Актуальность работы^ В^рамках приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье — гражданам России» Правительством Российскойс Федерации поставлена? задача увеличения темповжилищного строительства с обеспечением доступным жильем молодежиа также выпол-. нения? обязательства перед льготными категориями" населения, ветеранамии инвалидамиМировой экономический кризис отрицательноотразился наросте темпов развития строительного комплекса РФв связи с этим: строительные организации были вынуждены пересматривать свои стратегии" развита стем-. чтобы выполнить обязательствапо возведению объектов строительства. Для повышения конкурентоспособности на строительном рынке подрядные организации стали снижать производственные издержки путем использованияэкономичных материалов, а также энергоэффективных технологий и рациональных высокопроизводительных методов производства работ.
В объеме строительных работ важное место занимают отделочные работы, в составе, которьгх значительный удельный вес падает на работы по оштукатуриванию стен помещений. Достижение высоких технико-экономических показателей этого вида работ возможно за счет высокой степени* их механизации.
Для механизации штукатурных работ существует спектр машинкоторые позволяют выполнять отдельные процессы безпримененияручного труда. Использование мобильных штукатурных станций, растворонасосов значительно снижает трудоемкость процесса оштукатуривания, исключает из разряда ручных операций перемешивание компонентов смеси, затворение сухой смеси водойподачу ее. в рабочую зону, нанесение на поверхности оштукатуриваемой? конструкции, однако финишные процессы разравнивания, затирания и заглаживания, имеют низкую степень механизации, и выполняются вручную.
При строительстве жилых, общественных и промышленных зданий штукатурные работы, производимые вручную, считаются одними из наиболее трудоемких: на их выполнение приходится до 15% от общих трудовых затрат и до 8−10% от общей сметной стоимости. При этом наибольший удельный вес трудозатрат (85−92%) приходится на процессы нанесениягслоев раствора, подбора упавшего раствора и нанесения накрывочного слоя с разравниванием и заглаживанием, в том числе и на процессы придания необходимых показателей по «шероховатости поверхности (30−40%).
Существуют способы и устройства, которые позволяют механизировать процессы разравнивания и заглаживания поверхности штукатурного слоя. Эти устройства имеют вид опалубочных систем и формируют штукатурный слой путем нагнетания в зазор между стеной и опалубкой раствора через напорный шланг. Однако внедрение в производство предложенных решений не стало возможным ввиду их технологического несовершенства и громоздкости применяемого оборудования.
Таким образом, существует потребность в разработке более совершенных технологических решений с применением средств комплексной механизации и наиболее рациональных в данном случае сухих строительных смесей, обеспечивающих высокую производительность, снижение стоимости оштукатуривания стен, уменьшение трудоемкости работ при высоком качестве поверхности и структуры штукатурного слоя.
На основании вышесказанного можно заключить, что задача разработки рациональной по целому ряду рассмотренных показателей комплексно-механизированной технологии оштукатуривания стен с применением растворов на основе сухих смесей является актуальной.
Основополагающими для настоящего диссертационного исследования явились работы Атаева С. С., Бадьина Г. М., Баулина Я. Н., Беликова H.A., Бе-лоусова Е.Д., Верстова В. В., Головнева С. Г., Егоровой С. П., Завражина H.H., Ивянского Г. Б., Ливинского A.M., Ловецкого Л. В., Мещанинова A.B., Мар-чукова Н.С., Олейника П. П., Онищенко А. Г., Панарина С. Н., Паперного.
М.А., Петракова Б. И., Рейхеля О. М., Семенова А. Я., Тимощука O.A., Хайко-вича Д. М'. и др.
Целью диссертационной, работы является проведение исследований, направленных на совершенствование и отработку конструктивных и технологических решений устройства монолитных штукатурных покрытии" стен-прго отделке помещений механизированным способом* с применением? унифицированной переставной" полимерной' штукатурной опалубки и растворов на основе сухих гипсовых смесей при рациональных параметрах технологического процесса.
В соответствии с определенной целью были сформулированы следующие задачи исследования:
— выполнить сравнительный анализ существующих технологий устройства монолитных штукатурных покрытий с использованием средств механизации, комплексно-механизированных технологий, а также методов оштукатуривания, актуальных для современного строительства;
— разработать более совершенные технологические решенияпроизводства штукатурных работ с применением средств комплексной механизации и предложенной в ходе исследований унифицированной. переставной-полимерной штукатурной опалубки;
— разработать усовершенствованный способ подачи штукатурного раствора в зазор между стеной и опалубкой, отвечающий критерию минимально возможного давления, оказываемого на поверхность опалубки;
— рассмотреть теоретическую и физическую модели происходящих процессов;
— провести экспериментальные исследования предложенных решений при этом определить рациональные режимы подачи раствора в полость, образованную поверхностями стены и опалубки, исходя из минимального давления раствора, действующего на опалубочный щит, с обеспечением высокого качества поверхности, однородности и прочности полученного штукатурного слоя;
— обосновать эффективность новых технологических решений устройства монолитного штукатурного покрытия и определить технико-экономический эффект от их применения;
— разработать-технологический регламент по-реализации новой технологии производства штукатурных работ при отделке помещений, зданий:
Объект исследований — строительные технологические процессы устройства монолитных штукатурных покрытий, при отделке помещений комплексно-механизированным способом.
Предмет исследований — параметры технологических процессов устройства монолитного штукатурного покрытия-стен при комплексной механизации работ с использованием мобильных штукатурных станций, унифицированной переставной полимерной опалубки и растворов на основе сухих гипсовых смесей.
Методика исследований:
— выявление основных изучаемых факторов строительных процессов, установление влияния-параметров предложенной технологии, в основу которой положен метод «восходящего потока», на эффективность выполнения штукатурных работ в производственных условиях;
— теоретическоеописание исследуемых процессов на основе принятой физической модели;
— математическое планирование эксперимента;
— проведение стендовых экспериментальных исследований по устройству монолитного штукатурного покрытия стен с дальнейшим определением прочности, геометрической точности слоя и шероховатости его поверхности;
— статистическая обработка полученных экспериментальных данных и установление аналитических зависимостей, характеризующих изменение параметров изучаемых строительных процессов;
— определение в ходе теоретических, экспериментальных стендовых исследований, а также опытно-производственной апробации эффективных параметров протеканиятехнологических процессов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
— разработана новая* комплексно-механизированная технология-производства штукатурных работ с применением унифицированной' переставной" полимерной опалубки и сухих смесей с подачей раствора в штукатурную полость методом' «восходящего потока», обеспечивающим эффективное уплотнение растворной смеси, с достижением требуемой прочности;
— обоснованы, математическая и физическая модели зависимости характера распространения раствора в штукатурной полости от параметров подачи и свойств растворной смеси при производстве работ методом «восходящего потока»;
— определены закономерности влияния подвижности растворной смеси и толщины штукатурной полости между стеной и опалубкой на: величину давления смеси в зоне ее выхода из рабочего шланга и на любом расстоянии от точки подачивеличину давления смеси в напорном шлангепрочность штукатурного камня;
— экспериментально подтверждены рациональные технологические параметры режимов заполнения штукатурным раствором формовочной полости методом «восходящего потока», обеспечивающие плоскостность, высокое качество поверхности (класс шероховатости 4-Ш) и прочность штукатурного слоя не менее 13,5 кг/см" при минимальных материальных, трудовых и энерго затратах.
На защиту выносятся следующие результаты:
— сравнительный анализ эффективности существующих технологий производства штукатурных работ комплексно-механизированным способом;
— новая эффективная технология производства штукатурных работ комплексно-механизированным способом с применением подачи раствора методом «восходящего потока», унифицированной полимерной опалубки и сухих гипсовых смесей;
— математическая и физическая модели для описания процессов распределения давления раствора на опалубочный щит при производстве работ методом «восходящего потока»;
— результаты экспериментальных исследований по определению рациональных по технико-экономическим критериям технологических параметров устройства монолитного штукатурного покрытия внутренних стен зданий;
— параметры комплексно-механизированной технологии производства штукатурных работ с требуемыми показателями качества штукатурного слоя по геометрической точности, прочности, шероховатости лицевой поверхности при минимальных энергои трудозатратах;
— зависимости: распределения давления растворной смеси по поверхности опалубочного щита от реологических свойств смеси и толщины штукатурной полостиизменения давления растворной смеси в зоне ее выхода из устья рабочего шланга от его глубины погружения в растворвеличины давления растворной смеси в напорном шланге от ее подвижности;
— технологический регламент по производству штукатурных работ по разработанной усовершенствованной комплексно-механизированной технологии, содержащий расчет производительности труда при внедрении технологии и других технико-экономических показателей.
Практическое значение и реализация работы состоят в следующем:
— разработана эффективная комплексно-механизированная технология производства штукатурных работ методом «восходящего потока» с использованием унифицированной полимерной опалубки и определена область рациональных технологических параметров происходящих процессов;
— применение новой технологии позволяет при производстве штукатурных работ снизить трудозатраты на 50,1%, уменьшить стоимость работ на 36,7% при обеспечении высокого качества штукатурного слоя;
— созданы научно-технические предпосылки для последующей доработки конструктивных и технологических решений разработанной технологии путем использования листов сухой штукатурки в качестве несъемной опалубки, ограничивающей пространство штукатурной полости;
— по результатам выполненных исследований разработан технологический регламент по производству штукатурных работ по новой комплексно-механизированной-технологии, утвержденный СПб филиалом ООО «КНА-УФ-Маркетинг Санкт-Петербург»;
Достоверность результатов" исследований подтверждается использованием метода математического планирования-экспериментов и проведением экспериментальных исследований с использованием поверенных приборовсходимостью результатов теоретически полученных и экспериментальных данныхвыполнением статистической обработки полученных экспериментальных данных и установлением аналитических зависимостей для расчета параметров строительных процессов. Для обработки данных использовалось современное программное обеспечение: Microsoft Excel, Curve Expert 1.З.'.
Апробация и публикация работы;
Основные результаты исследований доложены на 64, 65, 66, 67-й Международных научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов (СПбГАСУ, 2007;2010 г.) — 64, 65, 66, 67, 68-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета (СПбГАСУ, 2007;2011 г.) — IV научно-технической конференции «Бетон в современном строительстве» (СПб., 2010 г.) — межвузовском научно-практическом семинаре «Современные направления технологии, организации и экономики строительства» (ВИТИ, СПб., 2010 г.) — международном семинаре-конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей (Экспоцентр, Москва, 2010 г.), на котором автор был награжден Дипломом, а работа получила премию компании «КНАУФ».
Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 печатных работах, в том числе 3 работы в изданиях, включенных в перечень ВАК.
По теме диссертации соискателем (соавторы В. В. Верстов и Б.А. Буданов) получен патент РФ № 2 377 375 приоритет от 17 марта 2008 г. на изобретение «Способ нанесения штукатурной смеси на стены здания и устройство для его осуществления» // Бюллетень изобретений № 36, 2009 г.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка литературы, включающего 172 наименования, 3-х приложений. Общий объем диссертации составляет 184 стр., в том числе 33 стр. приложений. В работе представлено 46 рисунков, 21 таблица.
