Бетон п2 и п3 что это значит: Что такое Подвижность П1 П2 П3 П4 П5

Данный процесс является одним из двух способов определения пластичности (подвижности) бетонной смеси. В отличие от другого способа – метода анализа монолита – этот более быстрый и поэтому чаще применимый в практике. Этот метод также характеризует удобоукладываемость бетона.

Суть метода определения подвижности конусом

В основе метода лежит применение усечённого конуса высотой около 30 см (ёмкость не более 6 л), а также понимание того, что подвижность взаимосвязана с наличием в составе смеси жидкости. Важно учитывать присутствие пластификаторов и их количество на 1 куб.м. Данная процедура проводится в следующем порядке:

• конус заполняют раствором
• бетон прокалывается (штыкуется) для уплотнения и удаления пустот, дополняется смесью
• конус снимают (вертикально поднимают) и располагают рядом с раствором
• производится проверка на пластичность:
  • если осадка конуса бетона составит 5 см, то данная смесь жёсткая
  • если осадка более 5 см, то смесь является подвижной

Что такое осадка конуса

Исходя из предыдущего пункта, можно определить, что усадка конуса бетона – это цифровое значение в сантиметрах, насколько опустился бетон после снятия формы конуса. Данный показатель даёт возможность классифицировать бетон по пластичности внутри классификационной группы. То есть, при усадке более 5 см, мы уже определяем смесь как высокоподвижную, но зная значение осадки конуса в 10-15 см, можно сделать вывод, что она относится к группе П-3.

Применение в строительстве смесей с разной осадкой конуса

В зависимости от показателя подвижности, назначение бетонных растворов может быть различно. Так, смеси категорий П2 и П3 применяют для монолитной заливки. А вот смеси с повышенной подвижностью с осадкой конуса от 16 до 21 см и показателем П-4 и выше, используют для заливки узких опалубок и колонн, сооружений с частой конструкцией арматуры. Последние растворы именуются ещё как литой бетон, его используют там, где затруднительно применять вибротрамбовки и уплотнители.

Как измерить осадку конуса бетона (видео)

Классификация бетонной смеси по принципу осадки конуса

На основе свойства подвижности бетона с точки зрения степени осадки конуса можно разделить материал на классы S1-S5. Различие классов определяется значением осадки конуса в мм и выявлением типа смеси. Ниже приведена таблица указанного соответствия:

Данная информация необходима для выбора или анализа уже имеющейся смеси относительно её предназначения и дальнейшего использования: достаточно ли она текучая при заливке конкретной формы определённого размера и конструкции. Эту классификацию можно применить к распределению смесей по типу подвижности, поэтому обозначение классов может быть в виде «П» , поясняя степень эластичности смеси, а не агрегатное состояние, как в таблице.

Бетон п3 или п4 разница

Подвижность бетона: разбавление водой. Определение эластичности путем анализа монолита, конусом

Бетон – просто незаменимый материал для строительства, который применяется повсеместно. Но для того чтобы правильно выбрать тип раствора необходимо учитывать основные характеристики массы такие, как удобоукладываемость, осадка конуса и подвижность массы. И как раз о том, что такое подвижность бетона и пойдет речь в данной статье.

Основные термины и определения

Прежде чем давать определения основным характеристикам раствора необходимо четко уяснить, что же представляет собой данный строительный материал.

Бетон – это состав, состоящий из четырех основных компонентов:

Основная задача бетона — соединить в монолитную структуру все компоненты. Достижение данной цели возможно только в том случае, если соблюдать правильные пропорции двух основных компонентов таких, как вода и цемент.

Песок и щебень именуются, как наполнители состава, и используются для придания крепости массе и уменьшения возможных деформаций монолитного изделия после застывания. Именно данные наполнители составляют структурный каркас монолитного изделия, который позволяет увеличить упругость конструкции и сократить деформации при серьезных нагрузках.

Подвижность

Подвижность или эластичность раствора – важное свойство, способное повлиять на выбор материала для строительства зданий и сооружений различного назначения. Подвижностью называют способность массы заполнять форму, в которую она помещена.

Обратите внимание! Способность массы заполнять форму может проявляться как при воздействии внешних сил, так и под влиянием собственной массы.

Подвижность бетонной смеси по госту подразделяется на 4 категории от п2 до п5 в зависимости от количества добавленной жидкости. Чем меньше жидкости, тем гуще раствор, самый густой обладает показателем п2 самый жидкий соответственно п5.

По показателям пластичности строительный материал делят на 2 группы:

1. Малоподвижные смеси или жесткие. Содержат малое количество воды и не способны под тяжестью собственного веса без воздействия внешних сил заполнить форму, в которую помещены. Такие составы обладают показателями п2 или п3. Укладка малоподвижной массы ведется при помощи вибрирующего и уплотняющего оборудования, которое позволяет удалять пустоты из монолита;

Совет. Если строительные работы с применением жестких бетонов ведутся зимой, раствор предварительно необходимо разогревать.

1. Смеси с высокой подвижностью, жидкие или литьевые. Растворы такого типа обладают показателями равными п4 или п5. Такие массы используются в процессах заливки опалубок, густоармированных изделий и колон своими руками.

Разбавление водой

Малая эластичность материала может существенно увеличить время на производство строительных работ при условии отсутствия на строительной площадке необходимого оборудования. И для того чтобы решить данную проблему многие прибегают к методу разбавления, делая из смесей п2-п3 смеси п4-п5.

Обратите внимание! Специалисты не рекомендуют прибегать к методу разбавления, потому что соотношение жидкости и цемента в растре является основополагающим, нарушение которого приведет к потере прочности и качества конструкции.

Если уплотнение будет произведено правильно и метод разбавления будет исключен, то вы получите прочную надежную конструкцию, механическая обработка которой может быть произведена такими методами, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.

Показатели подвижности

В том случае, когда марка бетона по подвижности была выбрана правильно, но заказывается он у поставщика и у вас есть сомнения в соответствии доставленного продукта с заявленными характеристиками, а цена смеси не так уж и мала, тогда можно на строительной площадке произвести проверку.

Определение подвижности бетонной смеси может быть произведено прямо во время разгрузки 2 способами:

• Определение методом анализа монолита;
• Конус для определения подвижности бетонной смеси.

Определение эластичности путем анализа монолита

Инструкция подобной проверки оговаривает возможность определения любого показателя пластичности смеси:

1. Перед началом проверки следует соорудить из деревянных досок несколько ящиков в форме куба с размером сторон 10-15 см;
2. Перед тем как заливать в подготовленные формы бетон следует древесину немного увлажнить, чтобы исключить забор влаги из раствора;
3. Раствор заливаем в ящики, после чего массу нужно проштыковать острым прутом арматуры, уплотнив таким образом монолит и выпустив воздух;

Совет. Дополнительного уплотнения можно добиться постучав молотком по стенкам ящичков.

1. Кубики должны просохнуть в течение 28-30 дней при температуре не меньше 20 0 С и влажности не менее 90%;
2. После того как созданные образцы просохнут, следует отправить их в лабораторию, где и будет произведена проверка смеси на соответствие заявленным показателям.

Явным недостатком данного метода является его длительность, потому чаще применяют метод определения пластичности при помощи конуса.

Определение эластичности конусом

На фото — схема конуса

Для применения данного метода понадобится конус для проверки подвижности бетона выстой около 30 см. В такой форме не должно помещаться больше 6 л материала.

Производится данная проверка следующим образом:

1. Конус заполняют раствором;
2. Бетон проштыковывается для уплотнения и удаления пустот;
3. Конус снимают и располагают рядом с раствором;
4. Производим проверку на эластичность:
   • Если осадка бетона составит 5 см, значит перед вами жесткий бетон;
   • Если осадка более 5 см, значит пред вами подвижный бетон.

Состояние массы после снятия конуса

В заключение

Работая с бетоном, необходимо правильно выбирать марку материала в соответствии с эластичностью массы и целью, для реализации которой она будет использована. Ну а если вы сомневаетесь в том, что, к примеру, подвижность бетона П3 это несложно проверить при помощи описанных методов.

Видео в этой статье расскажет вам еще больше о том, насколько важно грамотно подбирать бетон в соответствии с параметрами эластичности массы.

Подвижность бетонной смеси

Строительная индустрия востребовала строительные материалы с различными характеристиками. К ним относятся бетоны, имеющие широкое разнообразие свойств и показателей качества. Соответственно, при проведении работ необходимо оперативно получить точную оценку свойств данного материала, к примеру, текучести бетона, которая напрямую влияет на его эксплуатационные характеристики наряду с прочностью.

Что такое подвижность затворенного бетона?

То, как материал заполняет опалубку при определенном способе трамбования с формированием им уплотненной однородной массы, характеризует удобоукладываемость бетонной смеси. Для ее оценки используются показатели связности, подвижности, жесткости раствора. Подвижность бетона (осадка конуса) — способность смеси растекаться только за счет веса материала. Данное свойство ключевое при оценке допуска раствора к использованию на конкретном объекте.

Виды подвижности

Технологическое удобство пользования бетонной смесью — подвижность бетона имеет установленную классификацию степеней текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций. Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления пластификаторов. Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов.

От чего зависит?

Подвижность бетонной смеси определяется маркой цемента, плотностью цементного теста, водно-цементным содержанием, фракцией и формой зерна наполнителей (песка и щебня), чистотой наполнителей (воды, песка и щебня), соотношением компонентов (песка, цемента, воды, извести, щебня), качеством и количеством добавок. Также она зависит от условий заливки в опалубку на объекте.

Плотный и объемный арматурный каркас потребует повышенной текучести бетонных смесей, так как вибротрамбование в таких условиях затруднено. Когда в подобных условиях используется малоподвижный состав, плотность после уплотнения может не соответствовать установленным нормам (поры, раковины). Поэтому при подборе бетонного состава по степени подвижности (жесткости и связности) следует знать требования к несущей конструкции сооружения (особенно важно для фундамента) и конкретные условия его заливки (сложность формы опалубки и плотность арматурного каркаса).

Как обозначается?

Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции — от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.

Как определить подвижность?

Применяются различные методы, определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса — самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько естественным образом (под своим весом) усаживается бетонный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма, размеры которой зависят от величины фракций щебня. К примеру, конструкция высотой 300 мм, малым диаметром 100 мм и большим — 300 мм, внутренним объемом 7 л.

В нее с широкой стороны тремя порциями укладывают бетонную композицию, каждый слой которой уплотняют путем штыкования (8 – 9 движений на один слой) гладкой арматурой. Лишний раствор убирают. Затем конус переворачивают, как детскую паску, и освобождают раствор, уложенный конусом. Далее дают время, чтобы смесь осела, и осуществляют проверки величины подвижности вычислением снижения высоты раствора относительно верхнего среза формы (высота 300 мм), в которой он находился. Проверка проводится несколько раз для получения усредненного (более точного) результата.

Отсутствие разницы сообщает о максимальной жесткости состава. Когда смесью набрана разница высот до 150 мм — это малоподвижная композиция. Снижение конусом высоты до 150 мм и больше характеризует раствор как максимально текучий (подвижный).

Еще один метод — испытания вискозиметром (используется, когда в смесях щебень имеет размеры 0,5 – 4 см). Конусообразная форма раствора (формируется аналогично описанному выше) ставится на вибростол. В нее втыкается штатив с делениями, на который сверху надевается металлический диск. Включается виброплита и секундомер. Засекается время, когда груз под действием вибрации опустится вдоль штатива до определенной отметки. Полученная величина времени умножается на постоянный коэффициент 0,45. В результате определяется подвижность состава.

Следующий метод — испытания в формах. Используется открытый с одной стороны металлический куб (к примеру, 200 х 200 х 200 мм) для композиций с фракциями щебня до 7 см. В нем размещается конусообразная масса бетона.

Далее куб устанавливается на виброплиту. Одновременно с плитой включается секундомер. Измеряется интервал времени, за которое испытуемые бетонные смеси заполнят углы формы, а поверхность раствора становится ровной. Полученное время умножается на коэффициент 0,7. Результат — оценка подвижности состава.

Таблица подвижности бетонной смеси

Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, усадка состава до 5 см — жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм — это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.

Классификация

Удобоукладываемость бетонной смеси, зависящая от ее пластичности, определяется по результатам испытания, чаще всего при помощи конуса или после вибрации. Если при испытании раствор не усаживается, то есть разность высот бетона после выкладки и через определенный промежуток времени равна 0, такой состав называется жестким. Такие материалы маркируются буквой «Ж» и применяются при ограниченном круге работ в связи со сложностями в его укладке.

При разнице высот до 5 см раствор определяют как малоподвижный бетон. Разница в высоте конусов от 6 до 15 см означает, что материал относится к пластичным – это самый распространенный вид растворов. Если конус раствора уменьшается более чем на 15 см, он называется литая масса и применяется в специальных конструкциях.

Каждая марка бетона по удобоукладываемости имеет свое обозначение с индексом «П» и числовому значению. Подвижность заносится в таблицу, которая облегчает поиск характеристик. Они могут включать в себя различные параметры, для подвижности важна усадка конуса раствора:

Согласно показателям подвижности выделяют основные свойства бетонов: П1-П3 – малоподвижные составы, П4-П5 – составы с повышенной текучестью или подвижностью. Малоподвижные составы делаются с применением портландцемента, но в них большее количество песка. Они хорошо подходят для возведения монолитов. Для их качественной заливки требуется вибрация. Нельзя увеличить пластичность такого раствора, добавляя воду, в результате изменится цементное отношение и снизится прочность бетона. Повысить текучесть помогают пластификаторы.

Высокоподвижный бетон применяют, когда густое армирование приводит к образованию пустот и мешает трамбовке. Такое часто встречается при отливке колонн или других высоких и узких форм опалубки. Для этого лучше подходит подвижность класса П4. В этом случае бетон под действием силы тяжести сам заполняет все пустоты и не теряется своих свойств.

От плотности бетонной смеси во многом зависит прочность будущей конструкции. Поэтому при ее выборе нужно знать, в каких условиях изготавливается и заливается строительный состав, для какой цели она будет использоваться. Для каждой конкретной работы подбирается своя подвижность и жесткость смеси.

Зависимость подвижности от состава смеси

Бетон, применяемый в строительстве, состоит из цемента и нейтральных наполнителей – щебня разных фракций, песка. Его подвижность зависит от соотношения, качества наполнителей и наличия примесей. Чтобы изменить некоторые характеристики применяют специальные присадки, добавки для увеличения текучести называются пластификаторы. Идеальная пластичность достигается при правильном соотношении водоцементной смеси, увеличение количества наполнителей делает ее более жесткой.

Чтобы добиться оптимальной прочности и текучести растворов, пропорция воды и цемента в растворе по массе должна составлять 0,4. Нарушение этого баланса приводит к снижению прочности после затвердевания. А добавление воды в готовый состав для увеличения подвижности приведет к тому, что расслаиваемость бетонной смеси резко снизит качество конструкции. Малая подвижность достигается добавлением песка, в результате чего она не расслаивается, но для качественной укладки требуется трамбовка.

График водопотребности бетонной смеси

Повысить подвижность раствора, можно увеличив долю цемента в нем. Это связано с тем, что тонкая фракция цемента обволакивает поверхности зерен наполнителей, не позволяя соприкасаться, трение между ними уменьшается, а текучесть увеличивается. Данный способ повышения текучести не сказывается на прочности, но увеличивается стоимость раствора. Повышает подвижность и укрупнение фракции щебня, поскольку меньшая площадь снижает внутреннее трение. Но галечный щебень не рекомендовано использовать, поскольку его гладкая поверхность снижает прочность состава.

Сильно влияет на показатели П1-П5 наличие различных примесей. Поэтому в щебне или песка неприемлемо большое количество пыли, органических включений или глины. При затвердении такие примеси создают зоны со сниженной прочностью, что сказывается на надежности зданий и сооружений.

После изготовления раствор сохраняет пластичность в течение 2 часов. Чтобы доставить его на место с сохранением нужной текучести применяют пластификаторы. Это присадки, позволяющие сохранять и даже увеличивать пластичность раствора до 25%. Их применение даст возможность отказаться от трамбовки или применения вибрации даже с растворами П2-П3. В их состав входят парафин, эфир фталевой кислоты, фосфаты и другие вещества. Раствор с пластификатором сохраняет показатели текучести на протяжении 6 часов после изготовления, этого достаточно для естественного заполнения пустот. При домашнем строительстве в качестве пластификатора иногда применяют мыло или средства для мытья посуды.

Правильно подобранная пластичность обеспечит быструю и качественную укладку бетона, повысит его технические характеристики после затвердевания. Это достигается оптимальным соотношением компонентов и условиями укладки. Подвижность раствора оперативно подбирается непосредственно во время проведения работ, исходя их этих факторов.

На что влияет подвижность бетонной смеси, и как ее измерить

Один из самых востребованных материалов в строительстве — бетон.

Наряду с основной характеристикой бетона — прочностью — большое значение имеет удобоукладываемость бетонной смеси, поскольку она влияет на трудозатраты при производстве бетонных работ и качестве готовых контрукций.

Удобоукладываемость бетонного раствора: что это такое

Бетонный камень — прочный строительный материал, продукт реакций гидратации, протекающих в водном растворе цемента. Дополнительно в состав могут быть добавлены заполняющие компоненты:

Количество воды в составе бетонного раствора может быть разным.

Показывает количество воды в составе бетонного теста водоцементное соотношение. Обычное значение в/ц, как правило, 0,3—0,55. Для реакции гидратации достаточно в/ц менее 0,3, но смесь получается очень густой.

Удобоукладываемость бетона зависит от двух параметров:

Подвижность бетона

Подвижностью называется способность бетонного раствора самопроизвольно растекаться под влиянием собственного веса или незначительной обработки. Чем больше воды в растворе, тем он подвижнее.

По подвижности все смеси делятся на 3 вида:

Расслаиваемость бетонного раствора

Расслаиваемость смеси связана с ее подвижностью. Чем больше в растворе воды, тем выше его расслаиваемость, то есть осаждение заполнителей и отсекание воды.

Расслаиваемость регламентируется по ГОСТ 10181.4-81.

Для определения расслаиваемости существуют разные методы. Например, смеси дают отстояться и собирают сверху воду пипеткой. Исходя из соотношения собранной воды к объему раствора определяют расслаиваемость.

Как определяют подвижность бетонной смеси

Для определения текучести бетона используют метод испытания с конусом Абрамса, который также называется «испытанием бетона на осадку».

Этот метод используется в отечественной практике и соответствует европейским нормам.

Видео: Конус Абрамса

Требования к конусу

Конус Абрамса изготавливают из листовой стали не менее 1,5 мм толщиной. Его внутренняя поверхность имеет шероховатость не более 40 мкм. Есть два вида конуса: нормальный и увеличенный.

Нормальный конус используют для растворов, содержащих заполнители фракции не более 40 мм. Для смесей с более крупным заполнителем применяется увеличенный конус.

Как проводится испытание бетона на осадку

Перед проведением испытаний внутреннюю поверхность конуса очищают и смачивают.

Конус устанавливают на металлический лист и заполняют его бетонной смесью с помощью воронки. Смесь закладывается в 3 слоя (для марок П1—П3), причем каждый слой уплотняется штыкованием при помощи металлического стержня 25 раз (в увеличенном конусе — по 56 раз для каждого слоя). Для марок П4—П5 конус заполняется в один прием, а штыкование применяется 10 раз в конусе нормального размера или 20 — в увеличенном.

Когда смесь уложена и уплотнена, излишек срезают кельмой по верхней кромке и, не позднее, чем через 3 минуты плавно снимают конус (в течение 5—7 секунд).

Затем измеряют осадку конуса бетона и сравнивают с высотой металлического конуса. Для увеличенного конуса значение умножают на 0,67.

Видео: Учимся определять подвижность бетона

Классификация бетона по удобоукладываемости

В зависимости от величины осадки конуса выделяют 5 марок бетонной смеси по удобоукладываемости, где П1 — малоподвижная смесь, а П5 — текучая.

Жесткие и сверхжесткие смеси осадку конуса не дают. Жесткость смеси измеряют при помощи специального прибора (технического вискозиметра), который уплотняет смесь вибрацией. В зависимости от необходимого времени (в секундах) на обработку, смеси классифицируют по жесткости на жесткие и сверхжесткие.

Факторы, влияющие на подвижность

Представим себе бетонные растворы с разным содержанием воды. Густой раствор с низким водоцементным соотношением держит форму и не растекается. Чем выше водоцементное соотношение, тем выше текучесть раствора. Таким образом, основной фактор, влияющий на подвижность бетонной смеси — пропорции воды к цементу.

Но чем больше в растворе воды, тем меньше прочность готовой конструкции.

Казалось бы, выход – уменьшить количество воды в смеси, но густые растворы тяжело заполняют опалубку, особенно, если конструкция густо армирована. Требуется приложить много усилий и затрат электроэнергии на уплотнение бетонной смеси в опалубке; в противном случае, в готовой конструкции будут пустоты, что снизит ее прочность.

Подвижность бетонной смеси зависит также от следующих факторов:

1. Вид цемента. Портландцемент, содержащий кремнеземистые компоненты, позволяет получить более подвижные смеси.
2. Размер и форма заполняющих материалов. Крупные заполнители увеличивают подвижность бетона.
3. Наличие примесей в песке. Примесь глины снижает текучесть цементной смеси.

В настоящее время существует простой, экономически целесообразный и эффективный метод повышения подвижности бетона без снижения его прочностных характеристик. Это применение пластификаторов.

В качестве пластифицирующих добавок используют:

1. хлористые соли;
2. электролиты;
3. поверхностно-активные вещества;
4. клей ПВА-МБ;
5. известь (для штукатурных цементных растворов).

У каждого из этих видов добавок есть свои ограничения, кроме того, не всегда возможно точно подобрать дозировку и рассчитать эффект.

Чтобы получить гарантированный результат, применяют пластификаторы промышленного производства, которые могут поставляться как в форме порошка, так и в форме жидкости, удобной для дозирования и добавления в раствор.

Пластифицирующие добавки подразделяются на 4 группы в зависимости от силы воздействия на бетонный раствор.

Помимо увеличения пластичности, применение пластификаторов обеспечивает дополнительные преимущества:

1. Экономия цемента. Например, пластификаторы CEMMIX Plastix и CemPlast позволяют экономить до 10—15% цемента.
2. Экономия воды.
3. Улучшение смешиваемости раствора.
4. Предотвращение расслаивания смеси.
5. Увеличение срока «жизни» раствора, что может быть важно при необходимости транспортировки.
6. Качественное заполнение опалубки.
7. Самоуплотнение смеси, благодаря чему можно уменьшить затраты на ее обработку.
8. Более быстрый набор прочности (например, раствор с добавкой для теплых полов CemThermo показывает марочную прочность бетона уже на 10-й день, то есть прочность через 28 суток будет выше расчетной).
9. Улучшение сцепления с арматурой.

Пластификаторы испытаны в лаборатории, их точная дозировка рассчитана. Они не оказывают негативного влияния на арматуру и не провоцируют появление высолов на поверхности бетона.

Как применяются в строительстве смеси разной подвижности

Подвижные смеси классифицируются на 4 категории, с П1 по П5:

1. П1 — малоподвижные. Наиболее густые смеси. Используются для монолитных конструкций (например, лестниц). Обязательно применяется механическое уплотнение бетонной смеси.
2. П2—П3 используются часто, подходят для большинства стандартных конструкций. Подвергаются уплотнению.
3. П4 применяются для армированных конструкций, например, колонн, высоких фундаментов. Не требуют уплотнения.
4. П5 — текучие смеси (литьевые) применяются только в герметичных опалубках. Подходят для густоармированных конструкций.

Пористость бетона. Что это такое, и на что она влияет

На вид готовый бетон — сплошная плотная субстанция. На самом деле, в структуре бетона имеются поры.

Пористость и плотность обратны по отношению друг к другу: чем выше пористость бетона, тем ниже его прочность.

Как появляются поры в бетоне?

Чтобы понять, откуда в бетоне поры, нужно представлять процесс образования бетонного камня. Составляющие цемента, смешиваясь с водой, вступают в реакции гидратации, в ходе которых образуются новые кристаллические соединения. Но для реакции нужно меньше воды, чем необходимо для замешивания более-менее пластичного раствора, поэтому часть воды не вступает в реакцию. Кроме того, смесь захватывает воздух, который также способствует появлению пор.

Поры в бетоне уменьшают его плотность (и, соответственно, массу кубометра бетона), следовательно, снижают и его прочность.

Применение пластификаторов позволяет более полно вовлечь цемент в реакции гидратации и уменьшить воду затворения, благодаря чему уменьшается пористость бетона: количество пор и их диаметр уменьшается, что повышает плотность и, следовательно, прочность бетона.

Другие факторы, влияющие на плотность бетона

Помимо плотности бетонного камня как такового, на плотность бетона оказывает влияние состав смеси, в том числе, заполнители:

1. В самые тяжелые бетоны добавляют стальную стружку. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/куб. м
2. Плотность тяжелых бетонов от 2100 до 2500 кг/куб. м. В качестве заполнителей используется диабаз, гранит, известняк.
3. Облегченный бетон с плотностью 1800—2000 кг/куб. м изготавливают, применяя в качестве заполнителя щебень.
4. При изготовлении легких бетонов применяют пористые заполнители — керамзит, туф, вспученный шлак и пемзу.

Температура бетонной смеси

Для набора прочности бетона основополагающее значение имеет температура смеси.

Оптимальная температура твердения бетона +18—20°С. Чем ниже температура, тем медленнее происходит набор прочности, и в итоге это влияет на конечные характеристики прочности бетона. При +5°С твердение практически останавливается, а при 0°С и ниже полностью прекращается. Напротив, при высоких температурах +30°С и выше, бетон твердеет слишком быстро. Обе ситуации снижают прочность готовых бетонных конструкций.

Вот почему в условиях неподходящей температуры окружающей среды применяются меры ухода за бетоном: укрывание, прогрев либо, напротив, поливание холодной водой, чтобы обеспечить оптимальные условия набора прочности.

Сохраняемость свойств бетона

Сохраняемостью свойств называют способность бетонной смеси сохранять удобоукладываемость в течение заданного времени.

Применение пластификаторов позволяет замешивать смеси повышенной сохраняемости. По сравнению со смесями, не содержащими специальные добавки, смеси повышенной сохраняемости имеют следующие преимущества:

1. переносят длительную транспортировку без потери свойств;
2. оптимизируют организацию арматурных, опалубочных и бетонных работ;
3. повышают монолитность конструкций благодаря уменьшению количества швов;
4. уменьшают потери бетона, связанные с быстрым схватыванием;
5. снижают объем работ и затраты электроэнергии;
6. повышают качество бетонных конструкций.

Качество бетонных конструкций напрямую зависит от свойств бетонной смеси: подвижности, удобоукладываемости, плотности и пористости, способности смеси сохранять ее свойства, а также от условий, в которых происходит ее отвердевание. Улучшить все перечисленные показатели смеси позволяет применение специальных добавок для бетона — пластификаторов. Современные пластификаторы — экономичные и удобные в применении жидкости, которые улучшают удобоукладываемость бетона, повышают его плотность и прочность, и позволяют экономить время, расходные материалы, трудозатраты и электроэнергию при производстве бетонных работ.

Подвижность бетонной смеси | ООО «РБУ №2»

Определение подвижность бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси — это один из важнейших показателей, определяющих ее способность растекаться и уплотняться в опалубке под действием собственного веса.

Подвижность бетона определяется количеством жидкости в его составе. По СТБ подвижность разделяется на 5 категорий: от П1 до П5 в зависимости от количества этой жидкости. Чем её больше, тем жиже раствор, и тем лучше он распределяется по форме. Чем гуще раствор, тем хуже его подвижность.

Прочность бетона и водоцементное соотношение бетона. 

Прочность бетона определяется его водоцементным соотношением. Это значит, что чем больше мы добавляем воды в бетонную смесь для увеличения ее подвижности, тем больше добавляется и цемента, для того, чтобы прочность бетона не снижалась. Эта особенность приводит к тому, что чем выше подвижность бетона, тем выше и его стоимость.

При производстве бетона мы добавляем строго регламентированное количество воды в бетон, исходя из количества цемента. При добавлении воды в уже готовую смесь на строительной площадке, Вы автоматически снижете его прочность. Причем даже добавление 30 – 40 литров воды на 1 м3 смеси достаточно резко снижает прочность бетона. И в итоге, в конструкции у вас будет бетон на один или несколько марок ниже, чем тот, который был Вам изначально поставлен, и за который Вы заплатили.

Для каждого вида работ требуется своя подвижность. Самые малоподвижные смеси имеют индекс П1 и П2. При выгрузке из транспорта такие смеси не растекаются, а остаются неподвижными в виде горки. На вид смесь рассыпчатая. Если взять ее в руки, из нее можно слепить подобие снежка. Такие смеси возможно транспортировать только на самосвале. В автобетоносмесителе такие смеси не поставляются.

Учитывая, что в данных смесях меньше воды, цемента в них немного меньше, чем в подвижных (текучих) смесях. В связи с этим стоимость таких смесей немного ниже, чем у остальных.

Стоимость доставки самосвалом часто оказывается на половину дешевле, чем доставка миксером. Поэтому приобретение такого бетона с доставкой самосвалом выигрывает в цене, по сравнению с доставкой автобетоносмесителем. Однако, стоит учитывать, что укладка бетона такой подвижности более трудоемкий процесс, и при заказе такого бетона необходимо правильно рассчитывать свои силы, с учетом того, что срок жизни (сохраняемости) такого бетона не превышает 3 – 4 часов. После истечения 3 – 4 часов бетон начинает резко терять свои качества. И это не заметно человеку, не имеющему большого опыта работы с бетонными смесями. Никакие мероприятия по укрывке бетона или его смачиванию не вернут ему утерянных свойств. Также при заказе такого бетона необходимо учитывать важнейшее условие – в готовый к применению бетон ни в коем случае нельзя добавлять воду, чтобы не снизить его прочностные характеристики.

Если Вы планируете приобрести бетон с низкой подвижностью и в дальнейшем на своем объекте добавлять в него воду, то Вам следует приобретать БЕТОН С ЧАСТИЧНЫМ ЗАТВОРЕНИЕМ. Такой бетон соответствует действующим СТБ и изготавливается специально малоподвижным, но с возможностью добавлять воду на строительном объекте. При работе с таким бетоном Вы можете сами выбрать ту подвижность, до которой на объекте хотите его разбавить водой. При этом транспортная подвижность у него будет ниже — П1 или П2. Необходимое для добавления количество воды будет указано в документе о качестве бетонной смеси, который оформляется на каждую партию и передается через водителя.

Стоимость такого бетона будет равняется стоимости готового бетона той подвижности, которую Вы будете делать у себя на объекте. Если Вы планируете доставленный на объект бетон дополнительно транспортировать по своему объекту при помощи строительных тачек, в этом случае Вам стоит серьезно отнестись к выбору подвижности бетона. Итоговая стоимость поставки малоподвижных бетонов готовых к применению будет ниже за счет использования самосвала и отсутствия простоев автобетоносмесителя на объекте для перегрузки в тачки.

Самая распространенная в строительстве подвижность — П3, идеально подходит при непосредственной подаче бетонной смеси из автобетоносмесителя в подготовленную опалубку. Умерено подвижная, легко вибрируется и заглаживается. При такой подвижности происходит максимально эффективная загрузка автобетоносмесителя. Купить качественный бетон Вы можете на нашем предприятии.

При заливке бетона с использованием бетононасоса, для того чтобы бетон смог беспрепятственно проходить по трубопроводам, подвижность должна быть не ниже П4.

Если Вам требуется удлинить лотки на автобетоносмесителе трубой, для увеличения длины подачи, то Вам так же больше подойдёт бетон с подвижностью П4.

При транспортировке на дальние расстояния, либо при укладке в течение более трех часов, подвижность бетона в автобетоносмесителе снижается, это необходимо учитывать при заказе и при вышеперечисленных условиях правильнее заказать подвижность на одну ступень выше, чем Вам требуется. В таком случае, Вы получаете дополнительное время на транспортировку и укладку, без потерь в качестве.

При заказе бетона с подвижностью П4 и выше требуется учитывать, что объем загрузки смеси в автомобиль снижается на 10 – 15 %, что в свою очередь приводит к увеличению количества рейсов необходимых для полного выполнения вашей заявки. Следовательно, и итоговая стоимость заказа увеличивается.

Планы P1, P2 и P3 в конкретном представлении.

Контекст 1

… граф абстрактного пространства для этого пути затем показан на рисунке 8 выше. Теперь рассмотрим рисунок 9. На нем представлены два дополнительных конкретных состояния, из которых может быть достигнуто целевое состояние S c на рисунке 7. …

Контекст 2

… вводит два дополнительных конкретных состояния, из которых может быть достигнуто целевое состояние S c на рисунке 7. Из начального состояния в правом нижнем углу рисунка 9 агент может распаковать BlockC, отложить его, затем взять BlockA и сложить его на BlockB.Назовем этот план P2. …

Context 3

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же состоянию цели, P1, P2 и P3. Эти конкретные планы показаны наглядно на рисунке 9. P1 начинается в крайнем левом состоянии со всеми тремя блоками на столе, и продолжается горизонтально по рисунку 9. P2 начинается с состояния в крайнем нижнем правом углу рисунка 9.. ..

Контекст 4

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же состоянию цели, P1, P2 и P3.Эти конкретные планы показаны наглядно на рисунке 9. P1 начинается в крайнем левом состоянии со всеми тремя блоками на столе, и продолжается горизонтально по рисунку 9. P2 начинается с состояния в крайнем нижнем правом углу рисунка 9.. ..

Контекст 5

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же состоянию цели, P1, P2 и P3. Эти конкретные планы графически показаны на рисунке 9. P1 начинается в крайнем левом состоянии со всеми тремя блоками на столе, и продолжается горизонтально по рисунку 9.P2 начинается с состояния в дальнем правом нижнем углу рисунка 9. Это самый длинный план, он проходит влево, затем по диагонали влево, а затем обратно по рисунку. …

Контекст 6

… — самый длинный план, проходит влево, затем по диагонали влево, а затем обратно по рисунку. План P3 начинается в правом верхнем углу рисунка 9, переходя в центральное состояние и обратно по горизонтали в целевое состояние. Состояние данного плана P i будет называться S i, j, где i указывает номер плана, а j — положение в плане, которое состояние занимает от j = 1 до j = длина (план i)….

Контекст 7

… эти сходства, они отличаются тем, что все три плана начинаются с разных начальных наблюдений. Также обратите внимание, что каждое состояние выше или ниже другого состояния на рисунке 9 структурно одинаково, отличается только маркировкой блоков. Теперь давайте рассмотрим абстрактное представление трех конкретных планов. …

Context 8

… что первая пара в планах P1, P2 и P3 в библиотеке планов начинается с нулевого действия.Также обратите внимание, что каждое состояние S i, j представляет реальное конкретное состояние из рисунка 9. На рисунке мы видим, что ячейка содержит один «столбец» состояний из рисунка 9. …

Контекст 9

.. Кроме того, каждое состояние S i, j представляет собой реальное конкретное состояние из рисунка 9. На рисунке мы видим, что бункер содержит один «столбец» состояний на рисунке 9. Число этих конкретных состояний равно, а количество — нет. . …

Context 10

… в таких разнообразных наборах задач распознаватель сможет работать относительно хорошо.Дополнительное свидетельство большого пространства состояний для области планирования с расширенным STRIPS показано на рисунке 49, на котором показаны проценты этапов планирования (распознавания), на которых невозможно было сделать прогнозы. Наблюдение за состоянием с новым абстрактным представлением — единственный пример шага, на котором нельзя делать прогнозы, потому что совпадение на любом уровне приведет к формированию прогноза о намерениях планировщика. …

Контекст 11

…эта скорость обратно пропорциональна скорости создания корзины. Рисунок 50 показывает, что уровень невозможности прогнозирования в конечных точках кривых по-прежнему соответствует рисунку 49. Процент этапов планирования, на которых невозможно было сделать прогноз для области расширенного STRIPS. …

Здания | Бесплатный полнотекстовый | Определение размеров дефектов бетона с помощью ультразвуковых карт скорости

1. Введение

• поддержание целостности конструктивного элемента или здания с незначительным вмешательством в его текущее состояние;

• сбор данных об участках конструктивного элемента или здания, недоступных иным образом;

• возможность изучения конструкции даже при наличии явлений повышенной нестабильности или опасных структурных ситуаций с достаточным запасом прочности для операторов;

• возможность исследования либо отдельных элементов, либо всего тела конструкции, либо хотя бы значительных его частей; это невозможно для традиционных инвазивных тестов, так как извлечение керна, принудительно ограниченное отдельными точками, не дает информации, обобщаемой на весь комплекс;

• учет текущих граничных и рабочих условий работы в пользу надежности информации: исключительное использование тестов на лабораторных образцах, которые практически никогда не нарушаются, предполагает использование поправочных коэффициентов, никогда не уточняемых настолько, чтобы обобщить реальные условия;

• быстрота исполнения;

• повторяемость испытаний; и

• экономия материалов и испытательного оборудования.

• методы определения твердости поверхности: отрыв, отбойный молоток, плоские домкраты;

• акустические и колебательные методы: динамическое определение характеристик, звуковые и ультразвуковые методы, акустическая эмиссия;

• электрические и магнитные методы: удельное электрическое сопротивление, методы потенциального поля, радар, инфракрасная термография, микроволновые испытания, рассеяние магнитного потока;

• радиологические методы: рентгеновские лучи, гамма-лучи, нейтронные пучки; и

• визуальные и оптические методы: эндоскопия, интерферометрия, голография, лазер, красители-пенетранты.

Чтобы изучить эту проблему, УЗ был проведен на небольшой бетонной стене с различными дефектами (пустоты и некоторые пластиковые элементы), намеренно осевшими внутри стены во время заливки с целью имитации типичных дефектов бетона, таких как каменные карманы, соты. , и расслоение.На поверхности стен размещена сетка точек измерения, и для каждой точки ультразвуковой сигнал был получен и обработан после прохождения через толщину стены. Уровень точности UT при обнаружении и определении размеров внутренних дефектов бетона обсуждался со ссылкой на различное расстояние между точками сетки, и были рассмотрены некоторые соображения относительно выбора наиболее подходящей сетки измерений.

2. Ультразвуковой контроль

Более простой и быстрый способ получить необходимую информацию с помощью UT на месте — это измерение скорости распространения волн V.Импульс продольных колебаний создается электроакустическим преобразователем, контактирующим с одной поверхностью элемента, и преобразуется в электрический сигнал вторым преобразователем после того, как он прошел через материал по пути известной длины L. схема синхронизации позволяет измерить время прохождения T импульса, а затем средняя скорость V волны просто получается как отношение L / T. Когда преобразователи расположены прямо напротив друг друга на противоположных сторонах структурного элемента (метод прямой передачи), длина пути L является кратчайшим расстоянием между преобразователями.

V = (Edd) ⋅ (1 − n) (1 + n) ⋅ (1−2n),

(1)

Когда ультразвуковая волна, распространяющаяся через бетон, пересекает границу раздела бетон-воздух, передача энергии через нее незначительна. Таким образом, любая заполненная воздухом трещина или пустота, лежащая непосредственно на пути волны, будет препятствовать прямой ультразвуковой волне, перемещая ее через окраину дефекта и приводя к более длительному времени распространения, чем в аналогичном бетоне без дефекта.Этот эффект можно использовать для обнаружения дефектов, пустот или других дефектов размером не меньше длины волны, поскольку мелкие дефекты обычно не оказывают значительного влияния на время пробега волны, но в равной степени, вероятно, имеют второстепенное инженерное значение. Таким образом, возможно обнаружение дефектов, заполненных воздухом, когда сетка измерений скорости волны размещается над областью, в которой эти дефекты расположены. Предполагая, что бетон вокруг дефекта равномерно плотный, размер таких дефектов можно оценить как функцию области, в которой скорости волн самые низкие.

3. Экспериментальные испытания

UT был применен в режиме прямой передачи. Тестирование проводилось на бетонной стене с помощью ультразвукового испытательного оборудования Pundit Lab +, разработанного Proceq ^® , Шверценбах, Швейцария. В состав испытательного оборудования входят:

• пара стандартных преобразователей (диаметр 0,04 м) с собственной частотой 54 кГц для излучения и приема сигналов;

• блок формирования, сбора и предварительного анализа сигналов;

• ПК для хранения данных и дальнейшей обработки сигналов; и

• специализированное программное обеспечение Pundit Link, которое открывает все возможности ультразвуковой испытательной системы.

Подающий сигнал представляет собой прямоугольную волну с входным напряжением 500 В, которая позволяет обнаруживать сигналы, даже если они сильно ослаблены. Сухой связующий агент между преобразователями и бетоном был использован для уменьшения рассеяния энергии сигнала из-за разницы акустического импеданса между контактирующими материалами.

4. Обработка данных и результаты

4.1. Карты скоростей

Чтобы получить удобное для пользователя представление результатов, для каждой сетки распределение данных V было графически представлено путем реализации двух различных типов карт скорости.На картах каждая ячейка идентифицирует одну пару излучатель-приемник и, таким образом, одно значение V, и является представителем своего окружения.

4.1.1. Карты скорости. Тип 1

Карты этого типа позволяют собирать информацию о внутренней части стены и определять наличие областей, характеризующихся аномальным V-образным распределением, что дает ценную картину стены.Тем не менее, точное определение размеров искусственных дефектов затруднено, как и выбор более подходящей сетки из-за уже упомянутого влияния на V внутренних характеристик и геометрии стены.

4.1.2. Карты скорости. Тип 2

Эти карты могут использоваться для определения размера дефекта, как описано в следующем разделе.

5. Определение размера дефекта

I = (AestAact) ⋅100−100,

(4)

6. Комментарии

В свете этих соображений становится очевидной сложность определения оптимальной сетки, чтобы максимально использовать возможности UT для выявления и определения размеров дефектов, присутствующих внутри бетонного элемента. Критерий выбора сетки должен основываться на предварительном представлении о типе и размере обнаруживаемых дефектов. С этой точки зрения необходимо иметь в виду некоторые аспекты:

• небольшие дефекты труднее идентифицировать, но они также, как правило, менее важны с инженерной точки зрения;

• более точные измерительные сетки более чувствительны к наличию дефектов, но в то же время на них сильно влияет внутренняя неоднородность материала, которая влияет на распространение сигнала и, следовательно, на его скорость;

• когда целью является качественная предварительная диагностика конкретного элемента или конструкции, уже достаточно менее доработанных сеток, которые облегчают как выполнение тестов, так и анализ данных; и

• нельзя игнорировать время и стоимость тестов.

Исходя из результатов настоящего эксперимента, возможная оперативная методология следующая: данные UT могут быть сначала реализованы в соответствии с картами скоростей типа 1, чтобы собрать исчерпывающую информацию о внутренней части конкретного элемента, выбирая шаг сетки в соответствии с геометрией задачи и ожидаемыми результатами и, в конечном итоге, повторение тестов с другим шагом сетки; после этого, как только будут определены области, потенциально затронутые интересующими дефектами, данные могут быть реализованы в соответствии с картами скоростей типа 2 с целью локализации и определения размеров дефектов.На этом втором этапе выбор сетки должен производиться в соответствии с минимальным размером дефекта, который необходимо определить.

7. Выводы

Эта статья иллюстрирует результаты экспериментального испытания, направленного на проверку эффективности ультразвукового контроля (УЗ) при обнаружении аномалий внутри бетонных элементов с учетом влияния расположения сетки измерений.

UT было выполнено на небольшой бетонной стене, в которой были устранены некоторые дефекты во время заливки: пустая коробка из полистирола, принятая за макрополость (MC), и три пластмассовых диска (P1, P2, P3), принятые как мелкие подповерхностные дефекты.Измерения UT были выполнены с применением метода прямой передачи (DTT). Были реализованы пять измерительных сеток, имеющих разный интервал, путем маркировки точек излучения и приема на противоположных поверхностях стены. Для каждой точки был передан и получен ультразвуковой сигнал, а скорость распространения V была извлечена и проанализирована. Затем для каждой сетки распределение данных V было графически представлено путем реализации двух различных типов карт скоростей, где каждая ячейка идентифицирует одну пару излучатель-приемник — и одно значение V — и является представителем своего окружения.

Можно сделать следующие выводы.

• Пять сеток измерений показывают одинаковое значение V _max и V _{среднее значение} и небольшую разницу в V _min , что является наиболее рассеянным свойством в соответствии с тем фактом, что дефекты замедляют скорость сигналов. которые дифрагируют по периферии дефекта, тогда как самые высокие значения V обычно достигаются в точках без дефектов, независимо от наличия или отсутствия некоторых дефектов в других областях стенки.Этот результат подтверждает чувствительность V к наличию аномалий внутри бетона.

• Карты скоростей типа 1, основанные на определении различных уровней V, позволяют собирать информацию внутри стены и определять наличие областей, характеризующихся аномальным распределением V, что дает ценную картину стена. Тем не менее, точное определение размеров искусственных дефектов затруднено, поскольку на распространение сигналов влияют не только искусственные дефекты, но и все изменения внутренней структуры стены.

• Карты скоростей типа 2 были реализованы для того, чтобы выделять только искусственные дефекты, даже если ценой потери некоторой информации, и использовались для определения критерия оценки точности V-карт при определении размеров искусственные дефекты на основе индекса I, который учитывает сумму A _est площади темных ячеек, выделенных картой, и фактической площади дефекта A _act .

• Выбор сетки измерений существенно влияет на диагностические возможности УТ.Пропорция между шагом сетки и размером дефекта, а также несоосность между центром ячейки сетки и положением дефекта являются наиболее влияющими факторами. Было указано, что, когда шаг сетки превышает размер дефекта, ошибка, допущенная UT при оценке размера дефекта, значительно возрастает и что неблагоприятное сочетание размера ячеек и эксцентриситета между центром ячеек и самим дефектом может приводят к очень большим просчетам при определении размеров дефекта.

Результаты, полученные с тех пор, показывают, что карты скоростей являются мощным инструментом для идентификации дефектов бетона. Чтобы оптимизировать диагностические возможности метода, найти компромисс между максимальной точностью и минимальным временем тестирования, данные UT должны быть сначала реализованы в соответствии с картами скоростей типа 1, чтобы собрать исчерпывающую информацию о внутренней части бетонного элемента, а затем в соответствии со скоростными картами типа 2, чтобы определить местонахождение и размер внутренних дефектов.Важность расстановки и расположения точек измерения, которая ясно вытекает из нынешних экспериментов и которая не была достаточно и всесторонне проанализирована в существующей литературе, предполагает необходимость углубления этой темы и способствует будущей реализации критериев проектирования для измерительных сеток в стандарты и руководства, относящиеся к UT. В заключение, представленное исследование позволяет нам пролить свет на аспект UT, который в настоящее время недостаточно освещен в литературе, и предоставляет важные и полезные результаты, чтобы понять важность проблемы и предложить возможность для дальнейших исследований, например, с помощью варьируя тип и характеристики дефектов бетона.

Влияние древесной золы как частичного заменителя цемента при изготовлении древесно-цементных панелей

Материалы (Базель). 2019 сен; 12 (17): 2766.

Viet-Anh Vu

¹ Департамент древесины и лесных наук, Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

Alain Cloutier

¹ Департамент лесных и лесных наук , Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

Бенуа Биссоннетт

² Департамент гражданского строительства, Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

Пьер Бланше

¹ Департамент лесных наук , Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

Josée Duchesne

³ Департамент геологии и инженерной геологии, Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

¹ Департамент древесины и лесных наук, Лаваль Университет, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

² Департамент гражданского строительства, Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

³ Департамент геологии и геологии ологическая инженерия, Университет Лаваля, Квебек, QC G1V 0A6, Канада

Поступило 9 августа 2019 г .; Принята в печать 23 августа 2019 г.

Abstract

Целью данного исследования было рассмотрение использования древесной золы биомассы в качестве частичной замены цементного материала в древесно-цементных плитах. Древесно-цементно-древесно-стружечные плиты (WCAP) были изготовлены с использованием 10%, 20%, 30%, 40% и 50% древесной золы в качестве частичной замены цемента древесными частицами и испытаны на прочность на изгиб, жесткость, водопоглощение, и тепловые свойства.Результаты испытаний показывают, что потребность в воде увеличивается с увеличением зольности, а механические свойства немного снижаются с увеличением зольности до 30% замены. С другой стороны, теплоемкость увеличивается с увеличением содержания древесной золы. WCAP может способствовать снижению потерь тепла стенами здания, учитывая их относительно низкую теплопроводность по сравнению с гипсовыми плитами. Было обнаружено, что замена цемента в количестве примерно 30% по весу дает оптимальные результаты.

Ключевые слова: биомасса, древесная зола, фиброцемент, прочность, раствор

1. Введение

Фиброцементные панели присутствуют на рынке давно. Первоначально в качестве армирующего материала использовался асбест, но из-за опасности для здоровья он был заменен целлюлозой в 1980-х годах. В настоящее время эти панели используются в качестве наружного сайдинга, черепицы и черепицы для наружных работ. Древесно-цементная древесно-стружечная плита имеет ряд преимуществ: она устойчива к термитам, не гниет, ударопрочная и огнестойкая.Однако исследования совместимости древесины с цементом [1,2,3] показывают, что не все породы одинаково подходят для производства древесно-цементных плит. Породы хвойных пород действительно обладают наибольшим потенциалом для этого типа применения. Результаты Tittelein et al. [4] показывают, что можно изготавливать древесно-цементные плиты низкой плотности (удельный вес около 0,7) с лучшими характеристиками изгиба, чем гипсокартонные плиты, и с сопротивлением выдергиванию, которое в 1,7 раза выше.Причем эти панели можно резать ножом так же, как и гипсокартон. Поэтому процесс установки панели по сути такой же. Благодаря высокой пористости теплопроводность древесно-цементных плит примерно в три раза ниже, чем у гипсокартонных плит.

Экологические проблемы и экономическое давление являются одними из движущих сил современного промышленного развития. Поэтому во всем мире проводится несколько исследовательских проектов по использованию отходов для снижения угроз для окружающей среды и оптимизации существующих методов удаления и переработки отходов, делая их более доступными [5].

Производство обычного портландцемента (OPC) занимает третье место в мире среди производителей антропогенного CO ₂ после транспорта и энергетики. Выбросы CO ₂ цементной промышленностью составляют 5-7% от общих мировых выбросов CO ₂ от сжигания топлива и промышленной деятельности [6]. Использование добавок и заменителей OPC до сих пор было одним из наиболее успешных решений по снижению выбросов CO ₂ , возникающих при производстве цемента.

Древесная зола (WA) образуется при сжигании древесины в домашних дровяных печах или на промышленных электростанциях. В конце 80-х годов целлюлозно-бумажная промышленность ежегодно производила 45 000 тонн древесной золы в провинции Квебек, Канада [7]. В 2006 году производилось более 300 000 тонн древесной золы в год, две трети приходилось на целлюлозно-бумажные комбинаты, а оставшаяся часть — на когенерационные установки, лесопилки и другие отрасли, связанные с древесиной. Химические характеристики WA различаются в зависимости от породы дерева, но в основном он содержит известь и кремнезем [8].Производство золы, вероятно, будет и дальше расширяться с ростом интереса к биоэнергетике.

В 2007 году 150 000 тонн остаточной золы было использовано в качестве удобрений в Квебеке [9]. Большая часть остаточной золы (54%) использовалась в сельском хозяйстве. Остальное использовалось для восстановления растительного покрова деградированных участков, производства почвенной смеси, компостирования и других целей. Половина ежегодно производимых ресурсов древесной золы все еще вывозится на свалки [9]. При соблюдении благоприятных условий древесная зола может иметь некоторый пуццолановый потенциал, который можно использовать в системах на основе портландцемента.

Несколько исследований изучали пригодность древесной золы в качестве дополнительного вяжущего материала при производстве обычных и самоуплотняющихся бетонов. Субраманиам [10] сообщил об оптимальной дозировке 15% древесной золы при замене цемента (по весу) для производства бетона, имеющего достаточно высокую прочность на сжатие для заливки блоков. Абдуллади [11] нашел оптимальную степень замещения 20% и показал, что потребность в воде увеличивается с увеличением содержания древесной золы.Чоудхури и др. [12] охарактеризовал механическую прочность (сжатие, растяжение и изгиб) бетона с добавлением древесной золы. Присутствие необходимого пуццоланового соединения (как того требует стандарт ASTM C618-15), содержание в частицах небольшого размера и большая площадь поверхности частиц квалифицируют древесную золу, исследованную в их исследовании, как пуццолановый материал.

Целью настоящего исследования была оценка физических, термических и механических свойств древесно-цементных плит, изготовленных с использованием древесной золы в качестве дополнительного цементирующего материала.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

В качестве основного связующего использовался обычный портландцемент типа 10 (GU, General Use) CSA (Canadian Standards Association).

Древесная зола, отобранная для исследования, была доставлена ​​с завода по производству тепловой энергии в жилом комплексе La Cité Verte в Квебеке, Квебек, Канада.

Древесно-цементные смеси были приготовлены из высушенной на воздухе древесной щепы, полученной из деревьев белой ели ( Picea glauca (Moench), Voss, Норвегия), собранных в исследовательском лесу Petawawa Research Forest в Маттаве (ON), Канада.Древесная щепа очищалась на кольцевом рафинере Pallmann PSKM8-400 (Ludwig Pallmann K.G, Цвайбрюккен, Германия). Поставляемые частицы просеивали, и частицы размером от 1 до 3 мм оставались.

2.2. Древесно-цементные смеси

Все смеси древесно-цементных плит были приготовлены с соотношением древесины к связующему 0,35 по весу, где связующая фаза представляет собой сумму цемента и древесной золы. Всего было исследовано шесть смесей, переменными в основном являлись доля цемента, замещенная древесной золой.Оценка смесей с различным процентным содержанием древесной золы была предназначена для определения максимального количества древесной золы, которое можно было бы использовать без значительного влияния на свойства материала по сравнению со свойствами эталонной древесно-цементной смеси. Соответствующие смеси обозначаются как P0, P1, P2, P3, P4 и P5 соответственно. Контрольная смесь (P0) была приготовлена ​​только из цемента и древесных частиц, в то время как смеси P1, P2, P3, P4 и P5 были приготовлены путем включения древесной золы в качестве частичной замены цемента из расчета 10%, 20%, 30%. %, 40% и 50% соответственно.

Было замечено, что последовательность смешивания имеет решающее влияние на реологию материала, с небольшими изменениями, значительно изменяющими поведение свежей смеси. Последовательность перемешивания, сохраненная после предварительных испытаний, представлена ​​в.

Таблица 1

Непосредственно после смешивания удобоукладываемость каждой смеси определялась с помощью теста на оседание в соответствии со стандартом ASTM C143 / C143M-15a [13].

2.3. Приготовление образцов для испытаний

После перемешивания в растворосмесителе (HOBART A-120, Hobart Canada Inc, Don Mills, ON, Canada) каждую смесь древесины, цемента, золы и воды заливали в деревянную плиту размером 450 × 330 × 15 мм. плесень.После заливки смеси форма закрывалась крышкой, удерживаемой С-образными зажимами. Такая установка позволяла разливать материал толщиной до 15 мм. Влажную смесь вылили в форму, поверхность выровняли деревянной стяжкой и окончательно зафиксировали крышку. От давления крышки толщина панели уменьшилась до 14 мм. Затвердевшие панели снимали с формы в возрасте 3 дней и затем хранили в камере кондиционирования при 23 ° C и относительной влажности 60%.Различные образцы для испытаний были вырезаны из панелей (по 3 панели на смесь) в день испытаний.

2.4. Методы испытаний

Панели были отверждены и испытаны для определения их механических характеристик через 3, 7 и 28 дней отверждения в соответствии со стандартом ASTM D 1037-12 [14]. Модуль упругости при изгибе (MOR) и модуль упругости (MOE) были определены в одном и том же возрасте с помощью универсальных испытательных рам MTS QTest-5 (корпорация MTS systems, Эден-Прери, Миннесота, США) с использованием модульной системы управления Elite.Сопротивление выдергиванию, водопоглощение и разбухание по толщине также были проверены в соответствии со стандартом ASTM D 1037-12 [14]. Тепловые свойства древесно-цементных плит были измерены с помощью измерителя теплового потока FOX 314 (TA instruments-LaserComp Inc, Уэйкфилд, Массачусетс, США) в соответствии со стандартом ASTM C518 [15]. Плата была помещена между двумя пластинами при регулируемой температуре, и с каждой стороны был приклеен измеритель потока, чтобы можно было измерять температуру и тепловой поток на поверхности платы, которая может подвергаться температурным колебаниям.Теплоемкость и теплопроводность можно рассчитать по этим четырем параметрам (две температуры и два тепловых потока). Растворимость WA оценивали по потере массы, измеренной на 15 г WA, помещенных в 100 мл дистиллированной воды и перемешанных в течение одного часа при 23 ° C. Затем остаток фильтруют под вакуумом и промывают дистиллированной водой. Остаток WA помещают в печь на ночь, затем измеряют потерю массы. Растворимая доля соответствует средней потере массы образцов деревьев.Наконец, твердые образцы наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-840A (JEOL USA Inc, Пибоди, Массачусетс, США) (SEM), оборудованного системой энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDS). Для СЭМ-наблюдений образцы крепили неповрежденными на двусторонний скотч и покрывали тонким сплавом Au-Pd. Условия эксплуатации были установлены на 15 кВ.

3. Результаты

3.1. Характеристика материала

3.1.1. Древесные частицы

Гранулометрический состав древесных частиц оценивали с использованием пяти сит: 1.19, 1,4, 1,7, 2,38, 2,8 и 3 мм. Согласно результатам, показанным на фиг.1, 100% частиц имели размер менее 3 мм, а частицы диаметром 1,7 мм составляли самую высокую массовую долю (57%).

Гранулометрический состав древесных частиц.

3.1.2. Древесная зола

Анализ размера и формы частиц

Анализ формы с помощью сканирующей электронной микроскопии показал, что частицы золы имели неправильную форму и сферическую форму (b). Древесная зола подходит для использования в качестве наполнителя / частичной замены цемента в высококачественном бетоне из-за усиленного эффекта «шарикоподшипника», создаваемого сферической формой WA.Эффект «шарикоподшипника» древесной золы создает смазывающий эффект, когда бетон находится в пластичном состоянии. Согласно результатам, показанным на, значения D10, D50 и D90 WA составляли 2,5, 18,5 и 114,1 мкм соответственно. Древесная зола содержит 18% сверхмелкозернистых частиц (диаметр частиц ϕ <5 мкм).

Сканирующая электронная микроскопия древесной золы с малым увеличением ( a ) и большим увеличением ( b ).

Анализ размера частиц WA.

Химический состав

Результаты химического анализа исследованной древесной золы представлены на рис.Найдено совместное содержание оксида железа (Fe ₂ O ₃ = 1,22%), оксида алюминия (Al ₂ O ₃ = 2,25%) и диоксида кремния (SiO ₂ = 7,80%). составлять 11,27%, что значительно меньше минимального количества, необходимого для квалификации материала как пуццолана, установленного на уровне 70% [16].

Таблица 2

Физико-химические свойства древесной золы.

Зарегистрированные потери при возгорании при 950 ° C составили 14,2%, что превышает максимальное требование в 12% для пуццоланов [16].Это означает, что зола содержит значительное количество несгоревшего углерода, что снижает ее пуццолановую активность. Было обнаружено, что содержание щелочи (% Na ₂ O + 0,658 ×% K ₂ O) составляет 7,18%, что превышает максимальное содержание щелочи 1,5%, требуемое для пуццолана. Удельный вес древесной золы составил 2,97, что намного меньше плотности портландцемента (3,15). WA содержит более 99% (по весу) неорганического материала и дает поровый раствор с высоким pH.

Тест на растворимость

показывает процентное содержание древесной золы, растворенной в воде во время теста на растворимость. Растворимость WA оценивается в 7%, включая гидроксиды извести и щелочных металлов, которые легко растворяются в воде в лабораторных условиях. Этот растворимый компонент играет важную роль в реакции гидратации.

Таблица 3

Тест на растворимость древесной золы в воде.

3.2. Изменение плотности

Вес всех панелей регистрировали в начале и в конце периода отверждения (3 дня в форме) для определения изменений удельного веса панелей.Она уменьшилась примерно на 5% за этот период из-за того, что используемая форма не была полностью непроницаемой. Часть воды, вероятно, впиталась самой формой, так как она была сделана из фанеры.

Масса панели достигла плато примерно через 6 дней после извлечения из формы, что означает, что к тому времени большая часть свободной воды в цементном тесте испарилась в камере кондиционирования при 23 ° C и относительной влажности 60%.

3.3. Технологичность

показывает результаты, полученные для теста на консистенцию.Результаты показывают, что потребность в воде увеличивается с увеличением содержания древесной золы. Древесная зола, вводимая в цемент, увеличивала содержание углерода, тем самым увеличивая количество воды, необходимое для достижения удовлетворительной обрабатываемости.

Таблица 4

Результаты теста на согласованность.

3,4. Свойства необработанной древесно-цементной древесно-стружечной плиты на изгиб

Как описано ранее, панели были испытаны на изгиб через 3, 7 и 28 дней после изготовления.Каждое испытание проводилось на трех образцах, и среднее значение представлено в.

Таблица 5

Результаты испытаний на среднюю прочность на изгиб древесно-цементно-древесно-стружечных плит (WCAP). Средние значения с одинаковым надстрочным индексом существенно не различаются для p = 0,05; стандартное отклонение указано в скобках.

Изменение модуля разрыва при изгибе WCAP в зависимости от продолжительности влажного отверждения.

3.5. Сопротивление выдергиванию шурупа

показывает сопротивление выдергиванию WCAP в зависимости от содержания WA.Это показывает, что сопротивление извлечению винта уменьшается с увеличением скорости замены WA. Результаты статистического анализа показывают, что сопротивление выдергиванию шнека незначительно снижается до степени замены 30% в древесной золе. Однако за пределами этого значения он быстро уменьшается.

Влияние степени замещения древесной золы на сопротивление извлечению шурупов WCAP (средние значения с тем же верхним индексом существенно не отличаются для p = 0,05; стандартное отклонение указано в скобках).

3.6. Водопоглощение

Результаты теста на водопоглощение показаны на рис. Величина водопоглощения увеличивается с увеличением процента замены WA и времени погружения в воду. показывает, что набухание WCAP в воде по толщине невелико (<2%). Согласно результатам, водопоглощение всех плит, содержащих древесную золу, выше, чем у контрольного образца после 28 дней отверждения.

Водопоглощение и набухание WCAP в зависимости от содержания WA.

Таблица 6

Среднее водопоглощение и набухание WCAP в зависимости от содержания WA.

3,7. Thermal Properties

показывает результаты испытаний на теплоемкость и теплопроводность WCAP.Интересно отметить, что теплоемкость увеличивается с увеличением содержания древесной золы. Он может способствовать снижению потерь тепла стенами здания, учитывая его относительно низкую теплопроводность при использовании в качестве внутренней перегородки. Уровень древесной золы P3 дает теплоемкость на 7% выше, чем у панели управления. И наоборот, теплопроводность существенно не меняется между уровнями замены древесной золы от 0% до 30%.

Таблица 7

Средние термические свойства и плотность WCAP в зависимости от содержания WA.

3.8. Микроструктура строительных растворов

Согласно результатам, представленным в, нет явных различий в микроструктуре между двумя образцами. Оба они обладают низкой пористостью и размером пор менее 10 мкм. Появление сферических частиц, имеющих форму WA, можно наблюдать на b, как показано белыми стрелками.

Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, контрольного цемента ( a ) и цемента + 30% WA ( b ).

4. Обсуждение

Хотя исследованная древесная зола не квалифицируется как пуццолан, ее можно использовать для замены цемента в значительных количествах без значительного влияния на физические и механические свойства древесно-цементных плит.В предыдущих исследованиях сообщалось о максимальных долях древесной золы порядка 15–20% [10,11]. По сравнению с контрольным образцом (P0) WCAP, приготовленный с использованием 30% древесной золы вместо цемента (P3), показал умеренное снижение механических свойств на 10% для MOR при изгибе и 21% для сопротивления выдергиванию. Значение pH увеличивается с гидратацией цемента. Сильный щелочной раствор способствует реакционной способности кремнезема, присутствующего в WA, что увеличивает пуццолановую активность на начальной стадии.Повышенный уровень pH способствует образованию водного кремнезема. Это соединение реагирует с ионами Ca ²⁺ и производит нерастворимые соединения, которые являются вторичными вяжущими продуктами [10]. Более того, WA может выступать в качестве наполнителя в смесях.

Обнаружено, что плотность образцов уменьшается по мере увеличения коэффициента замещения WA из-за немного меньшей плотности золы и, что наиболее важно, увеличения количества воды (и). В результате большего объема капиллярных пор механические и физические свойства, включая плотность, снижаются.Действительно, водопоглощение значительно увеличилось с 30% WA при замене. Это можно объяснить меньшим количеством частиц цемента при увеличении содержания древесной золы. Следовательно, реакция гидратации уменьшилась, и вода быстро испарилась в пористой среде с высокой пористостью из-за присутствия древесных волокон.

Часть золы около 7% растворяется в воде и способствует процессу гидратации. Большая площадь поверхности, связанная с частицами золы, также может быть фактором, поскольку она в некоторой степени действует как центры зародышеобразования для гидратации цемента.Действительно, на основе исследования с помощью SEM не было обнаружено значительных различий в микроструктуре смеси чистого цемента и смеси, содержащей 30% WA взамен, обе демонстрируют плотную и однородную микроструктуру.

Увеличение теплоемкости WCAP после замены цемента древесной золой показало, что он имеет потенциал для снижения тепловых потерь в стенах здания, учитывая улучшенную изоляцию, которую он обеспечивает. Действительно, WCAP имеет низкую теплопроводность, примерно в три раза ниже, чем у гипсокартона (0.32 Вт / м · К) [4]. Такая низкая теплопроводность в основном обусловлена ​​более высокой пористостью WCAP по сравнению с гипсом, поскольку теплопроводность пустых пустот очень мала (около 0,025 Вт / м · К).

5. Выводы

В рамках этого проекта изучались физические, термические и механические свойства древесно-цементных плит, содержащих древесную золу. Было обнаружено, что древесная зола имеет отличный потенциал для использования в качестве частичной замены портландцемента. Основываясь на результатах, полученных в этом исследовании, оптимальный коэффициент замены составляет около 30% по весу.На этом уровне замены инженерные свойства WPCA были умеренно снижены (MOR изгиба на 12%; MOE изгиба на 20%; сопротивление вырыванию винта на 21%) по сравнению с чистым контрольным образцом из древесного цемента. При замене более 30% механические и физические свойства начинают ухудшаться со значительно большей скоростью (MOR при изгибе на 43%, MOE при изгибе на 41% и сопротивление выдергиванию винта на 60% при частоте замены 40%). Использование древесной золы улучшает теплоемкость WCAP на 11% по сравнению с чистым древесноцементным контрольным образцом.

Работа, представленная в настоящем документе, является многообещающей с точки зрения производства экологически чистых древесноцементных панелей с улучшенными характеристиками по сравнению с характеристиками стандартных гипсовых плит. Дальнейшие работы должны включать измерение огнестойкости и акустических свойств этого материала. Состав и этапы обработки также могут быть дополнительно улучшены. Примечательно, что использование бумажного поверхностного слоя должно быть изучено для улучшения механических свойств панели.

Благодарности

Авторы также благодарны промышленным партнерам промышленной кафедры экологически ответственного деревянного строительства NSERC (CIRCERB) и страховой компании SSQ за предоставление древесной золы от La Cité Verte.

Вклад авторов

Концептуализация, V.-A.V., A.C., B.B. и P.B .; Data curation, В.-А.В .; Формальный анализ, В.-А.В .; Финансирование, P.B .; Расследование, V.-A.V., A.C., B.B., P.B. и J.D .; Методология, V.-A.V., A.C., B.B., P.B. и J.D .; Администрация проекта, A.C. и P.B .; Надзор, A.C. и B.B .; Валидация, A.C., B.B., P.B. и J.D .; Письмо — черновик, В.-А.В .; Написание — просмотр и редактирование, A.C., B.B., P.B. и JD

Финансирование

Эта работа является частью исследовательской программы Кафедры промышленных исследований Совета по естественным и инженерным исследованиям Канады (NSERC) по экологическому строительству из древесины (CIRCERB) в рамках программ IRC (IRCPJ 461745-12) и CRD (RDCPJ 445200-12).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

Коронавирус: маска для лица, маска для лица, FFP2, N95, KN95 — в чем разница? | Наука | Углубленный отчет о науке и технологиях | DW

С начала пандемии коронавируса многие страны мира ввели запреты на использование масок в общественных местах, в местном транспорте и в магазинах.В Германии также каждый должен носить какую-то маску при совершении покупок, входе в общественные здания и офисы, а также при поездке в поездах, автобусах или такси.

Тем не менее, несмотря на более жесткие отключения, уровень заражения продолжает расти. Вероятно, это было вызвано вариантами вируса. Бавария стала первым немецким государством, сделавшим еще один шаг: правительство штата решило, что простой маски уже недостаточно. В будущем маски должны быть маской FFP2, известной как KN95, N95 или P2 в других частях мира.Теперь другие земли Германии готовятся ввести аналогичные требования к хирургическим маскам. Здесь мы объясняем, что означают различные стандарты.

Простая маска для лица

Текущие правила в Германии требуют, чтобы простая маска для лица использовалась в качестве минимального требования в большинстве общественных мест. Это кусок ткани, полностью закрывающий рот и нос. Подойдет даже бандана или шарф. Когда вы выдыхаете, это препятствует потоку воздуха и, следовательно, расстоянию, которое могут пройти микробы.А это уже значительно снижает риск заражения других людей.

Цель таких масок не в том, чтобы защитить людей, которые их носят, от инфекции: они защищают людей всех остальных от микробов носителей. Поскольку передача инфекции часто происходит от бессимптомных людей, каждый является потенциальным носителем вируса.

Таким образом, за требованием маски скрывается логика: если все будут соблюдать требования, общий риск заражения в обществе снизится.

Тканевые маски следует часто менять и стирать в горячей воде, чтобы вирусы не выжили.

Хирургические маски

Такие медицинские маски для лица являются профессиональным эквивалентом тканевой маски. Они состоят из тонкой одноразовой ткани и флиса и используются врачами и ассистентами в первую очередь для предотвращения заражения их пациентов на операционных столах микробами и патогенами. Например, если владелец маски кашляет или чихает, большая часть капель изо рта и горла попасть в маску.

Работает только в том случае, если маску регулярно менять и утилизировать гигиенично и безопасно.В хирургии врачи должны менять маску не реже, чем каждые два часа. Если маску этого типа носить повторно, она быстро теряет свою эффективность.

Во время пандемии более качественные маски с лучшей фильтрацией стали стандартом практически повсюду в медицинской профессии.

• Как защитить себя от коронавируса

  Лучше, чем ничего

  Не было доказано, что маски для лица, показанные выше, могут эффективно защитить вас от вирусных инфекций.Тем не менее, эти маски, вероятно, способны уловить некоторые микробы до того, как они достигнут вашего рта или носа. Что еще более важно, они не позволяют людям прикасаться к своему рту или носу (что большинство людей делает инстинктивно). Если вы уже заболели, такие маски могут уберечь вас от заражения других.

• Как защитить себя от коронавируса

  Продезинфицировать руки

  Согласно списку рекомендаций Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), один из лучших способов защитить себя от вируса — это часто мыть руки.ВОЗ рекомендует использовать спиртосодержащие средства для растирания рук, как в больнице.

• Как защитить себя от коронавируса

  Мыло и вода тоже подойдут

  Более простым повседневным решением является использование воды и мыла, если они у вас есть под рукой. Но обязательно тщательно мойте руки. Органы здравоохранения США рекомендуют мыть руки не менее 20 секунд, обращая внимание на такие области, как кончики пальцев, большие пальцы рук и под ногтями.

• Как защититься от коронавируса

  Кашель и чихание — но все правильно!

  Вот что рекомендуют врачи: при кашле и чихании прикрывайте рот и нос согнутым локтем. Или используйте салфетку — но затем немедленно выбросьте эту салфетку и вымойте руки. Однако с рубашкой или свитером их не нужно выбрасывать. Тем не менее, часто стирайте их или отнесите в химчистку.

• Как защититься от коронавируса

  Держитесь подальше!

  Еще одна рекомендация, которая может не сработать для всех: избегайте тесного контакта с людьми, у которых жар и кашель! Если вам приходится ухаживать за больными людьми, обязательно примите дополнительные меры защиты.

• Как защититься от коронавируса

  Поднялась температура? Сходи к врачу, а не в поездку!

  Если у вас жар, кашель и затрудненное дыхание, обратитесь за медицинской помощью как можно раньше. Избегайте общественных мест, чтобы не заразить других. А также объясните своему врачу, куда вы ранее ездили и с кем, возможно, контактировали.

• Как защититься от коронавируса

  Избегайте контакта!

  При посещении живых рынков в районах, где в настоящее время наблюдаются случаи заражения новым коронавирусом, избегайте прямого незащищенного контакта с живыми животными.Это также относится к любым поверхностям, контактирующим с животными.

• Как защититься от коронавируса

  Молодец — не редкость!

  Тщательно готовьте мясо. Следует избегать употребления сырых или недоваренных продуктов животного происхождения. С сырым мясом, молоком или органами животных следует обращаться осторожно, чтобы избежать перекрестного заражения сырыми продуктами. Это хорошие методы обеспечения безопасности пищевых продуктов, которые помогают предотвратить распространение болезней.

  Автор: Фабиан Шмидт

Насколько надежна маска?

Хотя вирус обычно попадает в организм через рот или глаза, руки играют важную роль в возникновении инфекций.

Если вы решили надеть маску, вероятно, вам также следует выбрать защитные очки. Хирургические маски, хотя и менее эффективны в защите от вирусов, просто служат постоянным напоминанием о том, что нельзя прикасаться руками к носу, когда он чешется. Также не следует тереть глаза.

Полумаски FFP обеспечивают лучшую защиту

Помимо хирургических масок, которые больше похожи на многослойные одноразовые кухонные полотенца, существуют также полумаски с настоящим фильтрующим эффектом.Они более знакомы тем, кто работает в пыльной среде или с аэрозолями. Они доступны либо в виде одноразовых масок, обычно изготовленных из прочной прессованной целлюлозы с фильтрующим элементом и клапаном выдоха, либо в виде пластиковых масок, в которые затем вставляется подходящий фильтр.

Только маска FFP 3-го класса отфильтровывает ферменты и вирусы. Но у этой маски есть клапан — других она не защитит.

В Европейском Союзе эти типы масок делятся на три класса защиты FFP (фильтрующая лицевая маска).

FFP1

Хотя маски с уровнем защиты FFP1 все же лучше хирургических масок, они не обеспечивают желаемой защиты от вирусов. Они предназначены, например, для плотников, которые работают на ленточных пилах с вакуумно-вытяжными системами. Строители могут носить их, чтобы улавливать более крупную пыль, которую пылесосы не могут. Каменщики могут накладывать их перед замешиванием цемента мастерками, поднимая пыль.

FFP2 / N95 / KN95

Маски FFP2 (эквивалентные другим международным стандартам, известным как маски N95, KN95 и P2) становятся все более и более распространенными для домов престарелых и престарелых.Они обеспечивают определенный уровень защиты от вирусов для пользователя, но не должны использоваться при контакте с очень заразными пациентами.

Учитывая временную нехватку гигиенических материалов во время первой волны коронавируса в 2020 году, немецкий институт Роберта Коха объявил в то время, что медицинский персонал может носить маски FFP2, а не стандартные маски FFP3 в инфекционных ситуациях, если FFP3 недоступны. Теперь недостатка в качественных масках для таких ответственных работников больше нет.

FFP3 / N99 / EN149 / P3

Только маски FFP3 (примерно эквивалентные международным стандартам, таким как N99, EN149 и P3) эффективно защищают пользователя от капельных аэрозолей, белковых молекул, вирусов, бактерий, грибков и спор и даже от очень опасная пыль, такая как волокна асбеста. В отличие от простых хирургических масок, такие высококачественные фильтрующие маски могут защитить владельца, в том числе от очень заразных патогенов, таких как корь или туберкулез.

Эффективно, но подходит не всем: военный противогаз и полная защита тела.

Если нужна маска — она ​​должна быть подходящей

Защита работает только в том случае, если одновременно принимаются многие другие защитные меры: строгая гигиена при надевании маски, защитные очки, перчатки и пластиковые фартуки, надлежащая утилизация возможно загрязненных одноразовых предметов и регулярного мытья рук. Кроме того, необходимо всегда проводить систематическую дезинфекцию окружающей среды.

Эти маски — вместе со всей другой защитной одеждой — поэтому используются на карантинных станциях, например, где ухаживают за уже инфицированными пациентами.

В чем преимущество двойной маскировки?

Ношение одной маски поверх другой называется двойной маскировкой. Обычно вы сначала надеваете хирургическую маску или маску FFP2, а затем поверх нее плотно прилегающую тканевую маску. Важно, чтобы тканевая маска плотно прилегала к лицу и по краям не пропускала воздух. Идея, лежащая в основе этого: предотвратить попадание воздуха внутрь или наружу через маску.

Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (CDC) провело тесты с двойной маскировкой и пришло к выводу, что она может снизить риск заражения еще на 95 процентов по сравнению с простой маской.Однако это работает только при постоянном использовании. Кроме того, носить плотно прилегающую двойную маску в течение длительного периода времени значительно неудобнее, чем просто носить одиночную маску.

Проблемы с обязательным использованием масок FFP2

Законодательное требование носить маски FFP2 в супермаркетах или общественном транспорте может вызвать всевозможные проблемы, как при реализации, так и при контроле.

Хотя очевидно, что маски FFP2 обеспечивают лучшую защиту, чем хирургические или тканевые маски, они делают это только при правильном использовании.Все подобные маски одноразовые. Даже если их можно стерилизовать в духовке при 80 градусах Цельсия (176 F), их можно использовать повторно только несколько раз.

Немецкий федеральный институт безопасности и гигиены труда (BAUA), например, подчеркивает, что повторное использование «обычно не предназначено» и может быть указано или использовано только в случае «острой нехватки».

Большинство людей, вероятно, не будут покупать новую маску каждый раз, когда они едут на поезде или автобусе или ходят по магазинам — тем более, что и без того высокие цены на качественные маски, вероятно, вырастут, поскольку требования к маскам увеличиваются и возникает дефицит на рынке.

Кажется более вероятным, что многие люди затем купят только одну или несколько масок, чтобы выполнить формальное юридическое обязательство. Затем они могут носить их в течение недель или месяцев — даже без стерилизации, тем более что это невозможно контролировать. В этом случае может оказаться более гигиеничным носить тканевые маски, которые регулярно стирают.

Повышенная респираторная резистентность — требования к охране труда и технике безопасности

Защитники рабочих будут стремиться обеспечить соблюдение гигиены и безопасности труда.

Здесь играет роль тот факт, что маски имеют более высокое сопротивление дыханию, чем простые хирургические или тканевые маски. В соответствии с действующими в Германии правилами охраны труда и техники безопасности здоровым работникам разрешается носить маски не более 75 минут за раз. После этого им предоставляется 30-минутный перерыв. Немецкое социальное страхование от несчастных случаев также предусматривает, что индивидуальная оценка риска, которая может включать профессиональный медицинский осмотр, является предварительным условием для использования полумаск с фильтрацией частиц.

Люди с ранее существовавшими заболеваниями или ограниченными возможностями, такими как респираторные заболевания или пониженная емкость легких, также часто не могут носить маски для фильтрации частиц по медицинским показаниям.

Другие подходы для улучшения масок

Помимо трех сертифицированных типов масок FFP, существуют другие концепции масок, обладающих противовирусным действием. Однако они не будут соответствовать формальным нормативным требованиям, если маски FFP2 станут обязательными в общественных местах. Даже если бы они были признаны эффективными, у них не было бы необходимой сертификации.

Одна из таких идей — воспользоваться бактерицидным действием меди. Это также используется в больницах, где вы можете найти медные дверные ручки, чтобы минимизировать заражение. Один производитель производит маски с мелкой медной сеткой в ​​качестве фильтрующего материала.

Другой подход для домашнего использования — распыление лимонной кислоты на маску для лица. Фил Сэдлер, эксперт по машиностроению из Сельскохозяйственного центра контролируемой окружающей среды в Аризоне, продвигает эту идею на YouTube.

В течение некоторого времени было известно, что лимонная кислота может защищать от норовирусов, вызывающих заболевания желудка и кишечника. Например, употребление лимонного сока при употреблении в пищу мидий может защитить человека от норовирусной инфекции.

Американский производитель средств гигиены Kimberly-Clark экспериментировал с противовирусными тканями для лица на основе лимонной кислоты в 1980-х и 1990-х годах с целью борьбы с сезонными простудными заболеваниями и гриппом. Сэдлер рассказал DW, что 41 год назад он также участвовал в качестве волонтера в соответствующем исследовательском проекте на антарктической станции Мак-Мердо.За последние 30 лет лимонная кислота также в некоторой степени использовалась в стандартных масках N95, производимых в США, в качестве противовирусного агента.

Лучшая защита: не забывайте мыть руки

Все маски и очки бесполезны, если пренебречь самыми важными гигиеническими принципами. Например, если вы пришли домой после долгой поездки на автобусе или поезде, где вы коснулись поручней и ручек, сняли маску и почесали нос, то в маске не было никакого смысла.

Если вы все утро печатали на клавиатуре компьютера в офисе, а потом идете на обед, не вымыв предварительно руки, вы сильно рискуете.Тогда и ношение маски на рабочем месте компьютера было бы бесполезным.

Только мужчина в центре имеет эффективную защиту от слезоточивого газа.

А как насчет слезоточивого газа?

Демонстранты также часто носят различные защитные маски — от простых хирургических масок до полумаск с фильтрами.

Хирургические маски, вероятно, эффективны только для сокрытия личности демонстрантов. Однако, когда полиция стреляет гранатами со слезоточивым газом, распыляющими аэрозоль, только фильтры FFP3 могут обеспечить некоторую защиту.Чтобы слезоточивый газ не попал в глаза, абсолютно необходимы герметичные защитные очки.

Фильтры для обеспечения безопасности труда из хозяйственного магазина не обеспечивают никакой реальной защиты. Правильный полнолицевой противогаз с военным фильтром NBC подойдет.

И, конечно же, это тоже хорошая защита от вирусов. Но в повседневной жизни никто не хочет так ходить.

Эта статья последний раз обновлялась 11 февраля 2021 года.

• Асбест — часто невидимая опасность

  На самом деле это природная порода

  Асбест — собирательный термин для различных природных силикатных минералов.К ним относятся грюнерит, антофиллит, актинолит и хризотил. Волокнистый материал был популярен как в строительстве, так и в промышленности из-за его прочности, огнестойкости и того, что его можно было легко перерабатывать в цемент.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Крошечные волокна под электронным микроскопом

  Здесь видны фирменные крошечные волокна асбеста, некоторые из которых имеют толщину всего три микрометра. Вот образец хризотила.Эти волокна не растворимы и поэтому могут оставаться в легких в течение очень долгого времени. Они все еще могут вызывать рак легких спустя десятилетия после их вдыхания.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Не трогайте его!

  Гофрированный асбест нельзя распиливать, резать, сверлить, шлифовать или ломать. Пока к нему не прикасаются, нет опасности выброса волокон в воздух. Но даже уборка — табу. Любой, кто попытается удалить мох с помощью очистителя высокого давления, совершит преступление против окружающей среды и подвергнет опасности собственное здоровье.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Красивая цветочная коробка или опасные отходы?

  Ящик для цветов из фиброцемента, также называемого этернитом или асбестоцементом. Здесь цемент и асбест образуют стойкий, но токсичный строительный материал. Этот ящик можно продолжать использовать. Однако, работая лопатой или граблями, нужно быть осторожным, чтобы не поцарапать емкость. Если вы хотите избавиться от него, вы должны утилизировать его как опасные отходы.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Заблокирован слив? Вызов специалистов

  Профи ремонтировали эту забитую трубу. Если у вас когда-нибудь возникнут проблемы со сливом из асбестоцементных труб, не просите простого сантехника. В таком случае необходимо соблюдать строгие правила удаления асбеста — пора вызывать специалиста!

• Асбест — часто невидимая опасность

  Токсичное напольное покрытие

  Такие панели «Floor-Flex» сегодня можно встретить во многих домах.Практически все они содержат асбест. И здесь безопасность может быть гарантирована только лабораторными испытаниями. Так что не просто вырывайте панели и не выбрасывайте их в мусорное ведро. Часто такие напольные покрытия также крепятся с помощью клея, содержащего асбест. Внимание: не пытайтесь избавиться от клея самостоятельно!

• Асбест — часто невидимая опасность

  Осторожно при шлифовании

  Часто асбестосодержащие материалы прячутся под старыми напольными покрытиями. Если вы сняли панели «Floor Flex» и обнаружили черный битумный клей, будьте особенно осторожны.Клей почти наверняка также содержит асбест. Никогда не шлифуйте его самостоятельно!

• Асбест — часто невидимая опасность

  Не пробуйте это дома!

  Вот автор этой галереи во время ремонта своего дома. Пол и потолок пришлось убрать полностью, потому что балки сгнили. Был ли в пыльном воздухе асбест? Лучше не спрашивать!

• Асбест — часто невидимая опасность

  Автомобильная мастерская как опасная зона

  До 1989 года автомобильные тормозные накладки все еще содержали асбест — в высоких концентрациях.Возможно, некоторые из этих тормозных колодок до сих пор используются в старых автомобилях. Особой опасности подвергаются автомеханики, которые меняют тормозные колодки, а затем очищают тормоза сжатым воздухом. Многие волокна попадают в воздух в мастерской, что представляет опасность для жизни.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Симпатичный предмет коллекционирования или опасные отходы?

  Наверное, дело с опасными отходами. Ни в коем случае нельзя использовать старый фен, даже 1970-х годов.При чем тут фен для асбеста? Материал чрезвычайно термостойкий и поэтому часто использовался в качестве теплоизоляции при производстве этих древних устройств.

• Асбест — часто невидимая опасность

  Внешний вид лучше, чем настоящий винтаж

  Дизайн может снова стать модным, но если вы хотите съесть тост, приготовленный таким элегантным тостером, вам лучше пойти на новый в стиле ретро. Это гарантирует, что опоры для нагревательных проводов не будут сделаны из асбеста.Такому устройству не должно быть места в вашем антикварном шкафу.

  Автор: Фабиан Шмидт

Подготовка поверхности — SteelConstruction.info

Подготовка поверхности — это важнейший первый этап обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, который, по общему мнению, является наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы.Остаточная окалина на стальных поверхностях является неудовлетворительной основой для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий и поэтому удаляется абразивно-струйной очисткой. Другие поверхностные загрязнения на поверхности прокатанной стали, такие как масло и жир, также нежелательны и должны быть удалены перед процессом струйной очистки.

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль для нанесения защитного покрытия.

[вверху] Исходное состояние поверхности

Конструкционные стальные элементы в новых конструкциях обычно представляют собой горячекатаные профили или сборные листовые балки.Исходные стальные поверхности обычно соответствуют степени ржавчины A или B согласно BS EN ISO 8501-1 ^[1] . По возможности следует избегать использования материала с ямками, то есть степени ржавчины C или D, поскольку во время подготовки поверхности трудно удалить все продукты коррозии с ямок. Ниже приведены описания степеней ржавчины от A до D.

A — Стальная поверхность в значительной степени покрыта приставшей прокатной окалиной, но почти не ржавчина, если вообще есть
B — Стальная поверхность, которая начала ржаветь и с которой прокатная окалина начала отслаиваться
C — Стальная поверхность, на которой прокатная окалина заржавела или с которой ее можно поцарапать, но с небольшими изъязвлениями при нормальном зрении
D — Стальная поверхность, на которой прокатная окалина проржавела и на которой при нормальном зрении видны общие изъязвления

• Прокат горячекатаный с окалиной (марка Б)

[вверх] Способы подготовки и степени чистоты

Различные методы и степени чистоты представлены в BS EN ISO 8501-1 ^[1] .Этот стандарт в основном относится к внешнему виду поверхности стали после ручной очистки, очистки механическим инструментом, абразивно-струйной очистки или очистки пламенем и дает описания с графическими ссылками на степени чистоты.

[вверху] Очистка ручных и механических инструментов

Очистка поверхности ручными инструментами, такими как скребки и проволочные щетки, относительно неэффективна для удаления прокатной окалины или приставшей ржавчины. Электроинструменты предлагают небольшое улучшение по сравнению с ручными методами, и эти методы могут быть эффективны примерно от 30% до 50%, но обычно не используются для изготовления новых стальных конструкций.Если очистка с помощью абразивно-струйной очистки невозможна, методы ручного и механического инструмента могут быть единственно приемлемыми альтернативными методами.

Современный электроинструмент был разработан не только для достижения высоких стандартов чистоты поверхности и профиля, но и для обеспечения почти полного удержания всей образующейся пыли и мусора. Теперь доступно новое оборудование для использования ударных игл с возвратно-поступательным движением, вращающихся заслонок с абразивным покрытием и угловых шлифовальных машин, все в вакуумном кожухе, что делает подготовку поверхности на месте экологически приемлемой.

Подготовка поверхности вручную и с помощью электроинструмента регулируется BS EN ISO 8504-3 ^[2] , а стандартные степени чистоты в соответствии с BS EN ISO 8501-1 ^[1] следующие:

• Стр. 2: Тщательная очистка ручных и механических инструментов
• St. 3: Очень тщательная очистка ручных и механических инструментов

• Ручная проволочная щетка
  (Изображение любезно предоставлено Corrodere / MPI)

• Rotary wire_brush
  (Изображение любезно предоставлено Corrodere / MPI)

• Ротационная шлифовальная машина
  (Изображение любезно предоставлено Corrodere / MPI)

• Игольчатый пистолет
  (Изображение любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверху] Абразивоструйная очистка

Стальная поверхность, очищенная струйной очисткой до стандарта Sa 2½

Безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавых поверхностей, является абразивоструйная очистка.Этот метод включает механическую очистку путем непрерывного воздействия абразивных частиц с высокой скоростью на стальную поверхность либо в струе сжатого воздуха, либо с помощью центробежных крыльчаток. Последний метод требует большого стационарного оборудования, оснащенного радиальными лопатками, на которые подается абразив. Когда колеса вращаются с высокой скоростью, абразив отбрасывается на стальную поверхность, причем сила удара определяется размером колес и их радиальной скоростью. В современных установках этого типа используется несколько колес, обычно от 4 до 8, сконфигурированных для обработки всех поверхностей очищаемой стали.Абразивные материалы рециркулируют с помощью сит-сепараторов для удаления мелких частиц. Этот процесс может быть на 100% эффективным при удалении прокатной окалины и ржавчины.

Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с BS EN ISO 8501-1 ^[1] :

• Sa 1 — Легкая струйная очистка
• Sa 2 — Тщательная струйная очистка
• Sa 2½ — Очень тщательная струйная очистка
• Sa 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Согласно спецификациям для стальных конструкций мостов обычно требуется класс Sa 2½ или Sa 3.

Очищенные поверхности следует сравнить с соответствующей эталонной фотографией в стандарте согласно спецификации.

Доступен очень широкий ассортимент абразивов. Они могут быть неметаллическими (металлические шлаки, оксид алюминия и т. Д.) И металлическими (стальная дробь или крошка и т. Д.).

Размер частиц абразива также является важным фактором, влияющим на скорость и эффективность очистки. В общем, мелкие сорта эффективны для очистки относительно новых стальных конструкций, тогда как грубые сорта могут потребоваться для сильно корродированных поверхностей.Удаление ржавчины со стали с изъянами легче осуществить с помощью мелких сортов стали, и, в зависимости от состояния стальной поверхности, сначала может потребоваться смесь сортов для разрушения и удаления прокатной окалины и очистки участков с изъязвлениями.

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверху] Очистка пламенем

В этом методе используется кислородно-газовое пламя, которое проходит по стальной поверхности.Внезапный нагрев приводит к отслаиванию чешуек ржавчины в результате разного расширения чешуек и стальной поверхности. Затем всю рыхлую ржавчину можно удалить соскабливанием и очисткой проволочной щеткой, а затем удалить пыль. Очистка пламенем не является экономичным методом и может повредить покрытие на обратной стороне обрабатываемой поверхности. Также этот метод не очень эффективен для удаления всей ржавчины со стали, поэтому он используется редко.

[вверх] Кислотное травление

Этот процесс включает погружение стали в ванну с подходящими ингибированными кислотами, которые растворяют или удаляют окалину и ржавчину, но не оказывают заметного воздействия на открытую стальную поверхность.Очистка может быть эффективной на 100%. Кислотный отбор обычно используется только для конструкционной стали, предназначенной для горячего цинкования.

[вверх] Удаление растворимых продуктов коррозии железа

В зависимости от состояния стальных конструкций перед струйной очисткой на поверхности могут присутствовать другие загрязнения, кроме прокатной окалины и ржавчины. Маловероятно, что начальное состояние стальной поверхности марок от A до C будет затронуто, однако состояние класса D (стальная конструкция с ямками) может содержать загрязняющие вещества внутри ям, которые не могут быть удалены с помощью процесса сухой струйной очистки.Испытания на наличие растворимых продуктов коррозии железа обычно не требуются для новых стальных конструкций, но иногда проводятся на стальных конструкциях, которые хранились во внешней среде в течение длительных периодов времени, и на существующих конструкциях, подвергающихся ремонту.

[вверху] Мокрая абразивно-струйная очистка

Мокрая абразивно-струйная очистка

Введение воды в струю абразивно-струйной очистки способствует снижению опасности пыли, особенно при удалении старых красок на основе свинца и водорастворимых загрязнений.Было разработано несколько методов использования воды с абразивами. При обычной мокрой абразивно-струйной очистке используется такое же давление, что и для обычной сухой струйной очистки и аналогичного оборудования. Вода обычно вводится сразу за соплом, так что она распыляется и ускоряется через отверстие сопла вместе с воздухом и абразивом. Вода также может подаваться в контролируемых количествах у основания струйной ванны, а затем смешиваться с воздухом и абразивом по мере прохождения по струйному шлангу.

Существует система низкого давления, в которой вода впрыскивается в воздушный поток, который затем покрывает воздушно-абразивную смесь и предотвращает выход пыли во время взрывных работ. Давление воздуха / воды в сопле относительно низкое; до 7,0 кгс / см ² (100 фунтов / дюйм ² ). Из-за низкого отношения воды к воздуху в системе мелкие частицы абразива могут оставаться на стальной поверхности, и их необходимо удалить путем промывки водой. Этот метод обеспечивает высокий визуальный стандарт очистки и эффективен при удалении большого количества растворимых солей.

В некоторых процессах мокрой абразивной обработки в воде используются ингибиторы, предотвращающие ржавление очищенной поверхности. Важно установить, будут ли какие-либо оставшиеся следы таких ингибиторов совместимы с лакокрасочным покрытием, которое будет нанесено впоследствии. Обычно, если ингибиторы не используются, любая ржавчина на поверхности после влажной абразивно-струйной очистки обычно удаляется заключительной легкой сухой струйной очисткой.

[вверху] Водоструйная очистка сверхвысокого давления

Очистка под сверхвысоким давлением воды

Струя воды под сверхвысоким давлением более 1700 бар (25000 фунтов на квадратный дюйм) набирает популярность, отчасти из-за ее способности удалять высокий процент растворимых солей со стальной поверхности.Его преимущество заключается в том, что он не генерирует отработанный абразив и не требует затрат на утилизацию абразива. Кроме того, при более высоком давлении используются меньшие объемы воды, что снижает затраты на утилизацию по сравнению с традиционными методами водоструйной очистки. Гидравлическая струя сверхвысокого давления оставляет теплую поверхность, с которой быстро высыхают следы остаточной воды, но при этом не выделяется достаточно тепла, чтобы вызвать термическое напряжение на стальной поверхности.

Удаление высокой доли растворимых солей со стальной поверхности считается основным преимуществом водоструйной обработки сверхвысокого давления.Ржавчина и покрытия срезаются и снимаются с поверхности относительно легко по сравнению с другими методами струйной очистки. Растворимые соли удаляются более эффективно, поскольку стальной профиль обычно остается неизменным.

Введение небольшого количества абразива в поток воды может привести к более шероховатому профилю поверхности, но также может увеличить эксплуатационные расходы. Подготовка поверхности водоструйной очисткой сверхвысокого давления соответствует стандарту BS EN ISO 8501-4 ^[3] .

Водоструйная очистка сверхвысокого давления — чрезвычайно универсальный и эффективный метод удаления краски и металлических покрытий, растворимых солей и других загрязнений со стальных поверхностей.Это безвредно для окружающей среды и, хотя в настоящее время оно дорого по сравнению с традиционными методами струйной очистки, считается новой технологией, которая в ближайшем будущем будет конкурировать и, возможно, заменять традиционные методы открытой абразивно-струйной очистки.

Водоструйная очистка UHP
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверху] Профиль и амплитуда поверхности

Тип и размер абразива, используемого при струйной очистке, оказывают значительное влияние на получаемый профиль и амплитуду.Помимо степени чистоты, в спецификациях по подготовке поверхности следует также учитывать «шероховатость» по отношению к наносимому покрытию. Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные абразивы используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки.

Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.

Спецификация обработки поверхности должна описывать требуемую шероховатость поверхности, обычно как показатель средней амплитуды, достигаемой в процессе струйной очистки. Было разработано несколько методов для измерения или оценки расстояния между выступами и впадинами поверхностей, очищенных струйной очисткой. К ним относятся панели компаратора, специальные индикаторы часового типа, реплики лент и измерительный щуп. Обычно используются компараторы или реплики лент, и соответствующими стандартами являются BS EN ISO 8503-1 ^[4] и BS EN ISO 8503-5 ^[5] соответственно.

• Компараторы профиля поверхности

[вверху] Поверхностная пыль

При струйной очистке образуется большое количество пыли и мусора, которые необходимо удалить с истираемой поверхности. Автоматические установки обычно оснащаются механическими щетками и воздуходувками. Другие методы могут использовать подметание и чистку пылесосом. Однако эффективность этих операций по очистке может быть нелегко заметна, и наличие мелких остаточных частиц пыли, которые могут мешать адгезии покрытия, можно проверить с помощью чувствительной к давлению ленты, прижатой к поверхности, очищенной струйной очисткой.Затем лента вместе с приставшей к ней пылью помещается на белый фон и сравнивается с графической оценкой. Этот метод описан в BS EN ISO 8502-3 ^[6] . Хотя в стандарте предусмотрен метод проверки на пыль, нет никаких рекомендаций по приемлемым уровням.

[вверх] Состояние поверхности непосредственно перед нанесением покрытия

После подготовки поверхности до приемлемого стандарта чистоты и профиля важно, чтобы стальные конструкции не вышли из строя.Повторное ржавление может произойти очень быстро во влажной среде, и если сталь не поддерживается в сухом состоянии, нанесение покрытия на поверхность должно быть выполнено как можно скорее. Любое повторное появление ржавчины на поверхности следует рассматривать как загрязнение и удалять с помощью струйной очистки.

[вверх] Дополнительная обработка поверхности

После абразивно-струйной очистки можно проверить наличие дефектов поверхности и изменений поверхности, вызванных производственными процессами, например: сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, не могут отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций, относящихся к категориям окружающей среды с относительно низким уровнем риска.Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться удалить общие дефекты поверхности сварных швов и обрезных кромок, чтобы обеспечить приемлемое состояние поверхности для окраски.

Сварные швы на сборных стальных конструкциях представляют собой относительно небольшую, но важную часть конструкции и могут создавать переменный профиль поверхности и неровные поверхности или острые выступы, которые могут вызвать преждевременное разрушение покрытия. Хотя сварные участки проверяются, требования к качеству сварного шва обычно не учитывают требования к покрытию.Сварные швы должны быть сплошными, без проколов, острых выступов и чрезмерных подрезов. Также следует удалить сварочные брызги и остаточные шлаки.

• Примеры дефектов поверхности, возникающих во время сварки (изображения любезно предоставлены Corrodere / MPI)

BS EN ISO 8501-3: 2006 ^[7] описывает степени подготовки сварных швов, обрезанных кромок и других участков на стальных поверхностях с дефектами, чтобы сделать стальные поверхности пригодными для нанесения покрытий.Описаны три степени подготовки с проиллюстрированными примерами соответствующих недостатков, а именно:

• P1- Легкая подготовка
• P2 — Тщательная подготовка
• P3 — Очень тщательная подготовка

Выбранная степень подготовки коррелирует с категорией коррозионной активности окружающей среды (от C1 до C5, как описано в BS EN ISO 12944 Часть 2 ^[8] ) в зависимости от конструкции.

Торцы и кромки распиленных и обрезанных пламенем необходимо обработать, чтобы обеспечить прилипание покрытия и достаточную толщину.

Поперечный разрез с уменьшением толщины покрытия в углу

При внешних выступах (т. Е. Встреча между двумя поверхностями) существует потенциальная проблема, когда есть острый (то есть 90 °) край, потому что жидкое покрытие не будет покрывать его должным образом (см. Справа). Следовательно, их следует сгладить шлифованием или опиливанием. Обычно считается достаточным сгладить угол до радиуса около 2 мм; снятие фаски до 45 ° также эффективно, но трудно избежать появления острых краев при попытке сделать это с помощью ручных инструментов.Можно утверждать, что с современными толстослойными покрытиями и использованием полосовых покрытий (дополнительное покрытие, наносимое только локально) достаточно сглаживания до радиуса 1 мм. Компания Network Rail устанавливает минимальный радиус в 3 мм, и это считается некоторыми подрядчиками по производству стальных конструкций обременительным требованием.

В дополнение к требованию сглаживания выступов, Спецификация Highways England для дорожных работ ^[9] определяет нанесение одного или нескольких полосовых покрытий на все внешние углы (а также на сварные швы и крепежные детали по той же причине).

Углы прокатных профилей, как правило, не требуют шлифовки, так как в результате прокатки они обычно получаются гладкими.

Информацию об обработке поверхностей, обработанных пламенем, которые тверже прокатанной поверхности, см. В Руководстве компании Steel Bridge Group GN 5.06.

[вверх] Рекомендации по покраске участка

[вверху] Соединения и стыки между площадками

Соединения балок и детали соединений часто не получают полной защиты в магазине, поэтому зоны соединения необходимо ремонтировать на месте.Частым следствием является то, что эти зоны наименее подготовлены и защищены и первыми обнаруживают признаки выхода из строя. Следовательно, важно уделять особое внимание защите этих участков от коррозии.

[вверху] Сварные соединения

В сварных соединениях ключевыми факторами обеспечения эффективности системы покрытия является эффективность защиты перед окончательным покрытием. Места, прилегающие к сварным швам, обычно замаскированы, чтобы предотвратить их покрытие.Маскировка остается на месте до тех пор, пока стык не будет сварен; это не идеальная форма защиты при длительном воздействии перед сваркой.

После сварки важно, чтобы поверхности стыка, включая сам сварной шов, были подготовлены в соответствии с установленными стандартами чистоты и профиля. Из-за загрязнения сварочного флюса необходимо уделять особое внимание удалению всех остатков.

Сами поверхности сварных швов не должны нуждаться в шлифовке, если они соответствуют требованиям стандарта BS EN 1011: Часть 2 ^[10] по гладкости и плавности прилегания к основному металлу.Однако шероховатые профили, плохо сформированные старт-стопы, острые подрезы и другие дефекты, такие как прилипшие сварочные брызги, следует удалять путем тщательной шлифовки. Особое внимание следует уделять профилю, очищенному струйной очисткой, поскольку металл шва более твердый, а струйная очистка участка сложнее, чем заводская струйная очистка.

[вверху] Болтовые соединения

Болтовые соединения с предварительным натягом заслуживают особого внимания, как поверхности, которые будут оставаться открытыми, так и те, которые не будут (например.грамм. прилегающие поверхности). Поверхности трения обычно либо неокрашенные, либо металлическое напыление без герметика. Следовательно, их необходимо защитить (обычно малярной лентой) до тех пор, пока детали не будут окончательно скреплены болтами.

Следует обратить внимание на удаление любого клея, нанесенного на защитные пленки для прилегающих поверхностей, и на удаление любых смазочных материалов, нанесенных на резьбу болтов. Также следует проявлять осторожность, чтобы избежать загрязнения поверхностей во время установки болтов. Например, старые пневматические гайковерты имеют тенденцию производить мелкий маслянистый или туманный выхлоп, который может оседать на поверхности.

[вверху] Поверхности, контактирующие с бетоном

Поверхности, контактирующие с бетоном, обычно, за исключением краевой полосы на краях границы раздела, подвергаются пескоструйной очистке из чистой стали. Краевую полосу следует рассматривать как внешнюю поверхность, за исключением того, что необходимо наносить только межоперационные покрытия. Ширина краевой полосы в идеале должна быть не меньше ширины необходимого покрытия арматуры при тех же условиях воздействия. Обычно ширина 50 мм. Любой металлический алюминиевый спрей на поверхностях, контактирующих с бетоном, должен быть покрыт как минимум одним слоем краски, чтобы предотвратить реакцию, которая может возникнуть между бетоном и алюминием.Рекомендуется размещать любые соединители, работающие на сдвиг, на композитных балках так, чтобы они (и их сварные швы) не лежали в пределах краевой полосы; они также должны быть защищены от чрезмерного распыления покрытия.

[вверх] Повреждения при обращении

Во время обработки, поворота и сборки следует избегать повреждения кромок и поверхностей из-за использования зажимов с острыми зубьями, принимая меры предосторожности, такие как использование подъемных устройств с мягкими возобновляемыми контактными поверхностями или правильно сконструированных подъемных скоб.Если повреждение все же произошло, его необходимо тщательно растереть путем шлифовки (и восстановить полную защитную обработку с указанными перекрытиями между слоями).

[вверх] Чистота на участке

Так же, как чистота поверхности перед нанесением первого покрытия является основополагающим фактором эффективности системы, так же и чистота окрашенных поверхностей перед нанесением последующих слоев. На месте незадолго до покраски всегда необходима тщательная очистка, чтобы удалить загрязнения, накопившиеся с течением времени и от строительных работ, включая пыль, утечки цементного раствора при бетонировании, а также продукты струйной очистки, болтовых соединений и сварки.

[вверх] Список каталогов

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов. Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и поверхностей после полного удаления предыдущих покрытий, ISO
2. ↑ BS EN ISO 8504-3: 2018, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Методы подготовки поверхности. Очистка ручных и механических инструментов, BSI
3. ↑ BS EN ISO 8501-4: 2006, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов. Визуальная оценка чистоты поверхности. Начальное состояние поверхности, степени подготовки и степень ржавчины в связи с водоструйной очисткой под высоким давлением, ISO
4. ↑ BS EN ISO 8503-1: 2012, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов. Характеристики шероховатости стальных поверхностей, очищенных струйной очисткой.Спецификации и определения для компараторов профиля поверхности ISO для оценки поверхностей, очищенных абразивно-струйной очисткой, BSI
5. ↑ BS EN ISO 8503-5: 2017, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов. Характеристики шероховатости стальных поверхностей, очищенных струйной очисткой. Реплика ленточного метода определения профиля поверхности, BSI
6. ↑ BS EN ISO 8502-3: 2017, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Тесты для оценки чистоты поверхности. Оценка запыленности стальных поверхностей, подготовленных к покраске (метод самоклеящейся ленты), BSI
7. ↑ BS EN ISO 8501-3: 2007 Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов — Визуальная оценка чистоты поверхности — Часть 3: Степени подготовки сварных швов, кромок и других участков с поверхностными дефектами. BSI
8. ↑ BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Антикоррозионная защита стальных конструкций защитными лакокрасочными системами.Классификация сред, BSI
9. ↑ Руководство по контрактной документации на дорожные работы: Том 1 — Технические условия на дорожные работы, серия 1900 «Защита стальных конструкций от коррозии», август 2014 г., The Stationery Office
10. ↑ BS EN 1011-2, 2001, Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Дуговая сварка ферритных сталей. BSI

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

• Д. Дикон и Р. Хадсон (2012), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 — Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
• Д.А. Бейлисс и Д. Х. Дикон (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press.

[вверху] См. Также

Какую цветную грунтовку использовать

«Но этот цвет совсем не похож на тот, что на микросхеме!» Большинство подрядчиков по покраске слышали, что заказчик говорил такое время от времени.Это неприятная дилемма, которая особенно характерна для прозрачных, глубоких или ярких цветов. Но вы можете легко решить эту проблему, используя испытанную цветовую палитру вместе с правильным базовым покрытием, когда цвет важен для вашего клиента. (А когда нет?)

Грунтовка с белым или серым оттенком или цвет верхнего покрытия?

Система Sherwin-Williams COLOR® — это палитра из более чем 1000 оттенков, созданная при участии подрядчиков, архитекторов, дизайнеров и проектировщиков. Он также был разработан с использованием передовых технологий для поддержки более точной цветопередачи.

Обычной практикой является использование белой грунтовки или грунтовки, тонированной краской. Тем не менее, около 20 процентов цветов в системе Sherwin-Williams COLOR® максимизируются при нанесении на серое базовое покрытие. Эта идея или технология — это система Color Prime Sherwin-Williams. Использование серого базового покрытия или грунтовки для этих цветов дает несколько преимуществ, в том числе лучший ремонт, превосходную шкуру и более однородный цвет. Маляры также экономят время и деньги, поскольку могут добиться точного соответствия цвета за меньшее количество слоев.Лучше всего то, что система проста в использовании, потому что компания Sherwin-Williams устранила догадки.

Как это работает

Эксклюзивная система Color Prime от Sherwin-Williams представляет собой непрерывный спектр оттенков серого, который начинается со светло-серого (P1) и постепенно углубляется до P6 или самого темного серого. Эта технология основана на том, как цветной пигмент рассеивает и поглощает свет.

Грунтовка, окрашенная в рекомендуемый оттенок серого, создает идеальный баланс поглощения и рассеивания света для достижения правильного цвета за меньшее количество слоев.Работая в цветовом пространстве цвета верхнего покрытия, правильный оттенок базового покрытия позволяет ему более полно и быстрее развить свой истинный цвет.

Итог: вы сможете быстрее и проще добиться естественных цветов. Кроме того, вы уменьшите вероятность услышать, как покупатель будет жаловаться на то, что цвет на стене не соответствует цвету чипа.

Просто следуйте указаниям

Как узнать, когда использовать базовое покрытие серого оттенка Color Prime? Есть два простых способа: спросить представителя Sherwin-Williams или посмотреть на обратной стороне цветного чипа верхнего покрытия.Если вы видите код от P1 до P6, обязательно используйте грунтовку определенного оттенка серого. Юмористический зеленый (SW 6918), например, требует серого оттенка P3, в то время как вы должны использовать серый оттенок P2 с Nervy Hue (SW 6917). Это так просто.

Результаты в реальном мире

Альдо Марини, владелец компании Interior Solutions в Кливленде, штат Огайо, говорит, что система серой грунтовки Sherwin-Williams экономит время и деньги на его новых жилых проектах.

«Я работаю со многими декораторами и строителями высокого класса, которые задают более глубокие цвета», — говорит он.«Раньше нам часто требовалось три слоя, чтобы добиться нужного цвета. Мой торговый представитель Sherwin-Williams знал, что это беспокоит меня, и познакомил меня с системой Color Prime около двух лет назад».

Использование системы грунтовки серого оттенка, как он обнаружил, позволяет ему получить такие же качественные результаты всего за два слоя. Нет никаких догадок, так как он только что приказал своему магазину Sherwin-Williams добавить серый оттенок, указанный на цветовом чипе Sherwin-Williams, к своему любимому праймеру PrepRite. Он также будет использовать серый оттенок Color-Prime Interior Primer при работе с финишным покрытием ColorAccents.

«Раньше я избегал использования ColorAccents на новых конструкциях, но я больше не боюсь использовать глубокие цвета», — говорит Марини. «Мы получаем действительно хорошую точность цветопередачи при использовании серых грунтовок, а возможность покрытия в два слоя значительно экономит нам труд».

Преимущества серого базового покрытия

Для некоторых глубоких, ярких или прозрачных цветов — около 20 процентов палитры Sherwin-Williams COLOR® — серое базовое покрытие — ваш билет:

• Достижение точного соответствия цвета за меньшее количество слоев

• Улучшенный ретушь

• Улучшенная кожа

• Глубокие яркие акцентные цвета, которые выглядят смелее и ярче

• Более однородный цвет, меньше полос

• Устранение догадок

• Экономия времени и денег

• Повышение удовлетворенности клиентов

Подробнее о грунтовках и других продуктах Sherwin-Williams

сгенерировано: Чт, 10 июня, 01:23:04 UTC 2021

Хост: tsapp-6d6b47848f-7zn24

Порт сервера: 443

Локальный порт: 5443

Экземпляр: server1

Создание этой страницы заняло 0 миллисекунд.

Экспериментальный и аналитический анализ железобетонных колонн, усиленных углепластиком

Испытания на осевое сжатие

Колонна P1, которая использовалась в качестве контроля для сравнения с другими испытательными колоннами, не была усилена и представляла наименьшую разрывную нагрузку. Его разрушение характеризовалось обширным растрескиванием бетона (рис. 11). Разрывная нагрузка составила 350 кН при деформации 9,63. Колонна P2, которая имела рубашку из углепластика толщиной 10 см в средней части, разорвалась с обширными трещинами в бетоне в верхней части колонны, достигнув разрушающей нагрузки 395 кН, примерно 12.На 86% больше, чем у контрольной колонки, P1. Окончательная деформация составила 8,19 ‰. Колонна P3 была усилена двумя 10-сантиметровыми рубашками из углепластика, равномерно расположенными по ее длине. Эта колонна вышла из строя при нагрузке 420 кН, что на 20% больше, чем у контрольной колонны, и примерно на 6,33% больше, чем значение, зарегистрированное для колонны P2, которая была покрыта половиной площади оболочки. Разрывная деформация составила 5,65%.

Колонна P4 имела три 10-сантиметровые армирующие куртки, также равномерно распределенные по ее длине.Эта колонка вышла из строя при нагрузке 495 кН, на 41,43% больше, чем контрольная колонна, с окончательной деформацией 8,24 ‰. Поскольку оболочки из углепластика были ближе к краям колонны, волокна препятствовали боковому расширению бетона, и разрушение колонны было вызвано разрывом нижней оболочки углепластика (рис. 11), хотя это был полимер. смола, а не углеродные волокна, которые разорвались, что указывает на то, что, если бы смола была более стойкой, разрыв произошел бы позже.В бетоне также были трещины между средней и нижней рубашками из углепластика, а также между верхним концом колонны.

Колонна P5, у которой была самая большая площадь облицовки углепластиком (полоса 40 см), также имела наибольшую разрывную нагрузку 500 кН при деформации 6,67 ‰. Однако, несмотря на то, что оболочка из углепластика была на 33,33% больше, эта колонка была только на 1,01% более стойкой, чем колонка P4. Другими словами, армирование тремя полосами углепластика (столбец P4) было таким же эффективным, как и одна большая мантия (P5), несмотря на то, что покрывала гораздо большую площадь поверхности.На рис. 10 показаны колонны, размещенные в прессе во время испытаний, а на рис. 11 их можно увидеть после разрыва.

Столбцы во время теста: a P1, b P2, c P3, d P4, e P5

Столбцы после отказа: a P1, b P2, c P3, d P4, e P5

Рисунок 12 показывает поведение деформации нагрузки всех колонн.В таблице 2 показаны разрушающие нагрузки (N _{, разрушение} ) и окончательная деформация (ε _u ) колонн, а также нагрузка, соответствующая деформации 3,50 ‰ (N _{3,50 ‰} ), которая считается быть окончательной деформацией бетона в ответ на сжатие. Для этой степени деформации также было подтверждено увеличение нагрузки на колонны. Значения, записанные для столбцов P4 и P5, практически одинаковы, что указывает на то, что усиление куртками, распределенными по всей длине столбца, было таким же эффективным, как и единая непрерывная мантия.Поскольку поперечная арматура одинакова во всех колоннах, очевидно, что увеличение сопротивления бетона, создаваемого ограничением с оболочками из углепластика, увеличило стойкость колонны к той же степени продольной деформации.

Нагрузочно-деформационное поведение колонн

Коэффициент армирования (арматура A _/ A _бетон ) для каждой модели получается делением площади арматуры, примененной к каждой колонне (арматура A ) на сумму площадей боковых поверхностей колонны. (Бетон A ).Соотношение для каждого столбца представлено в таблице 3. Увеличение стойкости (IR) в результате оболочки из углепластика может быть определено путем деления разрушающей нагрузки (N _{разрушение} ) каждой колонны на конечную нагрузку неупрочненного RC. столбец, N _{, отказ P1} (см. Таблицу 3). По-прежнему возможно получить соотношение между увеличением стойкости каждой колонки (IR) и наибольшим приростом этой емкости за счет оболочки (IR 1,428 для столбца P5), как показано в Таблице 3.

Как видно из показанных значений, а также из анализа графика на рис. 12, произошло значительное увеличение стойкости моделей, это увеличение было прямо пропорционально увеличению степени упрочнения колонн. Эти результаты аналогичны результатам, полученным Карразедо [5], который добился увеличения стойкости коротких колонн с рубашкой из углепластика между 31 и 64% по сравнению с их моделями без упрочнения.В своей работе он заметил, что ограничение может вызвать значительное увеличение сопротивления и последней деформации бетона. С другой стороны, Судано [9] получил в своих испытаниях больший выигрыш в сопротивлении осевому сжатию в моделях с круглым поперечным сечением, чем с квадратным сечением, но он подчеркнул важность скругления краев квадратных сечений, поскольку это снижает концентрацию напряжений в волокнах, обеспечивая эффективность этого упрочнения.

Однако невозможно определить пластичность на основе только значений окончательной деформации, учитывая, что пресс, использованный в испытаниях, не может обеспечить равномерную продольную деформацию, которая была бы необходима для получения данных для диаграммы пластичности. Таким образом, несмотря на хорошие результаты, полученные в ходе проведенных экспериментов, потребуются более обширные испытания, а также большее количество моделей, чтобы можно было проводить более полный анализ и с большим количеством деталей, обеспечивая лучшее проверка найденных значений.

Существует четкая положительная взаимосвязь между коэффициентом усиления и стойкостью к сопротивлению, зарегистрированной в испытаниях, и нелинейная регрессия этих данных дала полиномиальную функцию второй степени для наклона графика (рис. 13). Коэффициент детерминации (R ² ), найденный для представленной регрессии, составил 0,9542. Эта функция позволяет рассчитать увеличение стойкости усиленной колонны — f (x) — на основе коэффициента армирования колонны (x).Также можно рассчитать коэффициент армирования, необходимый для получения заданного увеличения стойкости колонны, решив уравнение для заданного значения x.

Взаимосвязь между коэффициентом армирования и сопротивлением материала

Как показано выше, упрощенная модель стойки и стяжки может обеспечить повышенное сопротивление в колонне, подвергающейся центрированному осевому сжатию, хотя эта модель не учитывает увеличение сопротивления, обеспечиваемое ограничением бетона.{2} + 0,7628 \ eta + 0,9933, $$

(1)

, где η = коэффициент армирования (арматура A _/ A _бетон ), применяемый к колонне, то есть площадь пучков углепластика, деленная на сумму площадей боковых поверхностей колонны.

Анализы в Abaqus

На рисунке 14 показано распределение напряжений сжатия контрольной колонны P1. Сжатие поверхностей этой колонны варьировалось от 0.От 0 до 35,0 МПа, тогда как в продольных стержнях внутри колонны значения достигли 260,0 МПа из-за того, что модуль упругости стальных арматурных стержней намного больше, чем у бетона. Напряжение сжатия в бетоне внутри этой колонны варьировалось от 13,0 до 19,0 МПа по большей части центра колонны, достигая значений почти 28,0 МПа в верхней части, где была приложена нагрузка (рис. 15). Это значение близко к средней прочности на сжатие бетона, из которого сделаны колонны, что может объяснить разрушение бетона в этой области, как показано на рис.11.

Напряжение сжатия в колонне P1 (значения в Н / м ² )

Внутреннее напряжение сжатия в бетоне колонны P1 (значения в Н / м ² )

На рис. 16 показано напряжение сжатия моделей колонн P2 – P5 и значительное сходство между ними, хотя наблюдается небольшое уменьшение максимальных значений. Это значение представляет собой максимальное напряжение, действующее на продольные стержни внутри колонн, и указывает на небольшое увеличение подвижности бетона с увеличением степени армирования.Другими словами, увеличивающееся удержание бетона изменило, хотя и незначительно в этих испытаниях, распределение напряжения внутри колонн.

Напряжение сжатия в колоннах: a P2, b P3, c P4, d P5 (значения в Н / м ² )

На рис. 17 показано распределение напряжения внутри бетона усиленных колонн, что указывает на небольшое изменение, которое можно наблюдать в минимальных и максимальных значениях, указанных на этикетках.Сходство, обнаруженное среди моделей, несмотря на различия в области армирования, связано с упрощением материала углепластика при моделировании и конфигурации поведения интерфейса бетон-углепластик. Однако сравнение рис. 15 и 17 указывает на то, что наличие оболочек из углепластика оказывает значительное влияние на распределение напряжения сжатия внутри бетона. Ограничение четко мобилизует бетон в центральной части колонн, поддерживая более широкий диапазон напряжений, что могло бы объяснить увеличение способности сопротивления усиленных колонн по сравнению с контрольной колонной.

Внутреннее напряжение сжатия в колоннах: a P2, b P3, c P4 и d P5 (значения в Н / м ² )