Come funziona la cassaforma

Passi davanti a un grattacielo per uffici nel bel mezzo dei lavori, uno scheletro che si sta lentamente riempiendo di lavoratori in elmetto che martellano via. Noti un tubo che si estende da un camion di cemento in una pila di pannelli che si eleva in alto e assomiglia quasi a un gigantesco vetro di una finestra, e potresti grattarti la testa. A cosa servono quei pannelli? Si scopre che sono componenti cruciali della costruzione chiamati casseri.

Casseforme è il nome degli stampi utilizzati per creare pareti, colonne, lastre, scale e altre strutture in calcestruzzo. Il calcestruzzo appena versato - una combinazione di sabbia, ghiaia, cemento e acqua - è bagnato, quindi non può sostenere il proprio peso o mantenere la sua forma. La cassaforma sostiene il peso del calcestruzzo fino a quando non si è asciugato in una forma specifica e ha acquisito la forza per sostenersi. "È come quando si cuoce una torta", afferma Harry Stamaty, proprietario dell'attività di progettazione di casseforme e consulenza Detail By Design. "La teglia in cui metti la torta è la forma, e l'impasto della torta è il cemento" [fonte: Stamaty ].

Il concetto di cassaforma non è una novità. Il Pantheon, un'icona a cupola dell'architettura romana costruita intorno al 125 d.C., fu una delle prime strutture a utilizzare casseforme in cemento nella sua costruzione. Ma la cassaforma è rimasta uno strumento e una tecnica abbastanza insoliti per i secoli successivi: cemento e cemento erano materiali da costruzione rari fino alle invenzioni del cemento Portland e del cemento armato nel 19° secolo [fonte: Stewart].

Oggi, le casseforme vengono utilizzate per costruire qualsiasi cosa, dagli edifici per uffici alle case unifamiliari, dai vialetti agli stadi sportivi , in pratica qualsiasi struttura che incorpori il cemento. Ma la cassaforma è raramente una parte del progetto finale. Le forme sono strutture temporanee , una varietà di agenti edili che forniscono accesso e supporto durante la creazione delle caratteristiche permanenti del progetto prima di essere rimosse o scartate [fonte: Nemati ]. Ma come vedremo, anche se la cassaforma è destinata ad andare e venire senza lasciare traccia, è un aspetto importante del processo di costruzione, che minaccia gravi conseguenze per la negligenza.

Diamo un'occhiata ad alcuni dei materiali utilizzati per realizzare le casseforme.

1. Tipi di casseforme
2. Utilizzo di casseforme in un cantiere edile
3. Bilanciare qualità, costi e sicurezza

Le forme, o gli stampi usati per costruire le casseforme, hanno innumerevoli permutazioni. Possono essere derivati ​​da legno, compensato, acciaio, plastica, fibra di vetroe una varietà di altri materiali. Anche il modo in cui vengono eretti in un cantiere può variare. A volte le casseforme possono arrivare come una serie di pannelli, insieme a hardware come cravatte, cunei, morsetti, bretelle e staffe, che gli operai assemblano a mano. In altre occasioni, le forme prefabbricate progettate e costruite in fabbrica possono essere spedite in cantiere, sollevate nella giusta posizione con una gru e collegate con semplici meccanismi di bloccaggio. La collaborazione tra l'architetto-ingegnere del progetto e l'appaltatore del calcestruzzo determina spesso la migliore configurazione della cassaforma. Forse il compensato si adatta meglio ai dettagli cruciali della struttura in cemento; forse si rivelerebbe più economico riutilizzare i moduli che l'appaltatore ha accumulato da un lavoro precedente.

Tutte le casseforme devono tenere conto di due fattori chiave: la velocità di colata e la pressione laterale . La velocità di colata è letteralmente la velocità con cui il calcestruzzo viene versato nel vuoto della forma. Il calcestruzzo bagnato è pesante, pesa circa 150 libbre (68 chilogrammi) per piede cubo. All'aumentare dell'altezza verticale del calcestruzzo colato , la sostanza esercita una pressione laterale mentre spinge contro le facce interne della forma. Se viene versato troppo calcestruzzo in una volta e i dispositivi di collegamento non sono abbastanza forti da contenere la pressione, il calcestruzzo bagnato può esplodere attraverso la forma.

Il calcestruzzo versato sul fondo ha bisogno di tempo per solidificarsi e acquisire una resistenza adeguata prima che venga versato ulteriore calcestruzzo sopra. Stamaty afferma che una velocità di colata compresa tra 4 e 5 piedi (da 1,2 a 1,5 metri) all'ora è una buona linea guida da seguire praticamente per qualsiasi sistema di casseforme, il che significa che un muro alto 12 piedi (3,7 metri) impiegherebbe fino a tre ore per il pieno [fonte: Stamaty ].

In che modo esattamente viene messa in opera la cassaforma in un lavoro di costruzione? Volta pagina per scoprirlo.

Guarda il tempo

La velocità di colata può variare a seconda della stagione: la temperatura ambiente influisce sulla velocità di presa del calcestruzzo, quindi è probabile che la velocità di colata sia più alta in estate e più bassa in inverno.

Le casseforme rappresentano circa il 40-60% del budget concreto per un determinato progetto [fonte: Lab ]. I materiali in realtà costituiscono una piccola parte della spesa per le casseforme: la maggior parte del denaro viene spesa per il lavoro di montaggio e smontaggio delle casseforme. Ecco le nozioni di base su come viene utilizzata la cassaforma in cantiere.

Dopo che l' appaltatore e l'architetto-ingegnere hanno esaminato i disegni strutturali e architettonici di un progetto e considerato i materiali della forma a loro disposizione, selezionano un sistema di casseforme che, come accennato in precedenza, arriva in pezzi componenti o già assemblato. Una volta eretta la cassaforma, gli operatori devono trattare l'interno degli stampi con un distaccante - un composto a base di cera, olio o plastica che impedisce alla forma di aderire al calcestruzzo - perché le forme non trattate possono causare la superficie del struttura in cemento armato per scolorirsi o deformarsi, che richiede solo più lavoro per ripararla.

Una volta che il modulo è a posto e la miscela di calcestruzzo è stata approvata, i lavoratori iniziano a versare il calcestruzzo nello spazio vuoto del modulo. (I rappresentanti dell'azienda che fornisce il calcestruzzo sono solitamente in loco durante i progetti commerciali più grandi.) Il calcestruzzo viene distribuito a mano o tramite un tubo collegato a un camion per calcestruzzo, con una pompa che aiuta il calcestruzzo a raggiungere parti del progetto in cui il camion può non viaggiare. Dopo il getto, i lavoratori utilizzano spesso dispositivi vibranti industriali, che possono essere fissati all'esterno della forma o posizionati nello spessore del calcestruzzo. La vibrazione aiuta a consolidare gli elementi del calcestruzzo ed eliminare le sacche d'aria. Se necessario, i lavori di costruzione possono trattare il calcestruzzo con acqua o vapore.

Dopo che il calcestruzzo si è asciugato, le forme vengono smontate e rimosse, o "spogliate" nel gergo edilizio. Il modulo può essere riposizionato in un'altra area del cantiere, immagazzinato per un uso successivo o, se necessario, distrutto. Al giorno d'oggi, la maggior parte dei moduli sono progettati e costruiti per essere riutilizzati dozzine di volte.

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Un sentimento comune nell'industria del calcestruzzo è che le casseforme dovrebbero bilanciare qualità, costi e sicurezza. In termini di qualità, le forme devono creare accuratamente strutture in calcestruzzo secondo le specifiche dell'architetto-ingegnere, senza causare rigonfiamenti o altri difetti sulla superficie del calcestruzzo. In termini di costi, abbiamo già detto che le casseforme costituiscono una buona parte del budget concreto del progetto. La mancata finitura tempestiva delle casseforme può anche ritardare il resto del programma di costruzione e portare a spese di manodopera aggiuntive, dando ai lavoratori concreti un incentivo a lavorare in modo efficiente.

Ma la sicurezza vince su tutto. Circa il 25 per cento di tutti i cedimenti di costruzione derivano da crolli e cedimenti di strutture in calcestruzzo e i cedimenti delle casseforme rappresentano più della metà della cifra [fonte: Hanna ]. Nel dicembre 2011, una lastra è crollata durante il getto di cemento durante un progetto di costruzione di un casinò a Cincinnati, Ohio, provocando diversi infortuni ai lavoratori sul luogo di lavoro. Il mese successivo, un'altra lastra in un altro cantiere di casinò è crollata durante il getto di cemento a Cleveland, Ohio [fonte: Feran ].

Le casseforme hanno anche causato centinaia di morti nei cantieri [fonte: Nemati ]. A Bailey's Crossroads, in Virginia, nel 1972, i lavoratori hanno rimosso le sponde - i supporti che reggono le lastre orizzontali mentre il cemento si fissa - dal 24° piano di un condominio troppo presto, provocando il crollo dell'intero edificio, uccidendo 14 persone lavoratori e mutilare molti altri [fonte: Hurd ]. Le forme possono crollare per sovraccarico di calcestruzzo, controventature inadeguate, puntellamenti inadeguati, resistenza insufficiente nel calcestruzzo prima della rimozione della cassaforma, sverniciatura impropria e una miriade di altri motivi.

Organizzazioni come l'Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro emanano linee guida per la progettazione e il lavoro con le casseforme. Avere supervisori in loco durante l'erezione delle casseforme e il getto del calcestruzzo può aiutare a ridurre al minimo i rischi derivanti dall'utilizzo di casseforme. Se il progetto della cassaforma deve essere modificato, gli appaltatori dovrebbero consultare in anticipo il progettista della forma. La cassaforma potrebbe essere una struttura temporanea, ma le sue conseguenze sulla struttura e su coloro che la costruiscono possono essere permanenti.

Per molte altre informazioni sul processo di costruzione, vedere i collegamenti nella pagina successiva.

Crollo

Per misurare la forza relativa di un lotto di calcestruzzo, gli appaltatori ne misureranno il crollo . Fondamentalmente, raccoglieranno un campione di cemento dal lotto in un cono alto un piede (3,7 metri), solleveranno il cono e lasceranno che il cemento cada in un mucchio, quindi misureranno la differenza tra l'altezza del cono e l'altezza del mucchio di cemento. Una differenza di altezza da 3 a 4 pollici (da 7,6 a 10,2 centimetri) è l'ideale, afferma Stamaty. "Se è un crollo di 10 pollici, significa che c'è troppa acqua nella miscela di cemento, il che significa che è davvero debole" [fonte: Stamaty ].

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