Опалубочная система для изготовления сборных бетонных элементов

ОПАЛУБОЧНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНЫХ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Изобретение относится к способу изготовления сборного бетонного элемента (20) башенной секции для башни ветроэнергетической установки. Сооружается опалубка (10), которая заполняется бетоном. На опорную поверхность сборного бетонного элемента (20) в качестве выравнивающего слоя наносится маловязкий материал. Изобретение относится к способу изготовления сборных бетонных элементов башенных секций для башни ветроэнергетической установки, к сборным бетонным элементам, изготовленным этим способом,к крышке опалубки, устанавливаемой на опалубку, к опалубочной системе для изготовления сборных бетонных элементов и к применению маловязкой смолы. Наконец, изобретение относится к ветроэнергетической установке. При строительстве высоких башен, в частности для ветроэнергетических установок, основанном на сооружении башен из предварительно изготовленных бетонных элементов, может оказаться, что из-за наличия производственных допусков предварительно изготовленные бетонные элементы, которые при этом должны быть установлены друг на друга, не прилегают друг к другу оптимальным образом. Допуски такого рода при сооружении сборных бетонных конструкций лежат в пределах 10 мм. Независимо от производственных допусков, которые особенно сильно проявляются, в частности,при сооружении очень высоких башен, требуется равномерное распределение нагрузки по всей опорной поверхности. Из-за неровностей (например, вследствие производственных допусков) вся нагрузка может сосредотачиваться только на малых участках поверхности, например, таких, как выпуклые участки поверхности, выступающие над остальной частью опорной поверхности. Концентрация нагрузки на большом числе слишком малых участков опорной поверхности неизбежно приводит к повреждениям, таким как выкрашивание бетона или подобным. Эти повреждения могут доходить вплоть до структурных разрушений, которые потребуют замены поврежденных секций со всеми экономическими и техническими последствиями. В качестве примеров можно назвать необходимость использования кранов для сноса или реконструкции, персонала и выход из строя соответствующей ветроэнергетической установки на продолжительный срок. Особенно дорогостоящим оказывается подобный ремонт в случае башен с запрессованной в трубчатой оболочке проволочной прядью для предварительного напряжения. Чтобы избежать этой проблемы, при строительстве сборной башни из предварительно изготовленных бетонных элементов перед установкой очередной секции на месте установки на каждую опорную поверхность предварительно изготовленного бетонного элемента может быть нанесен выравнивающий слой. Этот выравнивающий слой должен затвердевать, что, в свою очередь, в том числе требует соблюдения минимальных требований к метеорологическим условиям, зависящих от материала выравнивающего слоя. Если эти минимальные требования не соблюдаются или выравнивающий слой наносится не надлежащим образом или неаккуратно, возникает опасность возникновения дефектных участков или опасность недостаточного затвердевания выравнивающего слоя. В качестве технологического прототипа рассматривается DE 19841047 С 1. В WO 2009/121581 А 1 представлен способ изготовления сборных бетонных элементов. Бетон отливается в форме с ровным плоским дном для получения ровной плоской нижней поверхности. После того,как бетон достигает заданной минимальной прочности, на противоположную (нижней поверхности) стыковую поверхность сборного бетонного элемента наносится выравнивающий слой. Как только выравнивающий слой достигает заданной минимальной прочности, сборный бетонный элемент выставляется на поверхность, ориентированную строго горизонтально, и выравнивающий слой на верхней поверхности стачивается до плоскопараллельного состояния. Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ изготовления сборного бетонного элемента башенной секции для башни ветроэнергетической установки, который позволил бы проще и быстрее возводить башню из сборных бетонных элементов при стабильно высоком качестве. Эта задача решается посредством способа согласно пункту 1 формулы, крышки опалубки согласно пункту 7 формулы, опалубочной системе согласно пункту 11 формулы, а также ветроэнергетической установки согласно пункту 14 формулы изобретения. Таким образом, предлагается способ изготовления сборного бетонного элемента башенной секции для башни ветроэнергетической установки, в частности сегмента башни. При этом на опорную поверхность сборного бетонного элемента наносится маловязкий материал для образования выравнивающего слоя. Эту процедуру можно проводить, как только бетон достигнет заданной минимальной прочности. При этом в основе изобретения лежит тот факт, что благодаря изобретению "заливка" швов, которую необходимо проводить во время возведения башни на стройплощадке, может быть в известной степени выполнена еще в производственном цехе. Кроме того, обычная при бетонном строительстве точность, при которой допуски могут составлять до 10 мм, может быть в данном случае повышена до 0,1 мм. Точность повышается в 100 раз. В то же время, посредством существенно сниженной чувствительности к погрешностям, например, при приготовлении заливочной массы, достигается высокая надежность технологического процесса, а также удается избежать возникновения опасности для здоровья, присущей работе со смолами на стройплощадке. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения толщина выравнивающего слоя составляет до 10 мм, в частности до 5 мм. Таким образом, могут быть выровнены большие неровности, лежащие в пределах допустимых отклонений, обычных для бетонного строительства. Согласно другому аспекту настоящего изобретения опалубка закрывается посредством установки крышки опалубки, и материал для выравнивающего слоя под заданным давлением подается по меньшей мере через одно заливное отверстие в крышке опалубки. Таким образом, над опорной поверхностью сборного бетонного элемента создается полость с однозначно определенными параметрами, которая заполняется смолой так, что образуется выравнивающий слой с так же однозначно определенными параметрами. Для того чтобы не допустить покрытия выравнивающим слоем заданной области опорной поверхности, например, отверстий для трубчатых оболочек или резьбовых втулок, перед установкой крышки опалубки определенные области опорной поверхности закрываются уплотняющими прокладками заданной толщины, и эти уплотняющие прокладки придавливаются крышкой опалубки. Согласно правилам строительной техники выравнивающий слой должен иметь модуль Юнга, составляющий по меньшей мере 70% модуля Юнга бетона. Неожиданно оказалось, что достигнуть требуемых механических свойств выравнивающего слоя также возможно, если модуль Юнга имеет значение в диапазоне от 5,000 до 10,000 МПа, при условии, что это значение не превосходит заданную толщину слоя. Для компенсации возникающих скручивающих усилий и предотвращения относительного смещения сборных бетонных элементов друг относительно друга необходимо наличие заданных микронеровностей поверхности. Их размеры предпочтительно лежат в диапазоне от 60 до 150 мкм. Изобретение относится также к крышке опалубки, устанавливаемой на опалубку при изготовлении сборного бетонного элемента. На нижней стороне крышки опалубки имеется по меньшей мере одна выемка, которая имеет определенную ширину в радиальном направлении крышки и определенную глубину. Кроме того, крышка опалубки имеет по меньшей мере одно заливное отверстие для заливки материала выравнивающего слоя. Чтобы процесс нанесения строго определенного выравнивающего слоя мог быть в точности воспроизведен, крышка опалубки имеет выемку, выполненную в нижней стороне крышки опалубки, прилегающей к опалубке, с определенной шириной в радиальном направлении крышки опалубки и определенной глубиной, а также имеющую по меньшей мере одно заливное отверстие для материала выравнивающего слоя. При этом ширина в радиальном направлении крышки опалубки может быть выбрана таким образом, чтобы она соответствовала ширине опорной поверхности, на которую должен быть нанесен выравнивающий слой. Посредством заданной глубины может быть также строго задана толщина выравнивающего слоя. Так как крышка опалубки полностью закрывает верхний раствор опалубки, в котором формируется опорная поверхность, может быть предусмотрено по меньшей мере одно заливное отверстие для материала выравнивающего слоя. Чтобы удостовериться, что через заливное отверстие подается достаточное количество материала для выравнивающего слоя, предусмотрено по меньшей мере одно выходное отверстие для материала выравнивающего слоя. Если материал выравнивающего слоя выходит из крышки опалубки через выходное отверстие, то материал выравнивающего слоя в достаточной мере распределен по опорной поверхности. Кроме того, через выходное отверстие может выходить воздух, вытесняемый поступающим материалом, так, что можно избежать образования усадочных раковин (то есть нежелательных воздушных включений в материале), поскольку воздух, вытесняемый поступающим материалом выравнивающего слоя, может быть выведен наружу. Во избежание излишнего загрязнения крышки опалубки, опалубки, а также окружающей среды, заливное отверстие и/или выходное отверстие выполнены в виде соединительного патрубка для шланга. Соответственно, к ним могут быть подключены шланги, и материал выравнивающего слоя может аккуратно подводиться и отводиться через шланги. Особенно предпочтительным является наличие на верхней стороне крышке опалубки (вертикальных) боковых стенок и скрепляющей боковые стенки защитной пластины. Благодаря выполненному таким образом закрытому профилю крышка опалубки имеет высокую жесткость при изгибе и способность сохранять форму. Согласно следующему, особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения между верхней стороной крышки опалубки и нижней стороной защитной пластины располагаются, по существу, параллельно боковым стенкам элементы жесткости, которые дополнительно увеличивают жесткость при изгибе, а следовательно, устойчивость формы. Изобретение относится также к уплотняющей прокладке, которая применяется с описанной выше крышкой опалубки. Уплотняющая прокладка состоит из двух частей - деформируемой части и недеформируемой части. Деформируемая часть размещается в области сборного бетонного элемента, которая должна быть уплотнена, а недеформируемая часть размещается на деформируемой части для достижения заданного уровня. Посредством использования уплотняющей прокладки можно избежать покрытия выравнивающим слоем тех областей опорной поверхности, которые в силу определенных причин должны оставаться открытыми. Таким образом, крышка опалубки может придавливать и надежно прижимать к бетону уплотняющую прокладку так, что в это место не может протекать маловязкий материал для выравнивающего слоя. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения уплотняющая про-2 023349 кладка модифицирована таким образом, что деформируемая часть выполнена кольцеобразной и снабжена опорной поверхностью заданной ширины, на которой размещается недеформируемая часть. Этот вариант осуществления изобретения позволяет использовать уплотняющие прокладки, и без того применяемые для уплотнения трубчатых оболочек в местах стыка сборных бетонных элементов, также и при нанесении выравнивающего слоя. Изобретение относится также к опалубочной системе для изготовления сборного бетонного элемента. Опалубочная система имеет опалубку для заливки бетона, описанную выше крышку опалубки, а также описанную выше уплотняющую прокладку. Изобретение относится также к применению маловязкой смолы для изготовления выравнивающего слоя при изготовлении сборного бетонного элемента, при котором смола наносится на опорную поверхность сборного бетонного элемента. Благодаря этому, выравнивающий слой, который может заменить заполнение швов раствором непосредственно на стройплощадке, наносится уже при производстве сборного бетонного элемента на заводе в контролируемых условиях. Кроме того, изобретение относится к ветроэнергетической установке, содержащей башню из большого числа сборных бетонных элементов, изготовленных или которые могут быть изготовлены способом, предлагаемым согласно изобретению. Возведение такой башни является простым, быстрым и независимым от метеорологических условий и позволяет проводить строительство ветроэнергетической установки в кратчайшие сроки, кроме того, исключить многие источники погрешностей. В то же время достигается экономия средств за счет уменьшения необходимого рабочего времени строительных кранов, поскольку весь этап монтажа требует меньшего времени, и, таким образом, кран раньше может быть использован для других работ. Благодаря изобретению можно избежать нанесения смолосодержащего строительного раствора в качестве выравнивающего слоя непосредственно на стройплощадке. Это является преимуществом, поскольку используемая смола или смолосодержащий строительный раствор являются веществами, вызывающими аллергию, и, таким образом, они могут причинить вред здоровью рабочего, работающего с ними. Вместо смолосодержащего строительного раствора теперь может быть использована смола. Другие варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы. Преимущества и варианты осуществления изобретения детально разъясняются ниже при помощи чертежей. На них схематично представлено: фиг. 1 - блок-схема способа изготовления сборных бетонных элементов согласно первому варианту осуществления изобретения; фиг. 2 - вид в разрезе сборного бетонного элемента башенной секции при изготовлении согласно второму варианту осуществления изобретения; фиг. 3 -вид в перспективе крышки опалубки согласно третьему варианту осуществления изобретения; фиг. 4 - применение крышки опалубки с уплотняющей прокладкой согласно четвертому варианту осуществления изобретения; и фиг. 5 - применение уплотняющей прокладки согласно пятому варианту осуществления изобретения. На фиг. 1 представлена блок-схема способа изготовления сборных бетонных элементов согласно первому варианту осуществления изобретения. Сборные бетонные элементы являются башенными секциями башни ветроэнергетической установки. Для изготовления сборных бетонных элементов сначала на этапе S1 сооружается опалубка для сборного бетонного элемента. На этапе S2 опалубка заполняется бетоном. На этапе S3 бетон достигает заданной минимальной прочности, или поверхность бетона затирается, и на этапе S4 на область опорной поверхности сборного бетонного элемента наносится маловязкая смола, где она затвердевает на нужном месте. Заливка смолы в качестве материала для выравнивающего слоя может быть выполнена спустя примерно два часа после заливки бетона в форму. При этом смола подается под давлением со скоростью около 3 л/мин, и этот процесс длится, в зависимости от размеров опалубки и, соответственно, требуемых объемов, от 3 до 10 мин. Из-за малой вязкости смола может хорошо распределяться по опорной поверхности сборного бетонного элемента и, таким образом, во-первых, выравнивать неровности, имеющиеся на опорной поверхности сборного бетонного элемента, а во-вторых, образовывать точно горизонтальную поверхность,поскольку из-за малой вязкости она сама (точно) выравнивается. При условии, что противоположная опорная поверхность также ориентирована точно горизонтально и является плоской, обе опорные поверхности являются плоскопараллельными. На фиг. 2 схематически представлен вид в разрезе сборного бетонного элемента 20 при изготовлении способом согласно второму варианту осуществления изобретения. Сборные бетонные элементы являются башенными секциями башни ветроэнергетической установки. Изготовление сборного бетонного элемента 20 согласно второму варианту осуществления изобретения, по существу, соответствует изготовлению сборного бетонного элемента 20 согласно первому варианту осуществления изобретения. Таким образом, бетон заливается в сооруженную опалубку 10. В области опорной поверхности сборного бетонного элемента 20 предусмотрена крышка 30 опалубки, имеющая заливное отверстие 31 и выемку 32. При этом выемка 32 расположена в нижней части крышки 30 опалубки и при установке крышки 30 опалубки на опалубку 10 оказывается над опорной поверхностью сборного бетонного элемента 20. После установки крышки 30 опалубки на опалубку 10 в выемку 32 через заливное отверстие 31 подается маловязкая смола. Из-за малой вязкости смола может хорошо распределяться по всей опорной поверхности сборного бетонного элемента 20, выравнивая при этом имеющиеся неровности. Кроме того,из-за своей малой вязкости смола образует плоскую поверхность, выровненную горизонтально и параллельную нижней поверхности сборного бетонного элемента, при условии, что нижняя поверхность сборного бетонного элемента горизонтальна. Выравнивающий слой из маловязкой смолы предпочтительно имеет толщину максимум 10 мм, особенно предпочтительно - не более 3-4 мм. При такой толщине выравнивающий слой обладает предпочтительными механическими свойствами, которые позволяют, в том числе, использовать материал с относительно малым значением модуля Юнга от 5,000 до 10,000 МПа. Если выравнивающий слой оказывается слишком толстым, он может быть выдавлен сбоку из шва под тяжестью лежащего на нем груза. Поскольку выравнивающий слой связан с бетоном, соответствующие силы действуют и на бетон. Поскольку возникающие при этом растягивающие напряжения направлены поперек вертикальной оси башни, они называются поперечными растягивающими напряжениями. Такие поперечные растягивающие напряжения наносят большой вред бетону, поскольку он имеет относительно высокий предел прочности на сжатие, но относительно малый предел прочности на разрыв. При толщине слоя максимум 4 мм можно не опасаться поперечных растягивающих напряжений, которые, разумеется, и в этом случае воздействуют на бетон. Смола заливается в форму спустя примерно два часа после заливки бетона. К этому времени бетон,с одной стороны, достигает заданной минимальной прочности, а с другой - еще не полностью затвердевает, так что смола еще может соединиться с бетоном. Примерно через 3-4 ч сборный бетонный элемент и смолы имеют достаточную прочность, и может быть проведена распалубка. На фиг. 3 представлен вид в перспективе предлагаемой изобретением крышки опалубки согласно третьему варианту осуществления изобретения. В этом случае крышка 30 опалубки выполнена в форме кольца. Посредством расположенных на крышке опалубки боковых стенок 34 и защитной пластины 35,расположенной на боковых стенках 34, образуется закрытый профиль, который, в целом, обозначен на чертеже как опалубочный короб 38. На защитной пластине 35 могут быть дополнительно расположены монтажные петли 33, при помощи которых опалубочный короб 38 может быть перемещен грузоподъемным устройством. Кроме того, в защитной пластине 35 предусмотрены отверстия 31, которые насквозь проходят через опалубочный короб 38 и являются заливными или выходными отверстиями для материала выравнивающего слоя, так что этот материал насквозь через установленный опалубочный короб 38 может быть залит в опалубку (на данной фигуре не представлена). На фиг. 4 показано применение крышки опалубки с уплотняющей прокладкой согласно четвертому варианту осуществления изобретения. На фиг. 4 представлена опалубка 10 с уже залитым бетоном 20. Бетон 20, или соответственно, сборный бетонный элемент 20, оканчивается расположенным заподлицо верхним краем опалубки 10. На опалубку 10 устанавливается опалубочный короб 38 согласно изобретению. Он состоит из закрытого профиля, содержащего крышку 30 опалубки, а также две боковые стенки 34 и соединяющую боковые стенки 34 защитную пластину 35, для повышения жесткости при изгибе и улучшения способности сохранять форму. Дополнительно могут быть предусмотрены дополнительные элементы жесткости 36, посредством которых еще больше увеличивается жесткость при изгибе. В нижней части (обращенной к опалубке 10) крышки 30 опалубки имеется выемка 32. В радиальном направлении выемка 32 имеет заданную ширину, определяемую внутренними размерами опалубки 10 и, таким образом, соответствующую ширине сборного бетонного элемента 20. Чтобы достичь надежной герметизации крышки 30 опалубки, соответственно, опалубочного короба 38 относительно опалубки 10, с обеих сторон этой выемки 32 предусмотрены выемки 37 как места расположения дополнительных уплотняющих прокладок. Выемка 32 в нижней части крышки 30 опалубки имеет заданную высоту, которая может (точно) соответствовать заданной толщине выравнивающего слоя (на данной фигуре не представлен). Через заливное отверстие 31, проходящее между крышкой 30 опалубки и защитной пластиной 35 и показанное на чертеже пунктирной линией, материал для выравнивающего слоя может быть залит снаружи в выемку 32 крышки 30 опалубки и полностью заполнить пространство, образованное выемкой 32. Из фиг. 3 видно, что крышка опалубки, выполненная согласно изобретению, имеет четыре таких отверстия 31, из которых, например, два отверстия могут быть использованы как заливные отверстия и два других - как выходные отверстия. Как только вся выемка 32 крышки 30 опалубки окажется заполненной, при продолжении подачи материала он будет вытекать через выходные отверстия, однозначно свидетельствуя о том, что выемка 32 полностью заполнена материалом. Теперь, когда материал затвердеет, образуется выравнивающий слой, который прочно связан со сборным бетонным элементом 20. На фиг. 5 показано применение уплотняющей прокладки согласно пятому варианту осуществления изобретения. В частности, представлено увеличенное изображение опалубки 10 со сборным бетонным элементом 20, установленной крышкой 30 опалубки с обозначенными боковыми стенками 34, а также местами 37 расположения уплотняющих прокладок. Выемка 32 в нижней части крышки 30 опалубки,прилегающей к опалубке 10, изображена значительно увеличенной. Прежде всего, необходимо отметить,что эта выемка 32 не является строго прямоугольной, а имеет сужение в направлении от опалубки вверх,то есть, выполнена в форме трапеции. Из-за этого образующийся выравнивающий слой имеет скошенные края. Примерно в середине выемки изображена предлагаемая изобретением уплотняющая прокладка, состоящая из первой, деформируемой части 40 и второй, недеформируемой части 41. Деформируемая часть 40 расположена на области поверхности сборного бетонного элемента 20, которая не должна быть покрыта выравнивающим слоем. На данной фигуре пунктирной линией примерно отмечена трубчатая оболочка 46 с раструбом 45, в которой впоследствии будет проходить проволочная прядь для предварительного напряжения и которая поэтому должна оставаться открытой. Разумеется, на верхней поверхности сборного бетонного элемента 20 могут быть также размещены монтажные петли (анкеровочные точки)(не представлены на фигуре) для перемещения сборного бетонного элемента грузоподъемным устройством или другие необходимые участки. Для этого сначала первая, деформируемая часть 40 помещается на закрываемое место, а затем на нее кладется вторая, недеформируемая часть 41. Так как обе части 40, 41 уплотняющей прокладки имеют заданную толщину, то получается общая, тоже заданная, толщина образующейся прокладки, которая немного больше, чем глубина выемки 32 в крышке 30 опалубки. При установке крышки 30 опалубки верхняя, недеформируемая часть 41 уплотняющей прокладки прижимается к нижней, деформируемой части 40, так что уплотняющая прокладка 40, 41 придавливается вниз и прижимается к поверхности сборного бетонного элемента 20. Таким образом, часть поверхности сборного бетонного элемента 20,закрытая уплотняющей прокладкой 40, 41, не покрывается выравнивающим слоем. При этом необходимо отметить, что заливные, соответственно, выходные отверстия 31 не должны располагаться над уплотняющей прокладкой 40, 41, поскольку отверстия 31 будут, разумеется, закрыты уплотняющей прокладкой 40, 41, придавленной крышкой 30 опалубки или опалубочным коробом 38, что приведет к тому, что заполнение выемки материалом и/или удаление воздуха из выемки будет, по меньшей мере, затруднено, если не полностью невозможно. При использовании описанной выше крышки опалубки выравнивание слоя смолы может быть обеспечено за счет того, что смола через предусмотренные отверстия подается в опалубку до тех пор,пока она не начнет давить на крышку опалубки. Изобретение относится также к опалубочной системе для изготовления сборного бетонного элемента. Опалубочная система имеет опалубку 10 и крышку опалубки, например, согласно фиг. 3. Дополнительно также могут быть предусмотрены уплотняющие прокладки 40. Изобретение также относится к ветроэнергетической установке, содержащей башню, которая сооружается из сборных бетонных элементов, соответственно, башенных секций, изготовленных способом согласно изобретению. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, который может основываться на одном из описанных выше вариантов осуществления изобретения, применяется сухое (пришлифованное) соединение между расположенными друг на друге секциями башни. За счет этого можно отказаться от дополнительного использования клея для швов. Кроме того, за счет этого можно отказаться от дополнительного выравнивающего слоя. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Опалубочная система для изготовления сборного бетонного элемента башенной секции для башни ветроэнергетической установки, содержащая опалубку для заливки бетона; крышку опалубки для установки на опалубку, имеющую нижнюю сторону по меньшей мере с одной выемкой, которая имеет заданную ширину в радиальном направлении крышки опалубки и заданную глубину, и по меньшей мере одно заливное отверстие для заливки материала выравнивающего слоя; и уплотняющую прокладку с первой, деформируемой частью и второй, недеформируемой частью,каждая из которых имеет заданную толщину,причем деформируемая часть предназначена для размещения на области поверхности сборного бетонного элемента, которая не должна быть покрыта выравнивающим слоем, а недеформируемая часть размещается на деформируемой части для достижения заданной толщины уплотняющей прокладки. 2. Опалубочная система по п.1, в которой крышка опалубки дополнительно содержит по меньшей мере одно выходное отверстие для материала выравнивающего слоя. 3. Опалубочная система по п.1 или 2, в которой заливное отверстие и/или выходное отверстие крышки опалубки выполнены в виде соединительного патрубка для шланга. 4. Опалубочная система по любому из пп.1-3, в которой крышка опалубки дополнительно содержит кольцеобразную защитную пластину и предусмотренные на защитной пластине боковые стенки. 5. Опалубочная система по любому из пп.1-4, в которой первая часть уплотняющей прокладки, на которой расположена вторая часть, выполнена в виде кольцеобразной деформируемой детали с опорной поверхностью заданной ширины.