So funktioniert Schalung

Sie fahren mitten im Bau an einem Bürohochhaus vorbei , ein Skelett, das sich langsam mit Arbeitern mit Schutzhelmen füllt, die davon hämmern. Sie bemerken einen Schlauch, der von einem Zementlastwagen in einen Stapel Platten führt, der hoch aufragt und fast wie eine riesige Fensterscheibe aussieht, und Sie könnten sich am Kopf kratzen. Wozu dienen diese Platten? Es stellt sich heraus, dass es sich um entscheidende Bauteile der Konstruktion handelt, die als Schalung bezeichnet werden.

Schalung ist der Name für die Formen, die zur Herstellung von Wänden, Säulen, Platten, Treppen und anderen Betonkonstruktionen verwendet werden. Frisch gegossener Beton – eine Kombination aus Sand, Kies, Zement und Wasser – ist nass, sodass er weder sein eigenes Gewicht tragen noch seine Form halten kann. Die Schalung trägt das Gewicht des Betons, bis er zu einer bestimmten Form getrocknet ist und die Festigkeit erreicht hat, um sich selbst zu tragen. „Das ist wie beim Kuchenbacken“, sagt Harry Stamaty, Inhaber des Schalungsdesign- und Beratungsunternehmens Detail By Design. "Die Pfanne, in die Sie den Kuchen geben, ist die Form, und die Kuchenmischung ist der Beton" [Quelle: Stamaty ].

Das Konzept der Schalung ist nicht neu. Das Pantheon, eine Kuppelikone der römischen Architektur, die um 125 n. Chr. erbaut wurde, war eines der frühesten Bauwerke, bei dem Betonschalungen verwendet wurden. Aber Schalungen blieben für die nächsten Jahrhunderte ein ziemlich ungewöhnliches Werkzeug und eine ungewöhnliche Technik – Zement und Beton waren seltene Baumaterialien bis zur Erfindung von Portlandzement und Stahlbeton im 19. Jahrhundert [Quelle: Stewart].

Heutzutage wird mit Schalungen alles gebaut, von Bürogebäuden bis hin zu Einfamilienhäusern, von Einfahrten bis zu Sportstadien – im Grunde jede Struktur, die Beton enthält. Die Schalung ist jedoch selten Teil des endgültigen Entwurfs. Formulare sind temporäre Strukturen , eine Vielzahl von Konstruktionsmitteln, die während der Erstellung der dauerhaften Merkmale des Projekts Zugang und Unterstützung bieten, bevor sie entfernt oder verworfen werden [Quelle: Nemati ]. Aber wie wir sehen werden, ist die Schalung, obwohl sie dazu bestimmt ist, spurlos zu kommen und zu gehen, ein wichtiger Aspekt des Bauprozesses – einer, der schwerwiegende Folgen für Nachlässigkeit droht.

Werfen wir einen Blick auf einige der Materialien, die zur Herstellung von Schalungen verwendet werden.

1. Arten von Schalungen
2. Mit Schalung auf einer Baustelle
3. Balance zwischen Qualität, Kosten und Sicherheit

Formen oder die Formen, die zum Bau von Schalungen verwendet werden, haben unzählige Permutationen. Sie können aus Holz, Sperrholz, Stahl, Kunststoff und Glasfaser gewonnen werdenund eine Vielzahl anderer Materialien. Die Art und Weise, wie sie auf einer Baustelle aufgestellt werden, kann ebenfalls variieren. Manchmal kann die Schalung als eine Reihe von Paneelen zusammen mit Hardware wie Kabelbindern, Keilen, Klemmen, Streben und Halterungen geliefert werden, die die Arbeiter von Hand zusammenbauen. Bei anderen Gelegenheiten können vorgefertigte Formen, die in einer Fabrik entworfen und gebaut wurden, zu einer Baustelle transportiert, mit einem Kran in die richtige Position gehoben und mit einfachen Verriegelungsmechanismen verbunden werden. Die Zusammenarbeit zwischen dem Architekten-Ingenieur des Projekts und dem Betonbauer bestimmt oft die beste Schalungsanordnung. Vielleicht nimmt Sperrholz entscheidende Details der Betonstruktur besser auf; vielleicht würde es sich als wirtschaftlicher erweisen, Formulare wiederzuverwenden, die der Auftragnehmer von einem früheren Auftrag auf Lager hat.

Alle Schalungen müssen zwei Schlüsselfaktoren berücksichtigen: die Betoniergeschwindigkeit und den seitlichen Druck . Die Gießrate ist buchstäblich die Geschwindigkeit, mit der Beton in die Leerstelle der Form gegossen wird. Nasser Beton ist schwer und wiegt ungefähr 68 Kilogramm pro Kubikfuß. Wenn die vertikale Höhe des gegossenen Betons zunimmt, übt die Substanz seitlichen Druck aus, wenn sie gegen die Innenflächen der Schalung drückt. Wenn zu viel Beton auf einmal gegossen wird und die Verbindungselemente nicht stark genug sind, um den Druck aufzunehmen, kann der nasse Beton durch die Schalung platzen.

Der unten gegossene Beton braucht Zeit zum Aushärten und Erlangen einer angemessenen Festigkeit, bevor weiterer Beton darüber gegossen wird. Laut Stamaty ist eine Betoniergeschwindigkeit von 1,2 bis 1,5 Metern pro Stunde eine gute Richtlinie für praktisch jedes Schalungssystem, was bedeutet, dass für eine 3,7 Meter hohe Wand bis zu drei erforderlich wären Stunden für den vollen Guss [Quelle: Stamaty ].

Wie genau wird eine Schalung auf einer Baustelle eingesetzt? Blättern Sie um, um es herauszufinden.

Beobachten Sie das Wetter

Die Betoniergeschwindigkeit kann sich je nach Jahreszeit ändern: Die Umgebungstemperatur beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der der Beton aushärtet, sodass die Betoniergeschwindigkeit im Sommer wahrscheinlich höher und im Winter niedriger ist.

Die Schalung macht etwa 40 bis 60 Prozent des Betonbudgets für ein bestimmtes Projekt aus [Quelle: Lab ]. Das Material macht eigentlich nur einen kleinen Teil der Ausgaben für Schalungen aus: Das meiste Geld wird für die Arbeit zum Auf- und Abbau von Schalungen ausgegeben. Hier sind die Grundlagen, wie Schalungen auf der Baustelle verwendet werden.

Nachdem sich der Bauunternehmer und der Architekt-Ingenieur die Tragwerks- und Architekturzeichnungen eines Projekts angesehen und die ihnen zur Verfügung stehenden Schalungsmaterialien berücksichtigt haben, wählen sie ein Schalungssystem aus, das, wie bereits erwähnt, entweder in Einzelteilen oder bereits montiert geliefert wird. Nach dem Aufstellen der Schalung müssen die Arbeiter das Innere der Schalungen mit einem Trennmittel behandeln – einer Verbindung aus Wachs, Öl oder Kunststoff, die verhindert, dass die Schalung am Beton haftet – denn unbehandelte Schalungen können die Oberfläche der Schalung beschädigen Betonstruktur verfärbt oder verformt, was nur mehr Arbeit erfordert, um es zu reparieren.

Sobald die Schalung an Ort und Stelle ist und die Betonmischung genehmigt wurde, beginnen die Arbeiter damit, den Beton in den freien Raum der Schalung zu gießen. (Vertreter der Firma, die den Beton liefert, sind normalerweise bei größeren kommerziellen Projekten vor Ort.) Der Beton wird von Hand oder durch einen Schlauch verteilt, der mit einem Betonlaster verbunden ist, wobei eine Pumpe dem Beton hilft, Teile des Projekts zu erreichen, wo der Lastwagen kann nicht reisen. Nach dem Gießen verwenden die Arbeiter häufig industrielle Vibrationsgeräte, die entweder an der Außenseite der Schalung angebracht oder in der Dicke des Betons platziert werden können. Vibration hilft, die Elemente des Betons zu konsolidieren und Lufteinschlüsse zu beseitigen. Bei Bedarf können die Bauarbeiten den Beton mit Wasser oder Dampf behandeln.

Nachdem der Beton getrocknet ist, werden die Schalungen zerlegt und entfernt oder im Baujargon „ausgekleidet“. Das Formular kann in einem anderen Bereich der Baustelle neu positioniert, für eine spätere Verwendung gelagert oder, falls erforderlich, vernichtet werden. Heutzutage sind die meisten Formulare so konzipiert und gebaut, dass sie Dutzende Male wiederverwendet werden können.

Eine effektive Schalung muss mehrere konkurrierende Interessen ausbalancieren. Klicken Sie weiter, um herauszufinden, was sie sind.

In der Betonindustrie ist die Meinung weit verbreitet, dass Schalungen Qualität, Kosten und Sicherheit in Einklang bringen sollten. In Bezug auf die Qualität sollten Formen Betonstrukturen genau nach den Vorgaben des Architekten-Ingenieurs erstellen, ohne Ausbuchtungen oder andere Mängel an der Betonoberfläche zu verursachen. In Bezug auf die Kosten haben wir bereits erwähnt, dass die Schalung einen guten Teil des Betonbudgets des Projekts ausmacht. Wenn die Schalung nicht rechtzeitig fertig gestellt wird, kann dies auch den Rest des Bauzeitplans verzögern und zu zusätzlichen Arbeitskosten führen, was den Betonarbeitern einen Anreiz gibt, effizient zu arbeiten.

Aber Sicherheit geht vor. Etwa 25 Prozent aller Konstruktionsfehler resultieren aus Einstürzen und Versagen von Betonkonstruktionen , und Schalungsfehler machen mehr als die Hälfte der Zahl aus [Quelle: Hanna ]. Im Dezember 2011 stürzte beim Betonieren während eines Bauprojekts für ein Casino in Cincinnati, Ohio, eine Platte ein, was zu mehreren Verletzungen von Arbeitern auf der Baustelle führte. Im folgenden Monat stürzte während des Betonierens in Cleveland, Ohio, eine weitere Platte auf einer anderen Casino-Baustelle ein [Quelle: Feran ].

Schalungen haben auch Hunderte von Todesfällen auf Baustellen verursacht [Quelle: Nemati ]. In Bailey's Crossroads, Virginia, entfernten Arbeiter 1972 die Stützen – die Stützen, die horizontale Platten halten, während der Beton aushärtet – vom 24. Stock eines Wohnhauses zu früh, was den Einsturz des gesamten Gebäudes auslöste und 14 Menschen tötete Arbeiter und Verstümmelung vieler anderer [Quelle: Hurd ]. Schalungen können durch Überlastung mit Beton, unzureichende Verstrebungen, unzureichende Verbauung, unzureichende Festigkeit des Betons vor dem Entfernen der Schalung, unsachgemäßes Ausschalen und eine Vielzahl anderer Gründe einstürzen.

Organisationen wie die Arbeitsschutzbehörde geben Richtlinien für das Entwerfen und Arbeiten mit Schalungen heraus. Die Anwesenheit von Vorgesetzten vor Ort während der Errichtung der Schalungen und des Betonierens kann dazu beitragen, die Gefahren bei der Verwendung von Schalungen zu minimieren. Wenn das Schalungsdesign geändert werden muss, sollten Auftragnehmer den Schalungsdesigner im Voraus konsultieren. Eine Schalung kann eine vorübergehende Struktur sein, aber ihre Folgen für die Struktur und diejenigen, die sie bauen, können dauerhaft sein.

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Einbruch

Um die relative Festigkeit einer Betoncharge zu messen, messen die Auftragnehmer ihren Einbruch . Grundsätzlich schöpfen sie eine Betonprobe aus der Charge in einem 3,7 Meter hohen Kegel, heben den Kegel an und lassen den Beton auf einen Haufen fallen und messen dann den Unterschied zwischen der Höhe der Kegel und die Höhe des Betonpfahls. Ein Höhenunterschied von 3 bis 4 Zoll (7,6 bis 10,2 Zentimeter) ist ideal, sagt Stamaty. „Wenn es sich um einen 10-Zoll-Einbruch handelt, bedeutet dies, dass zu viel Wasser in der Betonmischung ist, was bedeutet, dass sie wirklich schwach ist“ [Quelle: Stamaty ].

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