем это может быть фундамент как жилого дома, так и других сооружений, к примеру, опор забора или ворот. Трудозатраты на сборки опалубочных систем из ЦСП значительно меньше, чем при сборке форм из досок. Хотя применение цементно-стружечных плит требует проведения дополнительной гидроизоляции.

Несъемная опалубка из цсп: порядок устройства

Опалубка, готовая к заливке бетона

Создавая бетонный фундамент, один из возникающих вопросов на подготовительном этапе – из чего и как делать опалубку для заливки, волнует многих людей, столкнувшихся с такой проблемой. Часто для увеличения эффективности опалубки её после заливки снимают и стараются применять в других строительных работах, или же арендуют инвентарную опалубку для фундамента. Но с недавних пор стало довольно популярно использовать несъемные опалубки, одной из которых является опалубка из ЦСП.

Содержание

Что такое ЦСП

Несъемные опалубки дают много преимуществ по затрачиваемому времени и создают дополнительное усиление для основания. Из-за того, что такие формы создают с фундаментом единую конструкцию на долгие годы, важно знать какие функции могут выполнять, а какие нет, такие опалубочные системы.

Если дом строится на долгие годы, то фундамент всегда утепляют и гидроизолируют, что позволяет экономить на ремонте и отоплении всего здания. Несмотря на то что специализированная изоляция лучше, но из-за большой площади основы и дороговизны материалов не все могут позволить себе обезопасить основание.

Несъемные опалубки дают возможность частично защитить фундамент от влаги и потери тепла, чем они и экономят средства. Также важным фактором является то, что экономятся средства на строительных материалах, используемых при обычной опалубке, а уже готовые плиты позволяют ускорить монтаж секций заливки.

Какими свойствами должен обладать материал:

• устойчивость к большим перепадам температур, не позволяющая бетону растрескиваться;
• достаточная жёсткость для препятствования деформации опалубки во время заливки бетона;
• не оказывается влияние на состав фундамента, что предотвращает неоднородности в основании;
• при эксплуатации не выделяется токсичных веществ, которые могут повредить при контакте в цокольных помещениях;
• защита от каменистых включений в грунте, которые постепенно подтачивают фундамент;
• возможность создания внутренней отделки подземных помещений.

Цементно-стружечные плиты – достаточно надёжный материал, не влияющий на качество заливаемого бетона, но при закладывании в грунт может разрушаться под действием влаги. Чтобы избежать разбухания плит, приходится прокладывать гидроизоляцию, если планируется их сохранить. Если же плиты просто нет желания доставать, то изоляцию можно не проводить.

При высоком залегании грунтовых вод, болотистых или подверженных морозному пучению почвах гидроизоляция фундамента обязательна. В такой влажной среде бетон разрушается очень быстро.

Отличия в толщине цементно-стружечных плит

ЦСП – давно используемый для несъемной опалубки материал, дающий ряд преимуществ. Цемент в составе дает возможность сохранять форму, и обеспечивает жёсткость на сжатие, а деревянные стружки не позволяют плите изгибаться. Толщина плит варьируется от 0,16 до 0,24 см. В зависимости от массы бетона который будут заливать, выбирается нужная прочность каркаса.

Преимущества и недостатки

Благодаря своему составу, такие плиты достаточно часто используются для заливки фундамента и стен. Давая возможность, не беспокоиться о защите бетона и, позволяя не тратить лишнее время на монтаж, технология имеет ряд недостатков.

Дополнительные затраты:

1. Требуется большое количество распорок внутри каркаса, и вместе с арматурой это достаточно трудно устанавливать.
2. Из-за большого количества перемычек внутри опалубки, бетонную смесь приходится уплотнять, если этого не делать, то могут остаться пустоты.
3. Попадание влаги стимулирует разбухание древесины, что приводит к снижению её плотности.
4. Из-за того, что в составе плит содержится дерево, которое начнёт гнить без должной гидроизоляции, нужно провести работы по изоляции конструкции от грунтовых вод.

Преимущества:

• лёгкость монтажа, из-за которой ускоряются работы по заливке фундамента;
• прочность конструкции, если выбраны листы нужной толщины;
• защита бетона от внешних воздействий.

Подготовительные работы

Учитывая все качества материала, решают, подходит ли он для этого типа почвы. Чаще всего он используется на неподвижных почвах для ленточного или столбчатого фундамента. Для монолитной плиты имеет слишком низкую прочность, а невозможность создать внутренние распорки делает использование нецелесообразным.

Прежде чем устанавливать опалубку, подготавливают место проведения работ, прокладывают геотекстиль для предотвращения смешивания грунта и последующих слоёв. Засыпают 10 см слой песка или щебня, после чего хорошо его утрамбовывают, а сверху кладут гидроизоляцию, и желательно теплоизоляцию. После этого начинают устанавливать опалубку.

Если планируется подбетонка, то утрамбовывают 10 см щебня, на который кладут гидроизоляцию, после чего заливают слабый раствор цемента, в который монтируют штыри, соединяющие конструкцию с арматурой фундамента. Чтобы отвести воду от основания, прокладывается дренажная система, позволяющая даже на влажных почвах использовать цементно-стружечные плиты.

Монтажные работы для ленточного фундамента

Укладывать опалубку начинают после застывания подбетонки. Если фундамент выше чем один лист ЦСП, то монтаж происходит рядами, в шахматном порядке. Самым сложным является – правильная постановка первого ряда плит и распорки между ними. Перемычки устанавливаются начиная с нижнего угла, с шагом в 30-40 см, для следующего ряда перемычек отступается также 30–40 см, в зависимости от того каким объёмом будет заливаться бетон. После того как деревянную распорку закрепили, её закрепляют болтами, для того чтобы она не делала подвижек при установке других перемычек.

Прежде чем монтировать плиты, надо знать, что стяжки, держащие их вместе, монтируются как сверху полотна, так и снизу. Чаще всего монтируют из жести, делая их по углам, и если плита длинная, то в середине. Это не позволит плите изгибаться под давлением не застывшего бетона.

Готовая опалубка с несъемными перемычками

Если перемычки планируются делать несъемными, из металла, их закрепляют в ЦСП шурупами. Несъемные металлические распорки используют как дополнительный каркас, и часто наваривают к ним арматуру. За счёт того, что они обеспечивают прочность при достаточно небольших габаритах, сложности с заливкой бетона будет меньше чем с объёмными деревянными распорками, которые нужно убирать.

Если используются деревянные перемычки, то заливка бетона усложняется тем, что его проводят медленно, для того чтобы не образовывалось пустот. Деревянные распорки могут быть только съёмного типа, и убираются они, когда бетонная масса достигает их нижнего края, иначе они будут проводить влагу в подземные этажи, и создавать слабые места в основании. При малейшем попадании воды они начнут подгнивать и разрушаться, заставляя, из-за влажности, крошиться окружающий бетон. После того как они начнут разрушаться, на их месте останутся большие проёмы, которые ослабят фундамент, а неравномерное распределение нагрузки усилит деформацию, и приведёт к трещинам. Это может подвергнуть опасности жильцов дома, из-за того, что возможны сдвиги фундамента и частичное или полное обрушение всего здания.

Опалубка с деревянными перемычками

Завершающий этап работ

После того как плиты и внутренние крепежи установлены, швы заделываются цементным или бетонным раствором, а после штукатурятся специальным составом. Это позволит удержать цементное молочко от вытекания в окружающий грунт, что не даст бетону стать более хрупким. Если толщина фундамента достаточно большая, то кроме стяжек, монтируются и подпорки.

Иногда для того чтобы сэкономить время на монтаже опор, опалубку просто засыпают землёй, что неправильно, ведь после застывания основания нужно провести гидроизоляцию ЦСП. Хотя деревянные части и обрабатывались специальным составом против влаги, но для увеличения их прочности, гидроизоляцию провести необходимо.

ЦСП – это удобный способ смонтировать несъемную опалубку для ленточного фундамента, независимо от того, будет ли присутствовать подвальные или цокольные этажи. Этот способ позволяет создавать не только опалубку для основания дома, но и для опор забора, ворот или стен. Трудозатраты на его монтаж, гораздо ниже, чем у обычной опалубки, что идеально подходит для быстрого создания основания частного дома.

Концентрация солнечной энергии | СЭИА

Делиться

Концентрирующие солнечные электростанции (CSP) используют зеркала для концентрации солнечной энергии для приведения в действие традиционных паровых турбин или двигателей, вырабатывающих электричество. Тепловая энергия, сконцентрированная на заводе CSP, может храниться и использоваться для производства электроэнергии, когда это необходимо, днем ​​или ночью. Сегодня в Соединенных Штатах работает около 1815 мегаватт ( _{МВт переменного тока} ) установок CSP.

Параболический желоб

В системах с параболическими желобами используются изогнутые зеркала для фокусировки солнечной энергии на трубку-приемник, которая проходит по центру желоба. В приемной трубе высокотемпературный теплоноситель (например, синтетическое масло) поглощает солнечную энергию, достигая температуры 750°F или выше, и проходит через теплообменник для нагрева воды и производства пара. Пар приводит в действие обычную энергосистему с паровой турбиной для выработки электроэнергии. Типичное поле солнечного коллектора содержит сотни параллельных рядов желобов, соединенных в виде серии петель, которые расположены на оси север-юг, чтобы желоба могли отслеживать движение солнца с востока на запад. Отдельные коллекторные модули обычно имеют высоту 15-20 футов и длину 300-450 футов.

Компактный линейный рефлектор Френеля 

CLFR использует принципы желобных систем с изогнутыми зеркалами, но с длинными параллельными рядами недорогих плоских зеркал. Эти модульные рефлекторы направляют солнечную энергию на приподнятые приемники, состоящие из системы трубок, по которым течет вода. Концентрированный солнечный свет кипятит воду, генерируя пар высокого давления для непосредственного использования в производстве электроэнергии и промышленных паровых установках.

Power Tower

В системах Power Tower используется система центрального ресивера, которая обеспечивает более высокие рабочие температуры и, следовательно, более высокую эффективность. Управляемые компьютером зеркала (называемые гелиостатами) отслеживают движение солнца по двум осям и фокусируют солнечную энергию на приемнике на вершине высокой башни. Сосредоточенная энергия используется для нагрева транспортной жидкости (более 1000 ° F) для производства пара и запуска центрального электрогенератора. Аккумуляторы энергии могут быть легко и эффективно включены в эти проекты, что позволяет производить электроэнергию 24 часа в сутки.

Dish-Engine

Зеркала распределяются по поверхности параболической тарелки для концентрации солнечного света на приемнике, закрепленном в фокусе. В отличие от других технологий CSP, в которых используется пар для выработки электроэнергии с помощью турбины, в системе тарельчатого двигателя используется рабочая жидкость, такая как водород, который нагревается в ресивере до 1200 ° F для приведения в действие двигателя. Каждая тарелка вращается по двум осям, чтобы отслеживать движение солнца.

Основные требования к концентрирующим солнечным электростанциям

• Финансирование. Основной проблемой для любого предприятия по производству энергии коммунального масштаба, включая CSP, является финансирование проекта.

• Области с высокой солнечной радиацией. Чтобы сконцентрировать солнечную энергию, она не должна быть слишком рассеянной. Это измеряется прямой нормальной интенсивностью (DNI) солнечной энергии. Производственный потенциал на юго-западе США стоит особняком от остальной части США, как показано на карте Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии ниже.

• Примыкающие участки земли с ограниченным облачным покровом. Станция CSP работает наиболее эффективно и, следовательно, наиболее рентабельно, когда построена мощностью 100 МВт и выше. В то время как потребности в земле будут варьироваться в зависимости от технологии, типичному заводу CSP требуется от 5 до 10 акров земли на каждый МВт мощности. Большая площадь вмещает аккумулирование тепловой энергии.

• Доступ к водным ресурсам. Как и другим тепловым электростанциям, таким как природный газ, уголь и атомная энергия, большинству систем CSP требуется доступ к воде для охлаждения. Все они требуют небольшого количества воды для мытья коллекционных и зеркальных поверхностей. Установки CSP могут использовать влажные, сухие и гибридные методы охлаждения, чтобы максимизировать эффективность производства электроэнергии и экономии воды.

• Доступный и ближайший доступ к линиям электропередач – станции CSP должны располагаться на земле, подходящей для выработки электроэнергии, с адекватным доступом к все более нагруженной и устаревшей сети электропередачи. Доступ к высоковольтным линиям электропередачи имеет ключевое значение для разработки проектов солнечной энергетики коммунального масштаба для передачи электроэнергии от солнечной электростанции к конечным пользователям. Большая часть существующей инфраструктуры передачи на юго-западе работает на полную мощность, и срочно требуется новая линия передачи.

Заводы CSP в США

Для получения дополнительной информации посетите страницу проектов NREL по концентрации солнечной энергии.

Ivanpah Solar Electric Generating System (Brightsource Energy/NRG Energy, Inc.)

Расположенный на 3500 акров федеральной земли в пустыне Мохаве в Калифорнии, объект Ivanpah представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 392 МВт, состоящую из 173 500 гелиостатов и трех опор. с возможностью обеспечить чистой, устойчивой электроэнергией более 100 000 американских домов. Проект Ivanpah, разработанный в рамках партнерства между BrightSource Energy, NRG Energy и Google и построенный Bechtel, позволил создать более 1000 рабочих мест с момента начала строительства в октябре 2010 года9.0003

Mojave Solar One (Abengoa Solar, Inc.)

Расположенная на площади 1765 акров примерно в 100 милях к северо-востоку от Лос-Анджелеса, электростанция с параболическим желобом мощностью 280 мегаватт сможет обеспечивать электроэнергией примерно 90 000 американских домохозяйств. Проект Mohave, разработанный Abengoa Solar Inc., позволил создать около 830 рабочих мест в США, и после его завершения будет занято еще 70 человек.

Solana (Abengoa Solar, Inc.)

В электростанции Solana с параболическим желобом мощностью 250 МВт возле Гила-Бенд, штат Аризона, используются технологии накопления тепла, и она обеспечивает чистой и надежной электроэнергией более 97000 клиентов государственной службы Аризоны. Проект, разработанный Abengoa Solar, позволил создать 1700 рабочих мест в строительстве и был введен в эксплуатацию в октябре 2013 года. аккумулирование с полной нагрузкой, позволяющее производить энергию по запросу днем ​​и ночью. Это первая в стране электростанция на расплавленной соли промышленного масштаба с накопителем энергии, не требующая резервного питания природным газом. С 640-футовой силовой башней и 10 347 гелиостатами проект Crescent Dunes питает 75 000 американских домов. Этот проект площадью 1600 акров, разработанный SolarReserve и построенный ACS Cobra, создал около 4300 прямых, косвенных и индуцированных рабочих мест.

Genesis Solar (NextEra Energy Sources, LLC)

Расположенный в Блайт, Калифорния, проект Genesis по производству солнечной энергии представляет собой солнечную электростанцию ​​мощностью 250 мегаватт, которая состоит из более чем 600 000 параболических зеркал на 1800 акрах. Станция способна обеспечить электроэнергией около 88 000 американских домов. Разработанный NextEra Energy Sources в сотрудничестве с Sener и Fluor, проект был введен в эксплуатацию в апреле 2014 года и создал 800 рабочих мест в строительстве.

Система выработки солнечной энергии (NextEra Energy Sources, LLC)

С общей мощностью 354 мегаватта из трех отдельных мест в Харпет-Лейк, Крамер-Джанкшен и Даггет в Калифорнии электростанции SEGS обеспечивают экологически чистой и устойчивой электроэнергией 232 500 американских домов.

Nevada Solar One (Acciona)

В сотрудничестве с Nevada Power Company и Sierra Pacific Resources проект Nevada Solar One охватывает 400 акров и имеет мощность 64 МВт. Завод состоит из более чем 182 000 зеркал и имеет 760 параболических концентраторов. Было создано более 800 рабочих мест в строительстве, и в настоящее время на постоянной основе работает более 30 человек. Каждый год Nevada Solar One производит достаточно электроэнергии для питания 14 000 домов в Неваде.

Тепловая электростанция Kimberlina Solar (Areva)

Расположенная в Бейкерсфилде, Калифорния, электростанция Kimberlina, ранее принадлежавшая и управляемая Ausra, теперь работает под управлением AREVA Solar. Этот проект площадью 10 акров мощностью 5 МВт является вторым в своем роде, завершенным в Калифорнии, причем первый был введен в эксплуатацию двадцатью годами ранее.

Sierra SunTower (eSolar)

В процессе строительства Sierra SunTower в Ланкастере, Калифорния, от начала до конца, eSolar создала более 250 рабочих мест в строительстве и в настоящее время предоставляет 6 штатных постоянных рабочих мест. SunTower мощностью 5 МВт ежегодно питает более 4000 домов в Калифорнии и компенсирует более 7000 тонн CO2.

Центр солнечной энергии Martin Next Generation (FL Power & Light)

Занимая 500 акров и используя более 190 000 зеркал, Центр солнечной энергии Martin NextGen в Индиантауне, штат Флорида, имеет генерирующую мощность 75 МВт. Этот объект является первым в мире когенерационным заводом, работающим на солнечной энергии и природном газе. 155 000 МВт-ч ежегодно могут обеспечить электроэнергией более 11 000 домов.

Геотермальный гибридный проект Stillwater Solar (Enel Green Power)

Будучи первым солнечным проектом Enel Green Power, завод Stillwater использует 240 акров и более 89000 поликремниевых фотоэлектрических панелей для солнечных батарей этой когенерационной установки. Эта первая в своем роде комбинированная солнечная и геотермальная электростанция, способная производить 2 МВт только на солнечной энергии, имеет общую мощность 26 МВт. Расположенный в Фэллоне, штат Невада, объект Enel Green Power вырабатывает достаточно энергии для питания 15 000 домов.

Бетонный лонжеронный буй, изготовленный из новых материалов и опалубки

Используя легкий геополимер и базальтовую арматуру, можно спроектировать бетонный лонжеронный буй, способный выдерживать состояние моря и высоту его волн 50 футов в течение как минимум более ста лет.

Более 80 процентов потенциальных ресурсов океана находится в глубокой воде. Это идеально подходит для плавучей оффшорной ветроэнергетики. Эта сила расположена высоко для сильного и последовательного ветра. Проверенный лонжеронный буй позволит морскому ветру использовать эти неисчерпаемые ветровые ресурсы. В настоящее время во всем мире наблюдается экспоненциальный рост плавучей, глубоководной, удаленной от берега ветровой энергии. Большой потенциал этих буев-лонжеронов в ближайшей перспективе — в Европе, Азии и Америке. Это следующая большая волна возобновляемых источников энергии. Буй из бетонного лонжерона (CSB) обеспечит потенциал для повышения стандартизации бетонных фундаментов плавучих турбин во всем мире. CSP будет ценным компонентом плавучего основания для морских ветровых установок.

Конструкция и развертывание европейского буя со шпинделем

На сегодняшний день самый популярный буй со шпинделем в европейских водах изготавливается из стали. Имея диаметр 49 футов и длину 295 футов, есть только один или два завода, которые достаточно велики с грузоподъемностью, высотой и длиной крана для его производства. При весе около 8000 тонн трудно перейти к близлежащим водам. Здесь его грузоподъемными кранами поднимают на специально спроектированный корабль. В пункте назначения судно рассчитано на то, чтобы набирать воду до тех пор, пока лонжеронный буй не будет свободно плавать. После горизонтальной буксировки на достаточную глубину его переворачивают с контролируемой установкой водяного балласта.

На этом этапе постоянный балласт размещается с самосвальной баржи. Затем с помощью двух самых больших плавучих кранов в любой стране полностью собранная ветряная турбина поднимается с близлежащего причала гавани и буксируется к бую. После установки на буй-лонжерон и продолжения откачки временного балласта он готов к буксировке на ветроэлектростанцию.

Чертеж мачты крана. (Предоставлено Энди Филаком)

Концепция буя из бетонного лонжерона

На сегодняшний день никто не спроектировал буй из бетонного лонжерона, который был бы построен и развернут. Чтобы выделить некоторые из проблем, это не всегда дизайн, а конструктивность или плохой выбор материалов.

Во-первых, нет необходимости в заводе по производству лонжерона или компонентов его турбинной мачты. Ладонный буй будет построен в сухом доке, а компоненты мачты — на причале в той же гавани. Требования к навыкам экипажа могут исходить от местных профессий. Ладонный буй после выхода из сухого дока будет отбуксирован горизонтально к месту развертывания. Это место, имеющее достаточную глубину, чтобы перевернуть спа-буй в вертикальное положение с водяным балластом. Значок океанской палубы будет ждать на путевой точке, чтобы установить стационарный балласт с одного конца и установить все компоненты ветряной турбины с другого.

Это выполняется европейской компанией по подъему тяжелых грузов, где ее кран устанавливает и поднимает устанавливаемые секции мачты. Затем устанавливается гондола и лопасти. Для более тяжелых турбин мощностью 10 и 12 МВт потребуются два крана, поднимающихся по бетонным секциям мачты со стороны 3 и 9 часов.

Конструкция буйкового шпангоута

Концепция конструктивности была разработана путем добавления к круглой форме восьми четырехфутовых плоскостей (как многоугольник). Это, в свою очередь, позволило разработать эффективную строительную опалубку и последовательность. Эта последовательность требовала баланса между хорошо спроектированной опалубкой, арматурой и бетонной смесью, а также решением вопросов безопасности при работе с каждым из них. Для строительства CSB потребуется сухой док, которых много с достаточной глубиной и шириной, чтобы строить два за раз. Первой операцией будет заливка софита из отходов бетона. Это будет действовать как разделяющая поверхность для поплавка из завершенного CSB и поверхность заливки без опалубки нижнего четырехфутового приращения восьмигранного восьмиугольника. Все компоненты опалубки будут иметь постоянные поручни и мостки, встроенные в конструкцию.

Первым устанавливаемым компонентом опалубки будет днище лонжерона или торцевая пластина. Эта форма состоит из двух частей: нижней половины глубиной 24 фута и шириной 48 футов и верхней половины. Это и литейная форма для нижней пластины лонжерона, и опора для пустот в первой секции лонжерона длиной 25 футов. Эта секция состоит из двух половинных нижних секций, правая и левая секции имеют глубину 24 фута, 4 дюйма и длину 25 футов, а также четыре складных пустотелых формы с опорой для пустотелой формы. Пустые формы размещаются с помощью уравновешенной корзины с ручкой крана.

Перед размещением пустотных опалубок на родбастере бригада укладывает и связывает предварительно сформированный и предварительно связанный арматурный каркас. Затем бетоноукладчик, вибратор и отделочная бригада заливают бетон специальной конструкции. На следующий день та же процедура будет выполнена на верхних 23 футах 8 дюймов буя. Это капсулированный вид конструкции.

Концептуальный чертеж буя из бетонного лонжерона. (Любезно предоставлено:
Andy Filak)

Материалы для лонжеронного буя и компонентов турбинной мачты

Революция в материалах лежит в основе этой новой концепции. В существующих бетонных конструкциях пристаней наибольшую угрозу представляет вода, как пресная, так и соленая. Со временем вода проникает в бетон через незаметные трещины и естественную пористость и ржавеет каркас арматуры. Даже защищенная арматура имеет дефекты покрытия и износ, что в конечном итоге приводит к выходу из строя стали.

Морская вода также напрямую воздействует на химический состав обычного портландцемента (OPC), вызывая быстрое разрушение. Причиной разрушения связующего OPC в море является высокий процент соединений кальция (приблизительно 79%).процентов), который подвергается воздействию соединений серы в морской воде. Это гниет бетон. Вяжущее в составе бетонной смеси может занимать до 20 процентов массы бетона. Замена OPC в составе бетонной смеси на геополимерное вяжущее предотвратит этот сценарий деградации за счет минимизации соединения кальция в ее химическом составе.

Геополимерное цементное вяжущее состоит из четырех недорогих и широко доступных компонентов: зольная пыль типа 2, пресная вода, жидкое стекло (силикат натрия) и щелочь (гидроксид натрия). При использовании шлаковой летучей золы типа 2 связующее может содержать всего 2 процента кальция, что позволяет получить материал, устойчивый к соленой воде. Геополимерные цементные вяжущие используются в коммерческих целях во всем мире из-за их превосходных характеристик по сравнению с вяжущими OPC. В целом, эти цементы более прочные, огнеупорные и водонепроницаемые. Они хорошо сцепляются с большинством материалов, имеют минимальное расширение или сжатие, формуемы и устойчивы к соли, кислотам и щелочам. Производственный процесс производства геополимеров имеет примерно на 80 процентов меньший углеродный след, чем OPC.

Вместо стальной арматуры для армирования используется неметаллический стержень из легкодоступного базальта. Базальтовый камень (общий термин для затвердевшей вулканической породы) встречается по всей Земле и является ключевым компонентом, обеспечивающим столетнюю долговечность конструкции лонжеронного буя полигон-16. Базальтовый камень при нагревании до температуры 1800 градусов превращается в жидкость, которая пропускается через палладиевую фильеру, производящую мягкие гибкие нити.

Нити уложены параллельно и скреплены между собой эпоксидной смолой, в результате чего получается базальтовая арматура — водостойкий, химически стойкий, пожаробезопасный материал с прочностью на растяжение в несколько раз выше, чем у стали. Геополимерное связующее в бетоне связывается с базальтовой арматурой не только на механическом уровне, но и на химическом уровне. Базальтовая балка очень легкая, а также довольно гибкая, что позволяет легко размещать ее в конструкции. Добавки из измельченного базальтового волокна, как и нейлоновое волокно, также используются в составе смеси для повышения прочности. Подконструкция будет иметь срок службы не менее 100 лет благодаря низкой пористости, высокой прочности и технологии отверждения геополимерного связующего в составе бетонной смеси.

Расчет и укладка бетонной смеси

Ладонный буй, показывающий его положение в воде. (Предоставлено Энди Филаком)

Ключом к технологичности CSB является дизайн смеси. Он должен эффективно смачиваться и прикрепляться к арматуре без образования воздушных карманов. Частично это будет достигнуто за счет дисциплины вибрационной бригады. Другой — это сам дизайн микса. Геополимерный цемент (паста) имеет высокую вязкость. Чтобы добиться его удобоукладываемости, для его размещения потребуются суперпластификаторы. Теперь все они предназначены для связующих OPC. Разработаны новые гибридные суперпластификаторы для геополимерного цемента (вяжущего) с использованием рисовой шелухи и щелочи, что позволяет добиться вязкости смеси для укладки в опалубку.

Геополимерный цемент (вяжущее) составляет 20 процентов смеси. Остальное будет измеряться гранитными опилками в качестве замены кварцевого песка. Это окажет благотворное влияние на прочность композита, прочность на растяжение при разделении, а также на модуль упругости. Удельный вес кварцевого песка составляет 2,83, а гранита — от 2,65 до 2,85. Предпочтение граниту отдается его прочности и пористости, которая составляет 0,25 процента. Пористость кварцевого песка составляет от 25 до 30 процентов и удерживает нежелательную воду в составе смеси. Другие заполнители будут представлять собой тонкое (1/4 дюйма) базальтовое волокно (камень) и гранитный щебень (3/16 дюйма). Этот дизайн смеси может быть точно настроен для достижения высокой прочности и плотности.