Как изменяются акустические свойства бетона при пожаре: Поведение бетонных конструкций при пожаре

Автор

Содержание

Поведение бетонных конструкций при пожаре

11 мая 2013 г.

Авторы: Заместитель генерального директора по науке Демёхин В.Н.,

Исполнительный директор Демёхин Н.В.

 

Особенности поведения любых конструкций при пожаре, в первую очередь, основываются на поведении строительных материалов из которых они состоят.

Под поведением строительных материалов в условиях пожара понимают комплекс физико-химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материала под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева.

На рис. 1. показана обобщенная схема, в которой перечислены основные факторы, процессы и последствия, которые могут характеризовать поведение различных материалов в условиях пожара.

Для того чтобы понять, какие изменения происходят в структуре материала, как меняются его свойства, т.е. как влияют внутренние факторы на поведение материала в условиях пожара, необходимо хорошо знать материал - его происхождение, сущность технологии изготовления, состав, начальную структуру и свойства.

Свойствами, характеризующими поведение строительных материалов в условиях пожара называют способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных и др.

Все свойства материалов взаимосвязаны. Они зависят от вида, состава, строения материала. Ряд из них оказывает более существенное, другие — менее существенное влияние на пожарную опасность и поведение материалов в условиях пожара.

Применительно к изучению и объяснению характера поведения строительных материалов в условиях пожара следует, в качестве основных, отразить следующие свойства:

Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, парогазопроницаемость.

2. Механические свойства: прочность, деформативность.

Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение, теплостойкость.

Бетоны относятся к группе безобжиговых искусственных каменных материалов, получаемых в результате затвердевания смеси вяжущего вещества, воды и заполнителя (мелкого — кварцевого песка и крупного - из горных пород либо отходов промышленности).

Их классифицируют по объемной массе на:

особо тяжелые — объемная масса - 2500...6000 кг/м3 (заполнитель -  чугун, свинец) применяют для сооружений биологической защиты;

тяжелые (обычные) - объемная масса - 2200...2500 кг/м3 (крупный за полнитель из тяжелых горных пород в виде щебня, гравия и мелкий — кварцевый песок) — применяют для несущих строительных конструкций;

облегченные - объемная масса - 1900...2200 кг/м3 — то же;

легкие - объемная масса  1200...1800 кг/м3 - на легких  крупных заполнителях из природных и искусственных каменных материалов, и мелкого - песка; применяют для несущих и ограждающих конструкций;

особо легкие — объемная масса - 1200 кг/м3 — без  крупного заполнителя; применяют в основном для ограждающих конструкций.

Особо легкие (ячеистые) бетоны получают путем введения в раствор вяжущего пенообразователя (пенобетон), либо газообразователя (газобетон).

После затвердевания бетона определяют класс бетона по прочности путем механического испытания на сжатие образцов.

Существуют классы бетона по прочности от В-1 до В-60.

Среднее значение коэффициента теплопроводности тяжелых бетонов: 1,7, легких и ячеистых:  0,16...0,64 Вт/м.°С.

Бетон применяют при производстве сборных и монолитных железобетонных конструкций.

Железобетон от бетона отличается наличием стальной арматуры, воспринимающей растягивающие усилия от внешних нагрузок, которые бетон не воспринимает, т.к. его прочность при
растяжении очень незначительна.

Изучением поведения каменных материалов в условиях пожара занимались в течение нескольких десятилетий многие исследователи нашей страны: М.Я.Ройтман, Н.И.Зенков, К.Д.Некрасов, А.Ф.Милованов, В.М.Ройтман, В.В.Жуков, А.Т.Апостолов, Е.А.Мешалкин, В.Н.Демёхин и др.

Характер поведения каменных материалов в условиях пожара в принципе аналогичен для всех материалов, отличаются лишь количественные показатели. Специфические особенности обусловлены

действием лишь внутренних факторов, присущих анализируемому материалу (при анализе поведения материалов в идентичных условиях действия внешних факторов).

Поскольку бетон является композиционным материалом, его поведение при нагреве зависит от поведения цементного камня, заполнителя и их взаимодействия. Мы рассмотрели в отдельности поведение при нагреве цементного камня, природных каменных материалов, отметим лишь особенности взаимодействия компонентов бетона при нагреве.

Одна из особенностей — химическое соединение при нагреве до 200°С гидроксида кальция с кремнеземом кварцевого песка (этому способствуют условия, аналогичные тем, что создают в автоклаве для быстрого твердения бетона: повышенное давление, температура, влажность воздуха). В результате такого соединения образуется дополнительное количество гидросиликатов кальция. Кроме того, при этих же условиях происходит дополнительная гидратация клинкерных минералов цементного камня. Все это способствует некоторому повышению прочности (рис. 2, кривая - 1).

При нагреве бетона выше 200°С возникают противоположно направленные деформации претерпевающего усадку вяжущего и расширяющегося заполнителя, что снижает прочность бетона (рис. 3) наряду с деструктивными процессами, происходящими в вяжущем и заполнителе.

Расширяющаяся влага при температурах от 20 до 100°С давит на стенки пор, и фазовый переход воды в пар также повышает давление в порах бетона, что приводит к возникновению напряженного состояния, снижающего его прочность. По мере удаления свободной воды прочность бетона может возрастать (рис. 3). При прогреве образцов бетона, заранее высушенных в сушильном шкафу при температуре 105...110°С до постоянной массы, физически связанная вода отсутствует, поэтому такого резкого снижения прочности в начале нагрева не наблюдается (рис. 3).

При остывании бетонов после нагрева прочность, как правило, практически соответствует прочности при той максимальной температуре, до которой образцы были нагреты. У отдельных видов бетона она несколько снижается при остывании за счет более длительного нахождения материала в нагретом состоянии, что способствовало более глубокому протеканию в нем негативных процессов (рис.

2).

Деформативность бетона по мере прогрева увеличивается за счет увеличения его пластичности (рис. 4).

Мы рассмотрели изменение прочности бетона при нагревании в ненагруженном состоянии, что не характерно для работы несущих конструкций. Поэтому, начиная с 70-х годов во ВНИИПО МВД РФ
проводят испытания при нагреве нагруженных образцов бетона. При этом измеряют величины относительных суммарных деформаций (свободного расширения и сжатия под действием внешней нагрузки) и температуру (критическую), при которой происходит разрушение (утрата целостности) образца.

Как видно из рис.5, по мере повышения нагрузки уменьшаются деформации расширения и увеличиваются деформации сжатия, а разрушение (утрата целостности) образцов происходит при меньших температурах и деформациях, чем при малых нагрузках.

По результатам таких испытаний строят графики зависимости температуры (критической), при которой произошла утрата целостности образца, от величины относительной нагрузки на него при огневом испытании.

Строят их в виде, показанном на рис.6, и называют величину λδ относительно      й прочностью либо коэффициентом изменения прочности бетона при нагреве. 

Эта величина всегда меньше единицы (по физическому смыслу - относительное напряжение от внешней нагрузки). Методика таких испытаний не позволяет зафиксировать увеличение прочности материала в начале нагрева, даже если оно и имеет место. Это видно из рис.6 — по результатам опытов построен график в диапазоне температур от 550 до 820 °С, т.к. величина относительного напряжения λδ в опытах  изменялась в интервале от 0,3 до 0,7.

Из рис.6 видно, что, чем выше относительная нагрузка на образец, тем при меньшей критической температуре он разрушится. По этой зависимости исследователи делают вывод, что с увеличением
температуры прочность бетона падает при испытании в напряженном состоянии. Кроме того, строительные конструкции из тяжелого бетона (железобетона) склонны к взрывообразной потере целостности

(взрывообразному разрушению) при пожаре. Это явление наблюдается у конструкций, материал которых имеет влагосодержание выше критической величины, при интенсивном подъеме температуры при пожаре. Чем плотнее бетон, ниже его паропроницаемость, больше микропор, тем он более склонен к возникновению такого явления, несмотря на более высокую прочность. Легкие и ячеистые бетоны с объемной массой ниже 1200 кг/м3 не склонны к взрывообразной потере целостности.

Каменные материалы не горят в условиях пожара, но одни более, другие менее существенно снижают
прочность. Поэтому в зависимости от области их применения в строительстве осуществляют подбор природных и изготовление искусственных каменных материалов с необходимыми свойствами.

Проектирование и монтад дымоудаления/ проектирование и монтаж освещения/ водяное пожаротушение/ охранные системы безопасности/

Перейти к списку статей

О возможности адаптации методик исследования железобетонных конструкций при определении очага пожара применительно к конструкциям из газосиликатных блоков Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

О ВОЗМОЖНОСТИ АДАПТАЦИИ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОЧАГА ПОЖАРА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К КОНСТРУКЦИЯМ ИЗ ГАЗОСИЛИКАТНЫХ БЛОКОВ

А. В. Волосач, старший преподаватель, магистр, Институт переподготовки и повышения квалификации МЧС Республики

Беларусь, пос. Светлая Роща

Строительные материалы постоянно модернизируются, появляются иные технологии изготовления, при которых используются новые компоненты. Если ранее абсолютными лидерами при возведении стен были кирпич, дерево и железобетонные панели, то в последнее время рынок обогатился широким спектром материалов для возведения стен дома: это сэндвич-панели, шлакобетонные, газобетонные, пенобетонные, керамзитобетонные и пенополистирольные плиты, керамоблоки, используются также и 3D-панели, которые изготавливаются из мелкодисперсной древесной фракции или пластика.

Наиболее широко используются газосиликатные блоки. На сегодняшний день из них строится примерно половина домов от общих объемов мирового строительства. Сегодня именно газосиликаты, которые производятся исключительно с синтезным твердением в автоклавах, остаются лидерами по лучшему комплексу эксплуатационных характеристик, долговечности и многовариантности изготавливаемых из них изделий. Это обусловило преимущественное использование газосиликатных блоков при строительстве малоэтажных зданий в европейских странах, России, Америке, Азии; наблюдается тенденция перевода малоэтажного домостроения на автоклавные газосиликаты и газобетоны также и в Белоруссии.

В отличие от газобетона, в газосиликате используются иные смеси. Вяжущий элемент представляет собой смесь с преимущественным содержанием негашеной извести (% масс.: СаО - 75; СО - 4,0; МgO - 2,0; БОЭ -1,0). Наполнителем рабочей смеси являются, % масс.: кварцевый песок SiO2 -85; дополнительные элементы: СаО - 10; А12О3 - 7; МgO - Э; Бе2ОЭ - Э; №2О - 2; БОЭ - 1). Как газообразователь применяется алюминиевая паста, содержащая не менее 90 % активного металла [1].

Белорусские ТНПА [1, 2] также определяют условный состав, который может меняться в допустимых пределах в зависимости от производителя. От применяемого состава и качества исходных материалов во многом зависят свойства готовой продукции.

Газосиликатный блок изготавливается на основе пористого (ячеистого) бетона методом автоклавного твердения. Пористый бетон, в свою очередь, представляет собой не что иное, как смесь на основе минерального вяжущего вещества, включающего известь, и кремниевого компонента. Цемент в состав материала не входит либо добавляется в очень малом процентном соотношении. Пористым, или ячеистым, бетон назван в связи с наличием

равномерно распределенных по всему объему небольших округлых пустот (пор) размером 1-3 мм в диаметре.

Новые материалы, используемые в строительстве, требуют модификации и уточнения методов и подходов к поиску очага пожара по степени изменения свойств этих материалов, находящихся в зависимости от времени и интенсивности воздействующих тепловых потоков. Установление изменения свойств новых строительных материалов от температурного (термического) воздействия позволит восстанавливать обстановку на пожаре, воссоздавать динамику его развития.

Точное установление причин пожаров, соответствующий их учет и анализ являются важными условиями для организации успешной борьбы с пожарами.

Окончательный вывод о положении очага пожара зачастую невозможно сделать даже тогда, когда для этого исчерпаны все возможности: произведен тщательный осмотр места пожара, собраны и проанализированы показания очевидцев, учтены особенности обстановки, предшествовавшей возникновению пожара, особенности действий по его тушению [3].

Во многих случаях для окончательного вывода о положении очага пожара требуется проводить исследования строительных конструкций и материалов на месте пожара, используя полевые методы исследования, а также при необходимости проводить лабораторные исследования.

Для исследования бетонных и железобетонных конструкций применяют следующие основные методы:

- ультразвуковая импульсная дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия используется для оценки качества бетонных и железобетонных конструкций и, соответственно, для оценки степени их термических поражений после пожара (установления очага горения).

Метод основан на измерении скорости прохождения ультразвуковых волн в поверхностном слое бетона с помощью прозвучивающего прибора (дефектоскопа).

Скорость поверхностной ультразвуковой волны в ненагретом бетоне составляет около 2000-2500 м/с. Разрушение бетона на пожаре приводит к последовательному ухудшению его акустических свойств. При этом скорость движения ультразвуковой волны последовательно меняется.

Потолок в помещениях, сделанный из железобетонных плит перекрытия, - самый распространенный объект исследования по данной методике. На пожаре он, в отличие от стен, не загорожен мебелью и фиксирует все, что происходит в комнате.

Результаты измерений относительной скорости прохождения ультразвуковых волн на всех намеченных участках наносятся на план обследуемой конструкции. На плане выделяются зоны термических поражений исследованной конструкции. Зона наибольших термических поражений будет соответствовать зоне наименьших значений относительной скорости

прохождения ультразвуковых волн.

Способна ли степень разрушения газосиликатных блоков, так изменить скорость поверхностной ультразвуковой волны, чтобы она фиксировалась приборами, требует изучения.

- фиксация остаточных температурных зон на теплоемких конструкциях.

Конструктивные элементы с относительно малой теплопроводностью и достаточно высокой теплоемкостью (кирпичные, бетонные стены, перекрытия и т.п.), прогревшись в ходе пожара, отдают затем тепло постепенно.

В зонах, где горение было достаточно длительное, стена успевает прогреться лучше (на большую глубину и до более высокой температуры), и остывает она соответственно значительно медленнее, чем менее прогретые участки. Часто бывает, что даже через несколько часов стена остается еще теплой. Поэтому после пожара при поисках его очага можно измерить температуру конструкции в различных ее зонах. Рекомендуется использовать приборы, обеспечивающие бесконтактное измерение температур.

Для бесконтактных измерений применяются два типа приборов: пирометры и тепловизор (сканирующий пирометр).

Пирометры дают возможность дистанционного измерения температуры в отдельных точках конструкций. При необходимости выявления распределения температурных зон по поверхности стены измерения проводятся последовательно в нескольких десятках точек.

Измерение остаточных температурных зон на конструкциях - полезный, быстрый и нетрудоемкий метод получения информации, необходимой для поиска очага пожара.

Скорость изменения температуры предварительно нагретого силикатного кирпича с учетом максимальной исходной температуры также не исследована, поэтому использовать данный метод без предварительных исследований нецелесообразно.

- ударно-акустический.

Ударно-акустический метод применяется в строительстве для определения твердости бетона и железобетона. Учитывая, что твердость этих материалов снижается при тепловом воздействии на них в ходе пожара, метод может быть применен для оценки степени их термического поражения.

Для измерения остаточной прочности конструкций могут применяться портативные цифровые измерители прочности (ИП -1, PROSEQ, SCHMIDT и др.).

Аналогично УЗ-дефектоскопии на месте пожара намечаются конструкции для обследования; составляется план конструкции (потолка, стены) в масштабе; на конструкции намечаются участки, в которых будет производиться исследование. Зона наибольших термических поражений будет соответствовать зоне наименьших значений остаточной прочности конструкций.

Учитывая, что количество компонентов, подвергающихся термическому распаду в силикатных блоках, значительно меньше, чем в бетоне, твердость его

будет изменяться не так интенсивно, поэтому применимость данного метода, также требует дополнительной проработки.

- рентгеновский фазовый анализ и ИК-спектроскопия.

Исследования проводятся в лабораторных условиях, на предварительно

отобранных на месте пожара пробах цементного (известкового) камня. Рентгеновский фазовый анализ - традиционный метод исследования неорганических материалов. Он позволяет зафиксировать изменения фазового состава цементного (известкового) камня. Результаты рентгеновского фазового анализа позволяют выявлять на месте пожара зоны термических поражений конструкций из материалов с цементным и известковым связующим.

Фазовые переходы силикатных блоков необходимо также дополнительно определить, хотя часть авторов указывает на то, что данный метод не применим к исследованию силикатных блоков.

Метод ИК-спектроскопии для исследования неорганических веществ и материалов используется относительно редко, оставаясь преимущественно методом анализа функционального состава органических веществ. Тем не менее, он с тем же успехом, что и рентгеновский фазовый анализ, может использоваться для выявления зон термических поражений на указанных материалах. Критерием оценки при этом служат рассчитываемые спектральные критерии - соотношения отдельных характеристических полос в спектрах.

- определение остаточного содержания термолабильных компонентов.

Пробы цементного и известкового камня засыпают в тигли и нагревают в муфельной печи при температуре 800 °С в течение 1-1,5 ч. После нагрева и охлаждения пробы повторно взвешивают, определив величину убыли массы пробы.

Величина убыли массы может быть использована в качестве критерия степени термического поражения материала на пожаре; чем она меньше, тем выше степень термического поражения [4].

Термолабильных компонентов в составе силикатных блоков также значительно меньше, чем в бетоне, поэтому для применения данного метода необходимо определиться с массой пробы (навеской), потеря массы которой будет характеризовать величину температурного воздействия.

Хотя в настоящее время большое внимание уделяется вопросам расследования пожаров, практика расследования пожаров свидетельствует о необходимости дальнейшего улучшения этой работы, и не в последнюю очередь, со стороны инструментальных и лабораторных исследований.

Вывод. Возможность применения рассмотренных методов анализов, разработанных и апробированных для бетонных и железобетонных материалов применительно к газосиликатным блокам, не является безусловной. Вопросы, отражающие поведение газосиликатных блоков при воздействии факторов пожара, в изученной нами литературе не обнаружены, поэтому возможность использования имеющихся методик исследования бетонных и железобетонных конструкций для строений из газосиликатных блоков требует дополнительного

исследования, научного подтверждения и обоснования.

А вопросы обеспечения дознавателя и специалистов в области проведения пожарно-технической экспертизы новыми или модернизированными инструментальными методами анализа современных строительных материалов, в частности, газосиликатных блоков, повышающими вероятность обнаружения истинных причин возникновения очага пожара, все также остаются актуальными.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия».

2. СТБ 1117-98 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые. Технические условия».

3. Мегорский Б.В. Методика установления причин пожаров / Б.В. Мегорский. - М.: Стройиздат, 1966. - 348 с.

4. Чешко И.Д. Технические основы расследования пожаров: Метод. пособ. / И.Д. Чешко. - М.: ВНИИПО, 2002. - 330 с.

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА АЗОТ-ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ АНТИПИРЕНОВ НА ПРОЦЕСС ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ И ГОРЕНИЯ ПОЛИОЛЕФИНОВЫХ ПОЛИМЕРОВ

Н.В. Гладкая, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Республики Беларусь, г. Минск

О.В. Рева, доцент, к.х.н., доцент, Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь,

г. Минск

В настоящее время все более широкое распространение получают полимерные материалы на основе полиолефинов, которые обладают замечательными конструкционными и электроизоляционными свойствами. Однако серьезным недостатком полиолефинов является их низкая термостойкость и повышенная пожарная опасность, вызванная низкими температурами воспламенения и склонностью к растеканию [1].

Довольно эффективным путем снижения горючести полимеров является внедрение антипиренов в матрицу на стадии расплава [2]. Однако до настоящего времени нет ясности относительно общности или различия в характере процессов, обусловливающих эффект потухания в случае применения замедлителей горения не только в полимерах различных классов, но и внутри одного класса [3, 4]. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования процессов термических превращений полимерных

1.4. Физические свойства

Все свойства строительных материалов можно условно разделить на физические, химические, механические и технологические.

Физические свойства в свою очередь подразделяют на общие физические, характеризующие структуру материала, гидрофизические, теплофизические и акустические.

К общефизическим свойствам относятся: истинная плотность, средняя плотность и пористость материала.

Истинная плотность () – масса единицы объема вещества в абсолютно плотном состоянии, без пор, пустот и трещин. Согласно СТБ 4.211-94

, (1)

где – истинная плотность, кг/м3; т – масса, кг; v – объем, занимаемый веществом, м3.

Истинную плотность определяют при помощи стеклянной колбы точного объема – пикнометра с точностью до 0,01 г/см3 на тонко измельченной (до 0,2 мм) и предварительно высушенной до постоянной массы пробе. Истинная плотность большинства строительных материалов больше единицы (за единицу условно принимают плотность воды при t = 4 °С). Для каменных материалов плотность колеблется в пределах 2200 – 3300 кг/м3; органических материалов (дерево, битумы, пластмассы) – 900 – 1600, черных металлов (чугун, сталь) – 7250 – 7850 кг/м3.

Средняя плотность (ср) – масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами

, (2)

где – средняя плотность, кг/м3; т – масса материала (изделия) в естественном состоянии, кг; v – объем материала (изделия), м3.

Если образец имеет правильную геометрическую форму, его объем определяют путем вычислений по измеренным геометрическим размерам; если же образец неправильной формы, – по объему вытесненной жидкости (закон Архимеда).

Для сыпучих материалов (песок, цемент, щебень, гравий) определяют насыпную плотность. Насыпная плотность (н) – масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии. Формула расчета и размерность показателя те же, что в (1) и (2). В единицу объема таких материалов входят не только зерна самого материала, но и пустоты между ними. Количество пустот, образующихся между зернами рыхлонасыпного материала, выраженное в процентах по отношению ко всему занимаемому объему, называют пустотностью. Этот показатель важен для песка, щебня, керамзита при изготовлении бетона и будет рассмотрен в гл. 5.

Средняя плотность природных и искусственных материалов колеблется в широких пределах – от 10 кг/м3 (полимерный воздухонаполненный материал «мипора») до 2500 кг/м3 у тяжелого бетона и 7850 кг/м3 у стали. Данные средней плотности используют при подборе материала для изготовления строительных конструкций, расчетах транспортных средств, подъемно-транспортного оборудования. При одинаковом вещественном составе средняя плотность характеризует прочностные свойства. Чем выше средняя плотность, тем прочнее материал. Для пористых строительных материалов истинная плотность больше средней. Только для абсолютно плотных материалов (металлы, стекла, лаки, краски) показатели средней и истинной плотности численно равны. По величине истинной и средней плотности рассчитывают общую пористость (Пп) материала в % (ГОСТ 12730.1-78)

(3)

Поры в материале могут иметь различную форму и размеры. Они могут быть открытыми, сообщающимися с окружающей средой, и замкнутыми, заполненными воздухом. При погружении материала (изделия) в воду открытые поры полностью или частично, что зависит от размера пор, заполняются водой. В замкнутые поры вода проникнуть не может. Открытую или капиллярную пористость (Wо) определяют по водонасыщению материала под вакуумом или кипячением его в воде

, (4)

где т – масса образца в сухом состоянии, г; m1 – масса образца в водонасыщенном состоянии, г; v – объем образца, см3.

Общая пористость различных по назначению материалов колеблется в широком интервале. Так, для тяжелого, прочного конструкционного бетона – 5 – 10 % , кирпича, который как стеновой материал должен обеспечить прочность, легкость стеновой конструкции и пониженную теплопроводность, – 25 – 35 % , для эффективного теплоизоляционного материала пенопласта – 95 %. Большое влияние на свойства материалов оказывают не только величина пористости, но и размер пор, их характер. При увеличении объема замкнутых пор и уменьшении их величины повышается морозостойкость материала и снижается теплопроводность. Наличие открытых крупных пор делает материал проницаемым для воды, неморозостойким, но в то же время он приобретает акустические свойства.

Гидрофизические свойства проявляют материалы и изделия при контакте с водой. Наиболее важные из них – гигроскопичность, водопоглощение, водостойкость, водопроницаемость, морозостойкость, воздухостойкость.

Гигроскопичность – свойство материала поглощать водяные пары из воздуха и удерживать их на своей поверхности. Чем мельче поры, тем больше общая площадь поверхности (при условии равной общей пористости и одинакового вещественного состава), следовательно, гигроскопичность выше. Этот процесс является обратимым и зависит от влажности воздуха. При снижении влажности часть гигроскопичной влаги испаряется. В зависимости от вещественной природы материала гигроскопичность различна. Одни материалы притягивают к своей поверхности молекулы воды (острый угол смачивания) и называются гидрофильными – бетон, древесина, стекло, кирпич; другие, отталкивающие воду (тупой угол смачивания), – гидрофобными: битум, полимерные материалы. Характеристикой гигроскопичности служит отношение массы влаги, поглощенной материалом из воздуха, к массе сухого материала, выраженное в %.

Водопоглощение – способность материала впитывать и удерживать воду. Характеризуется это свойство количеством воды, поглощенной высушенным до постоянной массы материалом, полностью погруженным в воду, выраженным в % от массы (водопоглощение по массе) – Wм (СТБ 4.2306-94) или в % от объема (водопоглощение по объему или открытая пористость) – Wо

, (5)

Водопоглощение по объему рассчитывают по формуле (4). Этот показатель зависит от объема, природы пор (замкнутые, открытые) и степени гидрофильности материала. Так, водопоглощение гранита составляет 0,02 – 0,7 %, тяжелого бетона 2 – 4 %, кирпича 8 – 15 %. В результате насыщения водой свойства материалов значительно изменяются: увеличиваются средняя плотность и теплопроводность, объем изделий. Вследствие нарушения связей между частицами материала проникающими молекулами воды прочность его снижается. Отношение предела прочности при сжатии материала, насыщенного водой, Rв к пределу прочности при сжатии в сухом состоянии Rс называется коэффициентом размягчения Кразм

. (6)

Этот коэффициент характеризует водостойкость материалов. Для глины, гипса он равен нулю, металла, стекла – единице. Материалы с Кразм > 0,8 водостойки, с Кразм< 0,8 – не водостойки и применять их в конструкциях, испытывающих постоянное действие воды (фундаменты при наличии грунтовых вод, дамбы, плотины), согласно ГОСТу запрещено.

Влагоотдача – способность материала отдавать влагу при снижении влажности воздуха. Скорость влагоотдачи зависит от разности влажности образца и окружающей среды. Чем она выше, тем интенсивнее идет высушивание изделия. Крупнопористый гидрофобный материал отдает воду быстрее, чем мелкопористый гидрофильный. В естественных условиях влагоотдачу строительных материалов характеризуют интенсивностью потери влаги при относительной влажности воздуха 60 % и Т = 20 °С.

Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость оценивают по коэффициенту фильтрации Кф 2/ч), который равен количеству воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 м2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. Особенно важно это свойство при строительстве гидротехнических сооружений (дамбы, плотины, молы, мосты), резервуаров, возведении стен подвалов при наличии грунтовых вод. Коэффициент фильтрации непосредственно связан обратной зависимостью с водонепроницаемостью материала, по которой ему присуждают марку. Чем ниже Кф, тем выше марка по водонепроницаемости. Водонепроницаемость (например, бетона) характеризуется маркой W2, W4...W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в МПа (0,2; 0,4 ... 1,2), при котором образец не пропускает воду в условиях стандартных испытаний. Испытания проводят на специальной установке.

Морозостойкость – способность материала сохранять свою прочность при многократном попеременном замораживании в водонасыщенном состоянии и оттаивании в воде. Для материалов, эксплуатируемых в условиях знакопеременных температур наружного воздуха, морозостойкость является одним из важнейших свойств, обеспечивающих их долговечность (дорожные покрытия, бордюрные камни, стеновые материалы). Разрушение материалов при их замораживании в водонасыщенном состоянии связано с образованием в порах льда, объем которого примерно на 9 % больше объема замерзшей воды. Поэтому если все поры в материале будут заполнены водой, то разрушение должно было бы произойти после первого цикла замораживания. Способность материала противостоять морозному разрушению обусловлена, в первую очередь, присутствием в его структуре определенного объема замкнутых пор, в которые и отжимается часть воды под действием давления растущих кристаллов льда. Таким образом, главными факторами, определяющими морозостойкость материала, являются показатели структуры, от которых зависят степень насыщения водой и интенсивность образования льда в порах.

В строительстве морозостойкость материала количественно оценивают маркой F (СТБ 4. 206-94), т.е. числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдерживают образцы материала без снижения прочности на 5– 25 % и массы на 3 – 5 % в зависимости от назначения материала.

Установлены следующие марки по морозостойкости: тяжелый бетон F50 – F500, легкий бетон F25 – F500, кирпич, стеновые керамические камни F15 –F35.

Воздухостойкость – способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности. Природные и искусственные хрупкие каменные материалы (бетон, керамика), сжимающиеся при высыхании и расширяющиеся при увлажнении, разрушаются вследствие возникновения растягивающих напряжений. В подобных условиях работают дорожные покрытия, надводные части гидротехнических сооружений.

К основным теплофизическим свойствам, оценивающим отношение материала к тепловым воздействиям, относятся теплопроводность, теплоемкость, термостойкость, жаростойкость, огнеупорность, огнестойкость.

Теплопроводность – способность материала пропускать тепловой поток при условии разных температур поверхности. Степень теплопроводности материалов характеризует коэффициент, который равен количеству тепла, проходящего через стену из испытуемого материала толщиной 1 м площадью 1 м2 за 1 ч при разности температур противоположных поверхностей стены 1 К. Коэффициент теплопроводности измеряют в Вт/(мК) – СТБ 4.206-94

, (7)

где Q – количество тепла, Дж; – толщина материала, м; А – площадь сечения, перпендикулярного направлению теплового потока, м2; (t1 – t2) – разность температур, К; Т – продолжительность прохождения тепла, ч.

Теплопроводность материала зависит от вещественного состава, строения и характера пористости, температуры и влажности материала. Особенности структуры оказывают значительное влияние на теплопроводность. Например, если материал имеет волокнистое строение, то тепло вдоль волокон передается быстрее, чем поперек. Так, теплопроводность древесины вдоль волокон равна 0,30, а поперек – 0,15 Вт/(мК). Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые; материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами. Это объясняется тем, что в крупных и сообщающихся порах возникает движение воздуха, облегчающее перенос тепла. Наличие воды в порах материала повышает его теплопроводность, так как вода имеет коэффициент 0,50 Вт/(мК), а воздух – 0,02 Вт/( мК). При замерзании влажных материалов коэффициент теплопроводности еще более повышается, потому что коэффициент теплопроводности льда равен 2, т.е. в 100 раз больше, чем у воздуха.

Теплоемкость – свойство материала поглощать при нагревании определенное количество тепла. При охлаждении материалы выделяют тепло, причем тем больше, чем выше их теплоемкость. Коэффициент теплоемкости равен количеству тепла (Дж), необходимого для нагревания 1 кг материала на 1 К

, (8)

где Q – количество тепла, кДж; т – масса материала, кг; (t1 – t2) – разность температур, К.

Теплоемкость неорганических строительных материалов (бетон, кирпич, природные каменные материалы) изменяется в пределах 0,75 – 0,92 кДж/(кгК), древесины – 0,7 кДж/(кгК), вода имеет наибольшую теплоемкость – 4 кДж/(кгК). Поэтому с повышением влажности материалов их теплоемкость возрастает. Этот показатель имеет большое значение при проверке теплоотдачи стен и перекрытий, расчете подогрева материалов для зимних работ. Если строительный материал состоит из нескольких составных частей (например, бетон или строительный раствор), то коэффициент теплоемкости такого материала рассчитывают по формуле теплоемкости смеси

, (9)

где p – весовые части составляющих материалов; С – коэффициенты их теплоемкости.

Термостойкость – способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры. Единицей измерения этого свойства является количество теплосмен, определяемое для многих теплоизоляционных и огнеупорных материалов.

Жаростойкость – способность материала выдерживать температуру эксплуатации до 1000 °С без нарушения сплошности и потери прочности.

Огнеупорность – способность материала выдерживать длительное воздействие высоких температур без деформаций и разрушения. По степени огнеупорности материалы подразделяют на огнеупорные, работающие без снижения свойств при температуре свыше 1580 °С, тугоплавкие – 1580 – 1350 °С и легкоплавкие – ниже 1350 °С. К этим материалам специального назначения относятся шамотные (обожженная глина), динасовые (состоящие в основном из оксида кремния) и высокоглиноземистые (содержащие преимущественно оксид алюминия), которые применяют в виде мелкоштучных кирпичей для внутренней футеровки промышленных тепловых агрегатов (доменные, сталеплавильные, стекловаренные печи, автоклавы и т.д.).

Огнестойкость – свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определенного времени. Ко всем материалам, используемым в строительстве, и особенно к тем, из которых выполняют несущие конструкции: стены, колонны, перекрытия, – предъявляют требования по огнестойкости, которые зависят от категории здания и сооружения по пожаробезопасности, определяемой СниПом, СНБ. Для оценки огнестойкости введен показатель возгораемости, основанный на трех признаках предельного состояния: потере несущей способности (снижение прочности и увеличение деформаций), теплоизолирующих свойств и сплошности. Предел огнестойкости конструкций и материалов характеризуется временем (ч) с начала теплового воздействия и до появления одного из признаков предельного состояния.

По возгораемости строительные материалы подразделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

К несгораемым относят бетон, кирпич, сталь, природные каменные материалы.

Трудносгораемые – материалы, которые под действием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются (фибролит, состоящий из древесных стружек и цементного камня, асфальтобетон, некоторые полимерные материалы).

Сгораемые – материалы, которые при контакте с огнем загораются и горят открытым пламенем даже в случае ликвидации источника огня (древесина, битум, полимерные материалы).

При действии звука на материал проявляются его акустические свойства. По назначению акустические материалы делят на четыре группы: звукопоглощающие, звукоизолирующие, виброизолирующие и вибропоглощающие.

Звукопоглощающие материалы предназначены для поглощения шумового звука. Основной акустической характеристикой является величина коэффициента звукопоглощения, равная отношению количества поглощенной материалом звуковой энергии к общему количеству падающей на поверхность материала в единицу времени. Звукопоглощающими материалами называют те, у которых коэффициент звукопоглощения больше 0,2. Эти материалы обладают открытой пористостью или имеют шероховатую, рельефную поверхность, поглощающую звук.

Звукоизолирующие материалы применяют для ослабления ударного звука, передающегося через строительные конструкции здания из одного помещения в другое. Оценку эффективности звукоизоляционных материалов проводят по двум основным показателям: динамическому модулю упругости и относительной сжимаемости (%) под нагрузкой.

Виброизолирующие и вибропоглощающие материалы предназначены для устранения передачи вибрации от машин и механизмов на строительные конструкции зданий.

Оценка бетона, поврежденного огнем: экспериментальный анализ на основе разрушающих и неразрушающих методов | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

  • Аль-Нимри, Х.С., и Ганем, А.М. (2017). Ограничение из стеклопластика поврежденных высокой температурой круглых колонн RC. Внутр. J. Concr. Struct. Матер., 11, 115–133.

    Артикул Google ученый

  • ASTM.(2001). ASTM C39: Стандартный метод испытаний на сжатие цилиндрических образцов бетона . Вест Коншохокен, Пенсильвания, США: ASTM Int.

    Google ученый

  • ASTM. (2011). ASTM C 496 M-11: Стандартный метод испытания прочности на разрыв цилиндрических образцов бетона . Вест Коншохокен, Пенсильвания, США: ASTM Int.

    Google ученый

  • Базант, З.П. и Каплан М.Ф. (1996). Бетон при высоких температурах: свойства материалов и математические модели . Харлоу: Лонгман.

    Google ученый

  • Chaix, J. F., Garnier, V., & Corneloup, G. (2003). Анализ эволюции повреждений бетона с помощью обратно рассеянных ультразвуковых волн. NDT E Int., 36 (7), 461–469.

    Артикул Google ученый

  • Чанг, Ю.Ф., Чен, Ю. Х., Шеу, М. С., и Яо, Г. К. (2006). Соотношение остаточного напряжения и деформации для бетона после воздействия высоких температур. Исследование цемента и бетона, 36 (10), 1999–2005.

    Артикул Google ученый

  • Чен, Дж., Джаяпалан, А. Р., Ким, Дж. Й., Куртис, К. Э. и Джейкобс, Л. Дж. (2010). Быстрая оценка реакционной способности агрегатов щелочно-кремнеземная с помощью метода нелинейной резонансной спектроскопии. Исследование цемента и бетона, 40 (6), 914–923.

    Артикул Google ученый

  • Чен, Дж., Ким, Дж .-Й., Куртис, К. Э., и Джейкобс, Л. Дж. (2011). Теоретическое и экспериментальное исследование нелинейных резонансных колебаний вяжущих материалов с приложением для определения характеристик повреждений. Журнал акустического общества Америки, 130 (5), 2728–2737.

    Артикул Google ученый

  • Коломбо, М., и Фелисетти, Р. (2007). Новые методы неразрушающего контроля для оценки поврежденных огнем бетонных конструкций. Журнал пожарной безопасности, 42 (6), 461–472.

    Артикул Google ученый

  • Дилек, У. (2007). Скорость ультразвукового импульса при неразрушающей оценке некачественных и поврежденных бетонных и кирпичных конструкций. J. Perform. Констр. Facil., 21 (5), 337–344.

    Артикул Google ученый

  • Дилек, У., и Леминг, М. Л. (2007). Сравнение скорости импульса и результатов ударного эха со свойствами тонких дисков из плиты, поврежденной огнем. J. Perform. Констр. Facil., 21 (1), 13–21.

    Артикул Google ученый

  • Донской, Д., Сутин, А., Екимов, А. (2001). Нелинейное акустическое взаимодействие на контактных интерфейсах и его использование для неразрушающего контроля. NDT E Int., 34 (4), 231–238.

    Артикул Google ученый

  • Дос Сантос, Дж. Р., Бранко, Ф. А., и Де Брито, Дж. (2002). Оценка бетонных конструкций, подвергшихся пожару - The FBTest. Mag. Concr. Res., 54 (3), 203–208.

    Артикул Google ученый

  • Эпасто Г., Провербио Э. и Вентури В. (2010). Оценка огнестойкости бетона методом эхо-удара. Материалы и конструкции, 43 (1–2), 235–245.

    Артикул Google ученый

  • Ham, S., & Oh, T. (2013). Влияние смешивания и укладки в жаркую погоду на свойства затвердевшего бетона. Внутр. J. Concr. Struct. Матер., 7 (2), 165–174.

    Артикул Google ученый

  • Ханду, С. К. К., Агарвал, С. К. К., и Агарвал, С. К. К. (2002). Физико-химические, минералогические и морфологические характеристики бетона, подвергшегося воздействию повышенных температур. Исследование цемента и бетона, 32 (7), 1009–1018.

    Артикул Google ученый

  • Джанг, К.Ю. (2009). Нелинейные ультразвуковые методы неразрушающей оценки микроповреждений в материалах: обзор. Внутр. J. Precis. Англ. Мануфактура, 10 (1), 123–135.

    Артикул Google ученый

  • Ки, С. Х., и Нам, Б. (2015). Автоматизированные измерения поверхностных волн для оценки глубины поверхностных трещин в бетоне. Внутр. J. Concr. Struct. Матер., 9 (3), 307–321.

    Артикул Google ученый

  • Ли, Дж., Си, Ю., и Уильям, К. (2008). Свойства бетона после высокотемпературного нагрева и охлаждения. Журнал материалов ACI, 105 (4), 334–341.

    Google ученый

  • Leśnicki, K. J., Kim, J.-Y., Kurtis, K. E., & Jacobs, L. J. (2011). Определение характеристик повреждений ASR в бетоне с использованием метода нелинейной ударно-резонансной акустической спектроскопии. NDT E International, 44 (8), 721–727.

    Артикул Google ученый

  • Ли Х. и Лю Г. (2016). Прочность на растяжение гибридного реактивного порошкового бетона, армированного фиброй, после воздействия повышенных температур. Международный журнал бетонных конструкций и материалов, 10 (1), 29–37.

    Артикул Google ученый

  • Олуокун, Ф.А. (1991). Прогноз прочности бетона на растяжение по его прочности на сжатие. Оценка существующих соотношений для бетона с нормальным весом. Журнал материалов ACI, 88 (3), 302–309.

    Google ученый

  • Park, S.-J., Park, G.-K., Yim, H.J., & Kwak, H.-G. (2015). Оценка остаточной прочности на разрыв огнеопасного бетона методом нелинейных резонансных колебаний. Журнал исследований бетона, 67 (5), 235–246.

    Артикул Google ученый

  • Паян, К., Гарнье, В., Мойсан, Дж., И Джонсон, П. А. (2007). Применение нелинейной резонансной ультразвуковой спектроскопии для улучшения оценки теплового повреждения бетона. Журнал Американского акустического общества, 121 (4), EL125.

    Артикул Google ученый

  • Паян, К., Гарнье В. и Мойзан Дж. (2010). Возможности нелинейных ультразвуковых индикаторов для неразрушающего контроля бетона. Достижения в области гражданского строительства, 2010, 1–8.

    Артикул Google ученый

  • Туфаил, М., Шахзада, К., Генктюрк, Б., и Вэй, Дж. (2016). Влияние повышенной температуры на механические свойства известняка, кварцита и гранитобетона. Международный журнал бетонных конструкций и материалов., 11, 1–12.

    Google ученый

  • Ван ден Абил, К. Э. А. (1996). Распространение упругих импульсных волн в средах с нелинейностью второго и более высокого порядка. Часть I. Теоретические основы. Журнал акустического общества Америки, 99 (6), 3334–3345.

    Артикул Google ученый

  • Ван Ден Абил, К.Э. А., Кармелиет, Дж., Тен Кейт, Дж. А. и Джонсон, П. А. (2000a). Методы нелинейной спектроскопии упругих волн (NEWS) для выявления материального ущерба, часть I: спектроскопия нелинейной модуляции волн (NWMS). Исследования в области неразрушающего контроля, 12 (1), 17–30.

    Артикул Google ученый

  • Ван Ден Абил, К. Э. А., Джонсон, П. А., и Сутин, А. (2000b). Методы нелинейной спектроскопии упругих волн (NEWS) для распознавания материальных повреждений, часть II: одномодовая нелинейная резонансная акустическая спектроскопия. Исследования в области неразрушающего контроля, 12 (1), 31–42.

    Артикул Google ученый

  • Варнемюнде, К., и Ву, Х. С. (2004). Активно модулируемая акустическая неразрушающая оценка бетона. Исследование цемента и бетона, 34 (4), 563–570.

    Артикул Google ученый

  • Ян, Х., Лин, Ю., Сяо, К., и Лю, Дж. (2009). Оценка остаточной прочности бетона на сжатие при повышенных температурах с использованием скорости ультразвукового импульса. Журнал пожарной безопасности, 44 (1), 121–130.

    Артикул Google ученый

  • Йим, Х. Дж., Ким, Дж. Х., Парк, С.-Дж., и Квак, Х.-Г. (2012). Определение характеристик термически поврежденного бетона с помощью нелинейного ультразвукового метода. Исследование цемента и бетона, 42 (11), 1438–1446.

    Артикул Google ученый

  • Йим, Х. Дж., Парк, С.-Дж., Ким, Дж. Х., и Квак, Х.-Г. (2014). Нелинейный ультразвуковой метод оценки остаточных механических свойств термически поврежденного бетона. Журнал материалов ACI, 111 (4), 399–409.

    Артикул Google ученый

  • Зайцев, В., Назаров, В., Гусев, В., & Кастаньеде, Б. (2006). Новый нелинейно-модуляционный акустический метод обнаружения трещин. NDT E Int., 39 (3), 184–194.

    Артикул Google ученый

  • СВОЙСТВА БЕТОННОЙ КЛАДКИ, СВЯЗАННЫЕ С ПЛОТНОСТЬЮ

    ВВЕДЕНИЕ

    Универсальность бетонной кладки как строительной конструкции хорошо известна благодаря разнообразию применений и конструкций, для создания которых она используется.Бетонная кладка предлагает практически безграничные комбинации цвета, формы, размера, прочности, текстуры и плотности. Этот TEK иллюстрирует различные физические и конструктивные свойства, на которые влияет плотность бетонных блоков кладки, и предоставляет ссылки, которые направляют пользователя к более полному обсуждению и более подробной информации. Хотя в большинстве следующих обсуждений в качестве примеров используется легкая и нормальная бетонная кладка, обычно можно ожидать, что свойства кладки средней массы будут находиться между ними.

    Обратите внимание, что хотя некоторые из этих свойств, связанных с плотностью, такие как потери при передаче звука, могут быть напрямую упомянуты в строительных нормах, таких как Международный строительный кодекс (ссылка 1), другие свойства или характеристики, такие как эстетика и производительность строительства, выходят за рамки сфера применения строительных норм.

    ОСНОВЫ БЕТОННОЙ КЛАДКИ ПЛОТНОСТЬ

    Плотность бетонной кладки выражается как плотность сухого бетона в фунтах на кубический фут (фунт / фут 3 [кг / м 3 ]), как определено в соответствии с ASTM C140, Стандартные методы испытаний. для отбора проб и испытаний бетонных блоков и связанных с ними блоков (см.2). При производстве плотность данной бетонной кладки частично контролируется методами, используемыми для ее изготовления, но в основном типом заполнителя, используемого в производстве. Благодаря использованию легких заполнителей, заполнителей нормальной массы или смесей легких и обычных заполнителей, конечная плотность бетонных блоков может быть изменена производителем для достижения одного или нескольких желаемых физических свойств.

    ASTM C90, Стандартные технические условия для несущих бетонных блоков (см.3) определяет три класса плотности бетонных блоков кладки:

    • Легкие - агрегаты со средней плотностью менее 105 фунтов / фут 3 (1680 кг / м 3 ).
    • Средний вес - агрегаты со средней плотностью 105 фунтов / фут 3 (1680 кг / м 3 ) или более, но менее 125 фунтов / фут 3 (2000 кг / м 3 ).
    • Нормальный вес - агрегаты со средней плотностью 125 фунтов / фут 3 (2000 кг / м 3 ) или более.

    Если для проекта требуется конкретная классификация плотности или диапазон плотности, это должно быть указано в проектной документации вместе с другими физическими свойствами бетонных блоков кладки, такими как размер, прочность, цвет и текстура. Перед тем как указать конкретный диапазон плотности, проектировщикам рекомендуется сначала проконсультироваться с производителями, расположенными в районе проекта, на предмет наличия. Как и в случае со всеми физическими свойствами бетонной кладки, следует ожидать незначительных изменений плотности от единицы к единице и от партии к партии.

    В соответствии с ASTM C90 заполнители, используемые для производства бетонных блоков, должны соответствовать либо ASTM C33, Стандартным техническим условиям для бетонных заполнителей (ссылка 4), либо ASTM C331, Стандартным техническим условиям для легких заполнителей для бетонных блоков (ссылка 5) . В то время как заполнители нормального веса обычно добываются или добываются в карьерах, легкие заполнители могут производиться, добываться или добываться из природного источника или как побочный продукт другого процесса. Хотя не все типы агрегатов производятся во всех регионах страны, могут быть доступны неместные агрегаты.Если требуется бетонная кладка определенного типа заполнителя, необходимо проконсультироваться с потенциальными поставщиками на предмет наличия, прежде чем указывать их.

    ПОЖАРНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

    Класс огнестойкости от одного до четырех часов может быть достигнут с бетонной кладкой различной ширины (или толщины), конфигурации и плотности. Как указано в TEK 7-1C, Рейтинг огнестойкости бетонных кладок (см.6) рейтинг огнестойкости бетонной кладки можно определить путем физических испытаний, с помощью службы листинга или с помощью стандартной процедуры расчета.

    При прямом измерении или расчетом рейтинг огнестойкости данного бетонного блока кладки напрямую зависит от типа заполнителя и от объема бетона в блоке, выраженного как эквивалентная толщина. Посредством обширных испытаний и анализа были установлены эмпирические отношения между показателем огнестойкости бетонной кладки в сборе и соответствующим типом заполнителя и эквивалентной толщиной блока, используемого для создания сборки. Эти отношения представлены на Рисунке 1.

    Эти отношения между типом заполнителя / эквивалентной толщиной и соответствующим показателем огнестойкости графически показаны на рисунке 2. Обратите внимание, что эквивалентные толщины, используемые на рисунке 2, предназначены только для иллюстрации и представляют собой типичные эквивалентные толщины для стандартных пустотелых бетонных блоков. Фактические элементы могут иметь более высокую или меньшую эквивалентную толщину, чем показанные, с соответствующими более высокими или более низкими показателями огнестойкости.В общем, 8-дюйм. (203 мм) и более широкие бетонные блоки могут поставляться с огнестойкостью до четырех часов. Например, типичный пустотелый бетонный блок размером 8 дюймов (203 мм) с эквивалентной (сплошной) толщиной 4,0 дюйма (102 мм) может иметь расчетную огнестойкость от 1,8 часа до 3 часов, в зависимости от тип агрегата, использованного для производства агрегата.

    Рисунок 1 - Расчетный рейтинг огнестойкости для одинарных бетонных стен из кирпича
    Рисунок 2 - Расчетные показатели огнестойкости

    УПРАВЛЕНИЕ ЗВУКОМ

    Контроль звука между соседними жилыми помещениями или между жилыми блоками и местами общего пользования является важным элементом дизайна для удобства пользователя. Класс звукопередачи (STC), выраженный в децибелах (дБ), представляет собой однозначное число, которое позволяет оценить звукоизолирующие свойства стен. Чем выше рейтинг STC, тем лучше сборка может блокировать или уменьшать передачу звука через нее. Для бетонной каменной конструкции STC можно рассчитать, используя установленный вес конструкции, который является функцией плотности блока, размера и конфигурации блока, наличия отделки поверхности и наличия раствора или других материалов для заполнения ячеек, таких как песок.См. «Классы передачи звука для бетонных стен из каменной кладки», TEK 13-1C (ref. 7) для полного обсуждения. В соответствии со Стандартным методом определения класса пропускания звука для каменных стен (ссылка 8) рейтинг STC для однослойных бетонных сборок без дополнительной обработки поверхности определяется по следующему уравнению:

    Где W = средний вес стены на основе веса: блоков каменной кладки; вес раствора, раствора и сыпучих материалов в пустотах в стене; и вес обработанных поверхностей (без гипсокартона) и других компонентов стен, фунт / фут 2 (кг / м 2 ).

    При прочих равных проектных переменных значение STC для каменной кладки увеличивается с увеличением удельной плотности. Обратите внимание, что значения STC, определенные расчетом, имеют тенденцию быть консервативными. Как правило, более высокие значения STC получаются при обращении к реальным испытаниям, чем при расчетах.

    В дополнение к рейтингу STC, значение коэффициента шумоподавления (NRC) также может в некоторой степени зависеть от плотности бетонной единицы. NRC измеряет способность поверхности поглощать звук (по шкале от 0 до 1), что может быть важной характеристикой в ​​некоторых приложениях, таких как концертные залы и места для собраний.Более высокое значение NRC указывает на то, что сборка поглощает больше звука. Значения NRC для бетонных стен приведены в таблице в соответствии с нанесением любых покрытий на стену, текстурой поверхности (крупная, средняя или мелкая) и классификацией плотности (легкая или нормальная масса).

    Предполагая аналогичную текстуру поверхности и покрытие, бетонная стена из кирпича, построенная из легких блоков, будет иметь более высокий NRC, чем сопутствующая стена, построенная из блоков нормального веса, из-за более крупной пористой структуры, часто связанной с блоками меньшей плотности. Окраска или покрытие поверхности бетонной кладки снижает NRC как для легкой, так и для обычной бетонной кладки. См. «Контроль шума с помощью бетонной кладки», TEK 13-2A ​​(ref. 9) для полного обсуждения.

    ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ

    Независимо от плотности, все несущие бетонные блоки кладки, отвечающие физическим свойствам ASTM C90 (ссылка 3), должны иметь минимальную среднюю прочность на сжатие 1900 фунтов на квадратный дюйм (13.1 МПа). Можно производить бетонные блоки, которые соответствуют минимальной прочности ASTM C90 или превышают ее в любой классификации плотности, хотя не все комбинации физических свойств могут быть общедоступными во всех регионах. Таким образом, перед тем, как указывать, необходимо проконсультироваться с местными производителями о наличии продукта. Как правило, для данной конструкции смеси бетонных блоков более высокая прочность на сжатие может быть достигнута за счет увеличения плотности блоков за счет корректировки методов производства.(Ссылка 16).

    ПРОНИКНОВЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ВОДЫ

    Спецификации бетонных блоков обычно устанавливают верхние пределы допустимого количества воды для впитывания. Выраженные в фунтах воды на кубический фут бетона (килограммы воды на кубический метр бетона), эти пределы меняются в зависимости от классификации устройства по плотности, как показано в таблице 1.

    Хотя значения абсорбции не связаны напрямую с физическими свойствами устройства, такими как прочность на сжатие и устойчивость к механизмам разрушения, таким как замерзание-оттаивание, они действительно обеспечивают измерение структуры пустот в бетонной матрице устройства.Несколько производственных переменных могут влиять на структуру пустот, включая степень уплотнения, содержание воды в пластиковой смеси и градацию заполнителя. Из-за везикулярной структуры единиц более низкой плотности существует возможность более высокого измеренного поглощения, чем это типично для большинства единиц более высокой плотности. Следовательно, ASTM C90 позволяет единицам с более низкой плотностью иметь более высокое максимальное значение поглощения.

    Более высокие пределы поглощения, разрешенные ASTM C90 для блоков с более низкой плотностью, не обязательно коррелируют с пониженным сопротивлением проникновению воды.Одна из причин заключается в том, что сопротивление проникновению воды, как известно, в значительной степени зависит от качества изготовления и зависит от деталей для управления водными ресурсами. Общепризнанно, что эти два фактора сильнее влияют на сопротивление проникновению воды, чем другие факторы, такие как удельная плотность.

    Таблица 1 - Требования к абсорбции для бетонных блоков

    ЭСТЕТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ

    Одно из самых значительных архитектурных преимуществ проектирования с использованием бетонной кладки - это универсальность, обеспечиваемая компоновкой и внешним видом готовой сборки, которая может варьироваться в зависимости от размера и формы блока, цвета блоков и раствора, рисунка склеивания и поверхности. отделка агрегатов.Термин «архитектурная бетонная кладка» (ссылка 10) часто используется для общего описания единиц, демонстрирующих любое количество отделок поверхности или цветов. Несущие одинарные кирпичные стены, построенные с использованием этих блоков, уникально предлагают конструктивную функцию конструкции, ограждающую конструкцию и эстетику отделанной поверхности стены без необходимости в дополнительных материалах, компонентах или сборках.

    В целом, многие варианты архитектурных бетонных кладок могут быть предложены в любой из трех классификаций плотности.Однако, что касается внешнего вида блока, любое изменение заполнителей (будь то изменение источника или изменение типа заполнителя), используемых для производства бетонной кладки, может изменить его цвет или текстуру, особенно для блоков с механически измененными функциями, такими как разделение или шлифованные поверхности. В результате, когда эстетика является важным соображением, образцы единиц, представленные для концептуального проектирования, должны включать конкретную совокупность, предназначенную для использования в реальном производстве единиц.Обратите внимание, что различная степень «гладкости» поверхности (плотная, мелкая, средняя, ​​грубая) может быть получена с использованием одного и того же заполнителя путем изменения структуры смеси (пропорции и влажность), градации заполнителя, формы заполнителя и степени уплотнения во время производства.

    Помимо производственных переменных, на внешний вид готовой кладки также влияют качество изготовления, цвет раствора и шов. Если цвет, текстура и отделка вызывают особую озабоченность, дизайнер должен указать специальную группу образцов для проверки и утверждения в процессе подачи заявки (см.1, 17).

    ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

    При выборе кладки по ее энергоэффективности следует учитывать два тепловых свойства материала:

    • R-значение - способность материала сопротивляться передаче тепла в установившихся условиях; и
    • Тепловая масса (теплоемкость) - способность материала накапливать и выделять тепло (ссылка 11).

    Эти физические свойства в сочетании с дизайном здания, планировкой, расположением, климатом, экспозицией, использованием или занятостью в соответствии с требованиями строительных норм и правил, влияют на энергоэффективность и тепловые характеристики оболочки здания и самого здания.

    Увеличение удельной плотности, толщины единицы, содержания твердых частиц и количества / степени затирки увеличивает установленный вес кирпичной кладки, который напрямую зависит от ее теплоемкости. (Ссылка 11). И наоборот, увеличение плотности или количества раствора, используемого в сборке бетонной кладки, снижает его R-значение (см. 12). Из-за множества переменных, которые определяют общую энергоэффективность конструкции, некоторые прогнозируют больше выгоды за счет увеличения тепловой массы сборки, в то время как другие видят большую энергоэффективность за счет увеличения значения R.Таким образом, уникальные требования каждого проекта следует рассматривать индивидуально для получения максимальной выгоды.

    ВЛИЯНИЕ НА ДИЗАЙН КОНСТРУКЦИИ

    Конструктивное проектирование кладки основано на заданной прочности кладки на сжатие f’m , которая является функцией прочности на сжатие блока и типа строительного раствора. Возможно получение широкого диапазона прочности на сжатие в пределах каждого класса плотности.Следовательно, для данной единицы прочности на сжатие и типа раствора прочность кирпичной кладки не зависит от плотности единицы. Таким образом, расчетная прочность на изгиб, сдвиг и несущая способность кладки, некоторые деформационные свойства, такие как модуль упругости, и структурное поведение кладки в сборе, определяемое современными нормами и стандартами, не зависят от плотности бетонной кладки.

    Плотность единицы, однако, может влиять на другие конструктивные особенности конструкции, помимо прочности на сжатие.Уменьшение плотности бетона единицы каменной кладки может уменьшить общий вес конструкции, и, возможно, уменьшить требуемый размер опорной плиты основания, или пучок. Снижение веса конструкции или элемента также снижает сейсмическую нагрузку, которую конструкция или элемент должны выдерживать, поскольку величина сейсмической нагрузки является прямой функцией от статической нагрузки.

    Как и в случае контроля тепловой массы и звука, могут возникнуть обстоятельства, при которых увеличение удельной плотности конструктивно выгодно.Например, устойчивость конструкции против опрокидывания и поднятия увеличивается с увеличением веса конструкции. Следовательно, хотя увеличенная статическая нагрузка на конструкцию увеличивает расчетные сейсмические силы, она одновременно помогает противостоять ветровым нагрузкам. Следовательно, использование легких блоков в зонах с высоким сейсмическим риском может иметь некоторые структурные преимущества; и единицы с нормальным весом в районах, подверженных сильным ветрам, ураганам и / или торнадо. Однако конструктивные соображения зачастую относительно второстепенны по сравнению с другими факторами, которые могут повлиять на выбор удельной плотности.

    ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

    Для данной конфигурации агрегата и при том, что все другие факторы, влияющие на производство, равны, более низкий вес агрегата обычно позволяет каменщику закладывать больше агрегатов в пределах заданного периода времени (ссылка 13). Другие факторы, влияющие на ежедневную продуктивность каменщика, могут включать в себя условия окружающей среды, размер и форму агрегата, размер и конфигурацию здания, рисунок соединения кладки, арматуру и другие детали (см.13).

    УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ

    Независимо от плотности бетонной кладки применимы установленные рекомендации по контролю движения при строительстве бетонной кладки. См. Раздел «Контроль трещин в бетонных стенах из каменной кладки», TEK 10-1A, и «Контрольные швы для бетонных стен из каменной кладки - эмпирический метод», TEK 10-2B (ссылки 14, 15) для получения более подробных указаний.

    ASTM C90 требует, чтобы линейная усадка при высыхании всех бетонных блоков, независимо от их плотности, не превышала 0.065% на момент доставки на строительную площадку. Однако, несмотря на то, что не все блоки бетонной кладки демонстрируют одинаковую линейную усадку при высыхании в пределах этого предела, установленные рекомендации по управлению перемещением (ссылки 14, 15) не зависят от плотности бетонных блоков кладки.

    РЕЗЮМЕ

    На вопросы проектирования и строительства кладки можно влиять и решать в различной степени посредством выбора плотности бетонной кладки, но, как правило, результирующее влияние различной плотности на поведение и производительность кладки весьма ограничено.Несмотря на эти эффекты, проектировщик может быть уверен, что бетонная кладка, построенная с любой удельной плотностью, предлагает достаточную гибкость и альтернативы в выборе материалов, дизайне и деталях конструкции, чтобы удовлетворить структурные и архитектурные требования проекта.

    Список литературы

    1. Международный строительный кодекс. Совет Международного кодекса, 2003 и 2006 годы.
    2. Стандартные методы испытаний для отбора проб и испытаний бетонных блоков и связанных с ними блоков, ASTM C140-06, ASTM International, 2006.
    3. Стандарт
    4. для несущих бетонных блоков кладки, ASTM C90-06a, ASTM International, 2006.
    5. Стандарт
    6. для бетонных заполнителей, ASTM C33-03, ASTM International, 2006.
    7. Стандарт
    8. для легких заполнителей для бетонных блоков, ASTM C331-05, ASTM International, 2006.
    9. Рейтинг огнестойкости бетонных сборок, TEK 7-1C, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2009.
    10. Классы передачи звука для бетонных каменных стен, TEK 13-1C, Национальная ассоциация бетонных каменных кладок, 2012.
    11. Стандартный метод определения класса пропускания звука для каменных стен, TMS 0302-07, Общество каменщиков, 2007.
    12. Контроль шума с помощью бетонной кладки, TEK 13-2A, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2007.
    13. Architectural Concrete Masonry Units, TEK 2-3A, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2001.
    14. Значения теплоемкости (HC) для бетонных стен из каменной кладки, TEK 6-16, Национальная ассоциация бетонщиков, 1989.
    15. R-Значения для одинарных бетонных стен Wythe, TEK 6-2C, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2013.
    16. «Производительность и модульная координация при строительстве бетонной кладки», TEK 4-1A, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2002.
    17. Контроль трещин в бетонных стенах, TEK 10-1A, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2005.
    18. Контрольные швы для бетонных стен - эмпирический метод, TEK 10-2C. Национальная ассоциация бетонщиков, 2010.
    19. Holm, T. A. Спроектированная кладка с использованием высокопрочных легких бетонных блоков. Конкретные факты, т.17, № 2, 1972.
    20. Спецификация для каменных конструкций, ACI 530.1 / ASCE 6 / TMS 602. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам каменной кладки, 2002 и 2005 годы.

    NCMA TEK 02-05, доработка 2008 г.

    NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, не несут никакой ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

    Постпожарный осмотр стали, бетона, кирпичной кладки и дерева - Советы для страхового специалиста, часть 2

    Автор Аллан Аббата
    Опыт включает:
      • Проблемы с фундаментом здания
      • Оценка строительных работ / строительных работ
      • Бетонные системы - трещины / поселения / отказы
      • Строительные дефекты / претензии
      • Контроль ливневых вод
      • Структурный дизайн - Анализ обрушения / отказов

    Это вторая часть из 3-х частей, призванная помочь страховым оценщикам во время проверки претензий провести оценку системы каркаса здания после пожара.В Части 2 исследуется и оценивается будущее использование обычных элементов каркаса после пожаров, таких как сталь, бетон, кладка и дерево. Эти более распространенные структурные элементы приобретают различные специфические характеристики при воздействии огня. Для наладчика важно сделать разумную и экономичную оценку того, что остается, что подлежит ремонту, что подлежит сносу и что необходимо заменить.

    Огонь атакует каждый из этих материалов по-разному с разными результатами в зависимости от того, сколько тепла и воздействия подверглись члены.Важно провести анализ пожара для определения характеристик, характера и степени ущерба от пожара до проведения оценки. Ниже приведен обзор материалов элементов каркаса, которые необходимо изучить и оценить.

    СТАЛЬ (горячекатаный / холоднокатаный)
    В большинстве случаев, просто глядя на отдельные стальные элементы каркаса и их соединения на предмет деформации и деформации, можно получить конкретные измерения для определения изменений размеров, чтобы проверить конфигурацию и размер обрамляющий член.Деформация и деформация включают такие элементы, как скручивание (изгиб вне плоскости) и провисание (чрезмерное отклонение) балок и балок, проверка вертикальности и вертикальности колонн, прямолинейность и изгиб горизонтальных балок, сломанные и смещенные соединители и поперечный изгиб удерживаемой опоры. тарелки. Для большинства жилых конструкций стальные балки глубиной 12 дюймов и меньше с закручиванием балки на дюйма или меньше разрешены Американским институтом стальных конструкций (AISC) в качестве монтажного допуска.Если, однако, величина наблюдаемого скручивания больше указанного, требуется дальнейшее испытание стального элемента для определения необходимости замены. Легкие стальные элементы, такие как шпильки, балки и соединители из металлических анкерных пластин, очень подвержены деформации и при воздействии высоких температур более чем вероятно потребуют замены.

    Из механических свойств стали рекомендуется испытание на твердость для определения прочности и жесткости пораженного элемента конструкции.Поскольку деформационное поведение стали достаточно предсказуемо, пока материал остается в пределах диапазона упругости, упругая деформация обратима. Однако, как только деформация продолжается до пластического диапазона, она не может быть восстановлена ​​до исходной конфигурации и должна быть заменена. Элементы стального каркаса обычно могут выдерживать нагрев до 550 ° F без потери прочности, но быстро разрушаются после 750 ° F. Например, сталь, подвергнутая воздействию температуры 1000 ° F, сохранит только примерно 60% своего первоначального предела текучести и 45% жесткости во время пожара.Охлаждение нагретых элементов каркаса в результате пожаротушения также вызывает деформацию и / или разрушение (охрупчивание или потерю пластичности) элементов и соединений. При проведении осмотра здания, пострадавшего от пожара, рекомендуется, чтобы в рамках вашего внимания проводился осмотр соединений каркаса на предмет растрескивания сварных швов, разрушения болтов, деформации концевых опорных пластин и выхода из строя соединителей и т.

    Как правило, для конструкционных сталей, подверженных возгоранию, если сталь прямая и нет явных деформаций, то она, вероятно, не нагревалась выше 1000 ° F, не претерпела бы никаких металлургических изменений и, вероятно, все еще пригодна для использования. Однако на практике, как упоминалось выше, в большинстве случаев рекомендуется проводить испытания на твердость. Если прогибы видны, строительные нормы и правила содержат стандарты максимально допустимых уровней прогиба для обеспечения удовлетворительных характеристик. Величину прогиба или деформации необходимо проверить, чтобы можно было рассчитать их влияние под нагрузкой, чтобы гарантировать, что функционирование конструкции не нарушится. Следовательно, каждое здание следует рассматривать как отдельный случай, и в какой-то момент инженер-строитель должен быть привлечен к восстановлению, чтобы решить, какой уровень является приемлемым для удовлетворения соответствующих Кодексов.

    БЕТОН (армированный / неармированный)
    Основным фактором для определения огнестойкости бетонных элементов каркаса является тепловое воздействие, включая характер и масштабы пожара. Визуально оценка начинается с изображения мест возгорания, трещин, сколов и обесцвечивания бетонных поверхностей. При типичных пожарах в жилых и коммерческих помещениях с ограниченным временем горения бетонные конструкции обычно не получают значительных структурных повреждений. Хотя в бетонных элементах огонь и тепло могут иметь разрушительное влияние на прочность на сжатие и модуль упругости бетонных материалов.Обычно на прочность конструкционных бетонных элементов не влияют температуры ниже 550 ° F. Важно знать, где находятся очаги возгорания в результате пожара, чтобы правильно оценить конструктивные элементы бетонного каркаса, включая их уровни опоры и другие точки интереса. Аналогичное внимание следует уделять осмотру бетонных фундаментов на предмет разрушения анкерных болтов, трещин, отслаивания поверхности и т. Д. На эти условия также могут влиять охлаждающие усилия от противопожарного оборудования и использование воды.

    Оценка цвета бетонных элементов дает общее руководство по температуре, чтобы помочь определить области, в которых температура пожара превысила 550 ° F. Цвет поверхности от розового до красного указывает на температуру от 550 ° F до 1100 ° F, от черного до беловато-серого - от 1100 ° F до 1700 ° F, а от желтого до бежевого - выше 1700 ° F. Основное беспокойство вызывает железобетонная арматура плит, балок или стен. Прочность бетона на сжатие зависит не только от температуры, но и от ряда других факторов, включая скорость и продолжительность нагрева, независимо от того, выдерживал ли образец расчетные строительные нагрузки или нет, среди других характеристик бетонного материала.Как правило, бетон, нагретый в результате пожара в здании, всегда теряет некоторую прочность на сжатие и продолжает терять ее при охлаждении от температуры воздуха или обработки воды. Испытания на сжатие образцов керна могут указывать на прочность бетона, давая при необходимости значение для использования в расчетах. Кроме того, большинство мелких трещин ограничены поверхностью. Основные трещины, которые могут повлиять на поведение конструкции, обычно очевидны. Широкая трещина или трещины возле опор могут означать потерю крепления арматуры.

    Поверхность бетона должна быть удалена до этой красной или розовой границы, чтобы определить глубину материала, остающегося в хорошем состоянии, который может выдерживать структурные нагрузки. Кроме того, следует проанализировать любые трещины или сколы в бетоне и определить их влияние на характеристики конструкции. Как правило, любая низкоуглеродистая или горячекатаная стальная арматура с высоким пределом текучести сохраняет свои первоначальные свойства, если только высокие температуры не достигли такой степени, что сталь деформируется.В некоторых случаях может оказаться целесообразным выполнить «зондирование» бетона с помощью молотка и зубила. Звонящий шум обычно указывает на крепкий бетон, а глухой стук - на слабый материал. После определения степени повреждения и свойств бетона можно выполнить расчеты для оценки несущей способности оставшихся секций для ремонта по сравнению с решениями о замене. Во всех случаях, когда бетон подвергается воздействию огня, профессиональный инженер должен оценить элементы конструкции, чтобы определить степень повреждения, выполнить расчеты и предоставить планы ремонта или замены повреждений.

    КЛАДКА (армированная / неармированная)
    Конструкционные элементы кладки, такие как бетонные блоки (CMU), модульные кирпичи и структурные глиняные плитки, имеют характеристики и свойства, аналогичные свойствам и свойствам бетона. Однако проверка этих элементов обычно труднее, чем для бетонных элементов, из-за различий в конструкции этих элементов. Например, нелегко проверить расположение ячеек, залитых раствором в кирпичной стене. Точно так же проверка армирования в этих ячейках также нелегко проверить без какой-либо продвинутой формы неразрушающего контроля.Для элементов каркаса каменной кладки физические свойства и механизмы разрушения при воздействии огня никогда подробно не анализировались. На поведение обычно влияют краевые условия и потеря прочности на сжатие, а также неодинаковое тепловое расширение двух открытых поверхностей блока, кирпича или плитки. У полнотелого кирпича стойкость к воздействию огня прямо пропорциональна толщине. Модульный или перфорированный кирпич и пустотелые глиняные блоки более чувствительны к тепловому удару.Соединительные перемычки могут растрескаться, а петли разделиться. Наружные стены могут подвергаться более сильным нагрузкам, чем внутренние стены, из-за нагрева и расширения плит перекрытия. Кирпичные или блочные стены с нанесенной штукатуркой дают гораздо лучшие характеристики, что улучшает изоляционные свойства материала и снижает тепловой удар.

    Как и в случае с бетоном, можно определить степень нагрева кирпичной стены по изменению цвета раствора и кирпичных блоков, подвергшихся сильному нагреву.Следует внимательно изучить раствор между элементами кладки. Если такое обесцвечивание существует и раствор ослаблен, то может потребоваться замена этой части блоков кладки, если не будут предоставлены более точные методы неразрушающего или разрушающего контроля. Для полнотелых кирпичных стен без чрезмерной деформации участок за розовой или красной границей можно считать пригодным к эксплуатации, и следует произвести соответствующие расчеты. Модульные стены из кирпича и пустотелых блоков или глиняной плитки следует проверять на наличие трещин, указывающих на тепловой удар.

    Повреждение каменной кладкой стен огнем может также включать снижение огнестойкости материалов, что может быть необходимо для разделительных стен с классом огнестойкости. Для неструктурных элементов кладки, таких как облицовка из кирпича или внутренние ненесущие перегородки из каменной кладки, может потребоваться замена элементов, которые имеют чрезмерное дымовое повреждение или серьезное повреждение раствора. Косметический ремонт должен быть полностью исследован для этих неструктурных элементов.

    ДЕРЕВО
    К деревянным элементам обычно относят размерные пиломатериалы или промышленные пиломатериалы.Для размерной древесины поврежденные огнем деревянные элементы либо обугливаются, либо полностью разрушаются. Разрушенные элементы требуют полного удаления оставшихся частей и замены элементами, свойства которых аналогичны исходным элементам, или новыми элементами, которые соответствуют требованиям к нагрузке согласно последним действующим строительным нормам и правилам. Обугливание деревянных элементов сложнее, потому что сначала необходимо проверить глубину обугливания. Если обугливание ограничено, член может считаться достаточным для повторного использования и оставаться на месте. Если обугливания достаточно, чтобы потребовать ремонта, то необходимо будет либо удалить и заменить элемент, либо новый деревянный элемент будет проверен рядом с поврежденным элементом и установлен для выдерживания расчетных нагрузок.

    Изготовленные деревянные элементы обычно изготавливаются с использованием клея или других смол для изготовления элемента. Примеры этих продуктов включают изделия из ламинированного и ламинированного шпона, ориентированно-стружечные плиты (OSB), фанеру и готовые конструкции перекрытий. Из-за использования смол эти продукты представляют другие проблемы, чем габаритные пиломатериалы, используемые при строительстве.Обычно требуется удаление повторяющихся элементов, таких как балки и деревянный настил, когда эти элементы подвергаются воздействию высоких температур в результате пожаров. Однако более крупные балки, фермы и колонны обычно требуют дальнейшего исследования для определения необходимости ремонта или замены. Если деревянный настил снимается и заменяется, настил должен быть заменен материалами той же толщины и диафрагмы, а гвозди должны выдерживать расчетные боковые нагрузки, указанные в последних принятых строительных нормах.

    Во время мероприятий по тушению пожара части пола и настилов крыши обычно удаляются, чтобы выпустить тепло и дым от пожара. Эти части должны быть заменены настилом той же толщины, и обычно требуется замена настила на опорные элементы с достаточным количеством гвоздей, чтобы выдержать расчетные боковые нагрузки. Там, где это возможно, замену полными листами легче установить, чем частичными. Предварительно спроектированные фермы широко используются в жилых и коммерческих зданиях.При использовании таких продуктов инженер должен оценить, были ли повреждены соединения из-за тепла или были повреждены только деревянные элементы. Обычно используемые соединители с металлическими пластинами для предварительно спроектированных ферм очень чувствительны к повреждению в результате пожара, а соединения могут быть ослаблены в случае пожара. Когда повреждение локализовано на одном соединении или только на нескольких элементах фермы, фермы можно отремонтировать на месте. При значительном повреждении ферм лучше всего удалить и заменить ферм.

    Знание характеристик конструкционных строительных материалов до и после пожара может быть сложной и сложной задачей при оценке того, как пожар влияет на эти строительные материалы. Позвольте экспертам Warren исследовать и оценить степень структурного повреждения любого дома, бизнеса или здания в результате претензий по страхованию от пожара. Часть 3 - Наблюдения за повторным использованием, спасением и / или ремонтом зданий, поврежденных после пожара, продолжает предоставлять наладчику некоторые базовые знания и понимание, чтобы правильно оценить структурную целостность здания после пожара и определить любые ремонтные работы с экономией средств.

    Связанные сообщения
    Оценка конструкции после пожара - Рекомендации для страхового надзорного органа после пожара, часть I

    Аллан Аббата - старший инженер-консультант в Уоррене и имеющий лицензию профессиональный инженер в Южной Каролине, Северной Каролине, Нью-Йорке, Нью-Джерси, Пенсильвании, Массачусетсе, Миссури, Техасе, Алабаме, Мэриленде, Миннесоте и Вирджинии. Аллан имеет степень бакалавра наук в области гражданского строительства. Он обладает более чем 45-летним опытом прикладной инженерии, включая глубокие знания строительных норм, правил и норм, регулирующих проектирование.Аллан также подготовил строительные чертежи и спецификации, обеспечил выездной надзор и инспекцию строительных проектов, а также. курировал управление проектами и отвечал за общее выполнение строительных контрактов, а также поддерживал связь клиента с местными, государственными и федеральными агентствами и муниципалитетами.

    Огнестойкость

    В условиях пожара бетон хорошо себя зарекомендовал - и как инженерная конструкция, и как самостоятельный материал.Он имеет наивысшую классификацию огнестойкости (класс AI) в соответствии с EN 13501-1: 2007- A1: 2009.

    EN 13501-1: 2007-A1: 2009 определяет метод пожарной классификации строительных изделий и строительных элементов. Материалы, отнесенные к классу А1, негорючие и удовлетворяют требованиям всех остальных классификаций. Бетон относится к классу горючести А1.

    Эта классификация была определена в решении Европейской комиссии, поэтому нет необходимости испытывать бетон для демонстрации этой пожарной классификации.Решение относится ко всему бетону с содержанием менее 1% по объему или весу (более тяжелого) органического материала, поэтому оно также может покрыть большинство бетонов и стяжек с нормальным количеством полипропиленовых волокон.

    Трагедия в Гренфелле справедливо заставляет все стороны, участвующие в проектировании, управлении строительством и пожарной безопасности застроенной среды, задуматься и задуматься о том, что необходимо изменить. Мы сделаем наш опыт пожарной безопасности доступным для общественного расследования, всех профессиональных органов и регулирующих органов, чтобы помочь снизить риски, связанные с пожаром.

    В большинстве случаев бетон не требует дополнительной защиты от огня из-за его встроенной огнестойкости. Это негорючий материал (т.е. он не горит) и имеет низкую скорость теплопередачи. Бетон обеспечивает сохранность структурной целостности, не нарушает противопожарные отсеки и можно положиться на защиту от тепла.

    Благодаря свойствам материала, присущим бетону, его можно использовать для минимизации риска возгорания при минимальных начальных затратах и ​​при минимальных затратах на текущее обслуживание.Другие материалы зависят от противопожарной защиты, техники пожарной безопасности или скорости потери горения. Эта уверенность в противопожарной защите, технике пожарной безопасности и скорости горения делает их неумолимыми для производственных ошибок, будущих изменений такими простыми, как замена осветительной арматуры, соблюдение процедур управления и поведение человека.

    Бетон как материал

    Бетон не горит - его нельзя поджечь, и он не выделяет токсичных паров при воздействии огня.Доказано, что бетон обладает высокой степенью огнестойкости и в большинстве случаев может быть охарактеризован как практически пожаробезопасный.

    Эти превосходные характеристики обусловлены, в основном, материалами, из которых состоит бетон (цемент и заполнители), которые при химическом соединении с бетоном образуют по существу инертный материал и, что важно для конструкции пожарной безопасности, имеет относительно низкую теплопроводность. Именно эта низкая скорость теплопроводности (теплопередачи) позволяет бетону действовать как эффективный противопожарный щит не только между соседними помещениями, но и защищать себя от повреждений от огня.

    Бетонные конструкции

    Бетонные конструкции хорошо переносят пожар. Это происходит из-за комбинации свойств, присущих самому бетону, наряду с соответствующей конструкцией структурных элементов, обеспечивающей требуемые противопожарные характеристики, и конструкцией всей конструкции, обеспечивающей надежность.

    Огнестойкость - это способность определенного структурного элемента (в отличие от любого конкретного строительного материала) выполнять свои проектные функции в течение определенного периода времени в случае пожара.

    Бетоностойкость

    Воздействие крупного пожара в средней школе округа Титерингтон, графство Чешир, было ограничено из-за огнестойкости бетонной конструкции. Вместо того, чтобы на снос и замену уйти в течение года, как в случае с соседней легкой конструкцией, бетонные классы были отремонтированы к следующему семестру.

    Для получения подробных инструкций по бетону и огню посетите библиотеку публикаций, чтобы приобрести публикацию «Характеристики бетонных конструкций при пожаре».

    Сталь, дерево и бетон: сравнение

    ширина: 80%;
    }
    ]]>

    Какие материалы чаще всего используются в строительстве?

    Проектирование конструкций зависит от знания материалов и соответствующих им свойств, чтобы мы могли лучше предсказать поведение различных материалов при их применении в конструкции. Как правило, три (3) наиболее часто используемых строительных материала - это сталь , бетон и древесина / древесина . Знание преимуществ и недостатков каждого материала важно для обеспечения безопасного и экономичного подхода к проектированию конструкций.

    Конструкционная сталь

    Сталь - это сплав, состоящий в основном из железа и углерода. Другие элементы также примешиваются к сплаву для получения других свойств. Одним из примеров является добавление хрома и никеля для создания нержавеющей стали. Увеличение содержания углерода в стали имеет предполагаемый эффект увеличения прочности материала на разрыв. Повышение содержания углерода делает сталь более хрупкой, что нежелательно для конструкционной стали.

    Преимущества

    1. Сталь имеет высокое соотношение прочности и веса.Таким образом, собственный вес стальных конструкций относительно невелик. Это свойство делает сталь очень привлекательным конструкционным материалом для высотных зданий, длиннопролетных мостов, сооружений, расположенных на земле с низким содержанием грунта и в районах с высокой сейсмической активностью.
    2. Пластичность. Перед разрушением сталь может подвергаться значительной пластической деформации, что обеспечивает большой резерв прочности.
    3. Прогнозируемые свойства материала. Свойства стали можно предсказать с высокой степенью уверенности.На самом деле сталь демонстрирует упругие свойства до относительно высокого и обычно четко определенного уровня напряжения. В отличие от железобетона свойства стали существенно не меняются со временем.
    4. Скорость возведения. Стальные элементы просто устанавливаются на конструкцию, что сокращает время строительства. Обычно это приводит к более быстрой окупаемости в таких областях, как затраты на рабочую силу.
    5. Простота ремонта. Стальные конструкции в целом можно легко и быстро отремонтировать.
    6. Адаптация заводской сборки.Сталь отлично подходит для заводского изготовления и массового производства.
    7. Многократное использование. Сталь можно использовать повторно после разборки конструкции.
    8. Расширение существующих структур. Стальные здания можно легко расширить, добавив новые отсеки или флигели. Стальные мосты можно расширять.
    9. Усталостная прочность. Стальные конструкции обладают относительно хорошей усталостной прочностью.

    Недостатки

    1. Общая стоимость. Сталь очень энергоемкая и, естественно, более дорогая в производстве.Стальные конструкции могут быть более дорогостоящими в строительстве, чем другие типы конструкций.
    2. Противопожарная защита. Прочность стали существенно снижается при нагревании до температур, обычно наблюдаемых при пожарах в зданиях. Сталь также довольно быстро проводит и передает тепло от горящей части здания. Следовательно, стальные конструкции в зданиях должны иметь соответствующую противопожарную защиту.
    3. Техническое обслуживание. Сталь, подвергающаяся воздействию окружающей среды, может повредить материал и даже вызвать коррозию конструкции.Стальные конструкции, подверженные воздействию воздуха и воды, такие как мосты и башни, регулярно окрашиваются. Применение устойчивых к атмосферным воздействиям и коррозии сталей может устранить эту проблему.
    4. Склонность к короблению. Из-за высокого отношения прочности к весу стальные сжимающие элементы, как правило, более тонкие и, следовательно, более подвержены короблению, чем, скажем, железобетонные сжимающие элементы. В результате требуется больше конструктивных решений для улучшения сопротивления продольному изгибу тонких стальных компрессионных элементов.

    Программное обеспечение SkyCiv Steel Design

    Рисунок 1. Обзор стальных конструкций

    Железобетон

    Бетон - это смесь воды, цемента и заполнителей. Пропорция трех основных компонентов важна для создания бетонной смеси желаемой прочности на сжатие. Когда в бетон добавляют арматурные стальные стержни, два материала работают вместе с бетоном, обеспечивающим прочность на сжатие, и сталью, обеспечивающей предел прочности на растяжение.

    Преимущества

    1. Прочность на сжатие.Железобетон имеет высокую прочность на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.
    2. Прочность на разрыв. Благодаря предусмотренной арматуре железобетон также может выдерживать значительную величину растягивающего напряжения.
    3. Огнестойкость. Бетон обладает хорошей способностью защищать арматурные стержни от огня в течение длительного времени. Это выиграет время для арматурных стержней до тех пор, пока пожар не будет потушен.
    4. Материалы местного производства. Большинство материалов, необходимых для производства бетона, можно легко найти на месте, что делает бетон популярным и экономичным выбором.
    5. Прочность. Система здания из железобетона прочнее любой другой системы здания.
    6. Формуемость. Железобетон, изначально будучи текучим материалом, можно экономично формовать в практически неограниченном диапазоне форм.
    7. Низкие эксплуатационные расходы. Железобетон является прочным, с использованием недорогих материалов, таких как песок и вода, которые не требуют обширного обслуживания. Бетон предназначен для того, чтобы полностью покрыть арматурный стержень, так что арматурный стержень не будет поврежден.Это делает стоимость обслуживания железобетонных конструкций очень низкой.
    8. В конструкции, такой как фундаменты, плотины, опоры и т. Д., Железобетон является наиболее экономичным строительным материалом.
    9. Жесткость. Он действует как жесткий элемент с минимальным прогибом. Минимальный прогиб хорош для эксплуатации зданий.
    10. Удобство в использовании. По сравнению с использованием стали в конструкции, менее квалифицированная рабочая сила может быть использована при строительстве железобетонных конструкций.

    Недостатки

    1. Долгосрочное хранение. Бетон нельзя хранить после смешивания, так как цемент вступает в реакцию с водой, и смесь затвердевает. Его основные ингредиенты нужно хранить отдельно.
    2. Время отверждения. Бетон выдерживает тридцать дней. Этот фактор сильно влияет на график строительства здания. Это снижает скорость возведения монолитного бетона по сравнению со сталью, однако ее можно значительно улучшить с помощью сборного железобетона.
    3. Стоимость форм. Стоимость форм, используемых для отливки ЖБИ, относительно выше.
    4. Увеличенное поперечное сечение. Для многоэтажного здания секция железобетонной колонны (RCC) больше, чем стальная секция, так как в случае RCC прочность на сжатие ниже.
    5. Усадка. Усадка вызывает развитие трещин и потерю прочности.

    Программное обеспечение SkyCiv RC для проектирования

    Рисунок 2. Типичный пример железобетона.

    Древесина

    Дерево - органический, гигроскопичный и анизотропный материал.Его тепловые, акустические, электрические, механические, эстетические, рабочие и т. Д. Свойства очень подходят для использования, можно построить комфортный дом, используя только деревянные изделия. С другими материалами это практически невозможно. Очевидно, что дерево является одновременно распространенным и историческим выбором в качестве конструкционного инженерного материала. Однако в последние несколько десятилетий произошел отход от дерева в пользу инженерных изделий или металлов, таких как алюминий.

    Преимущества

    1. Прочность на разрыв.Поскольку древесина является относительно легким строительным материалом, она превосходит даже сталь по разрывной длине (или длине самонесущей конструкции). Проще говоря, он может лучше выдерживать собственный вес, что позволяет использовать большие пространства и меньше необходимых опор в некоторых конструкциях зданий.
    2. Электрическое и тепловое сопротивление. Он обладает естественным сопротивлением электропроводности при сушке до стандартного уровня содержания влаги (MC), обычно от 7% до 12% для большинства пород древесины. Его прочность и размеры также не подвержены значительному воздействию тепла, что обеспечивает устойчивость готового здания и даже безопасность при определенных пожарных ситуациях.
    3. Звукопоглощение. Его акустические свойства делают его идеальным для минимизации эха в жилых или офисных помещениях. Дерево поглощает звук, а не отражает или усиливает его, и может помочь значительно снизить уровень шума для дополнительного комфорта.
    4. Из местных источников. Дерево - это строительный материал, который можно выращивать и повторно выращивать с помощью естественных процессов, а также с помощью программ пересадки и лесного хозяйства. Выборочная уборка и другие методы позволяют продолжить рост при уборке более крупных деревьев.
    5. Экологически чистый. Одна из самых больших проблем для многих строительных материалов, включая бетон, металл и пластик, заключается в том, что, когда они выброшены, они разлагаются невероятно долго. В естественных климатических условиях древесина разрушается намного быстрее и фактически пополняет почву.

    Недостатки

    Усадка и разбухание древесины - один из ее основных недостатков. Дерево - гигроскопичный материал. Это означает, что он будет поглощать окружающие конденсируемые пары и терять влагу в воздух ниже точки насыщения волокна.Еще один недостаток - его износ. Агенты, вызывающие порчу и разрушение древесины, делятся на две категории: биотические (биологические) и абиотические (небиологические). Биотические агенты включают гниющие и плесневые грибы, бактерии и насекомые. К абиотическим агентам относятся солнце, ветер, вода, некоторые химические вещества и огонь.

    Программное обеспечение SkyCiv Wood Design

    Рис. 3. Деревянный конструкционный каркас.

    Сводка

    Чтобы лучше описать сталь, бетон и дерево. Обобщим их основные характеристики, чтобы выделить каждый материал. Сталь очень прочна как на растяжение, так и на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие и растяжение. Сталь имеет предел прочности от 400 до 500 МПа (58 - 72,5 тыс. Фунтов на квадратный дюйм). Это также пластичный материал, который поддается или прогибается перед разрушением. Сталь выделяется своей скоростью и эффективностью в строительстве. Его сравнительно легкий вес и простота конструкции позволяют сократить рабочую силу примерно на 10-20% по сравнению с аналогичной строящейся структурой на бетонной основе. Металлоконструкции также обладают отличной прочностью. Бетон чрезвычайно прочен на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие от 17 МПа до 28 МПа. С более высокой прочностью до 70 МПа или выше. Бетон позволяет проектировать очень прочные и долговечные здания, а использование его тепловой массы за счет удерживания его внутри оболочки здания может помочь регулировать внутреннюю температуру. Также в строительстве все чаще используется сборный железобетон, что дает преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, стоимости и скорости строительства. Дерево устойчиво к электрическим токам, что делает его оптимальным материалом для электроизоляции. Прочность на разрыв также является одной из основных причин выбора древесины в качестве строительного материала; его исключительно сильные качества делают его идеальным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как конструкционные балки. Дерево намного легче по объему, чем бетон и сталь, с ним легко работать, и его легко адаптировать на месте. Он прочен, дает меньше тепловых мостиков, чем его аналоги, и легко включает в себя готовые элементы.Его структурные характеристики очень высоки, а его прочность на сжатие аналогична прочности бетона. Несмотря на все это, древесина все шире используется для строительства жилых и малоэтажных построек. Его редко используют в качестве основного материала для высотных конструкций. Это самые распространенные строительные материалы, используемые для строительства. У каждого материала есть свой уникальный набор достоинств и недостатков. В конце концов, они могут быть заменены материалами, которые практически не имеют ограничений с технологическими достижениями будущего.Тем не менее, наши нынешние строительные материалы будут оставаться актуальными еще многие десятилетия.

    Что нужно знать

    Римляне изобрели первую в мире бетонную смесь в 3 веке до нашей эры, объединив воду, вулканическую пыль, заполнитель и гипс или известь. Спустя два тысячелетия бетон занял достойное место в качестве надежного конструкционного строительного материала.

    С другой стороны, изобретение стали в качестве строительного материала не так уж и старо - она ​​не использовалась широко в строительстве до середины XIX века из-за сложного производственного процесса.В 1850-х годах новые методы позволили ускорить производство стали, и она быстро приобрела известность как прочный и долговечный строительный материал. В течение следующих 150 лет популярность стали продолжала расти, и теперь, наряду с бетоном, это один из наиболее широко используемых конструкционных материалов.

    Если вы думаете, использовать ли бетон или сталь в качестве основного строительного материала для вашего проекта, вам нужно учесть несколько факторов. Оба одинаково достойные конструкционные материалы.Бетон стоит дороже, но, возможно, обеспечивает лучшую общую производительность. Чтобы понять, какой материал лучше подходит для вашего проекта, вы должны знать, как они соотносятся по прочности, долговечности, огнестойкости, устойчивости и, конечно же, стоимости.

    1. Прочность

    Прочность на сжатие - это способность материала противостоять давлению. В здании прочность на сжатие плит, балок, колонн и фундамента позволяет этим элементам выдерживать вертикальные нагрузки здания без повреждений.

    Прочность на разрыв - это сопротивление материала разрушению при растяжении. Способность балки противостоять вертикальным нагрузкам является примером прочности на растяжение, поскольку она предотвращает удлинение нижней стороны и растрескивание при приложении нагрузки сверху.

    Разрушение при сдвиге вызывается двумя невыровненными силами, действующими на здание в разных направлениях, и обычно происходит во время землетрясения или из-за сильного ветра. Прочность на сдвиг - это способность материала противостоять этому типу разрушения.

    Бетон имеет отличную прочность на сжатие, но он очень хрупкий и легко ломается при растяжении. Чтобы противостоять этой слабости, в него заделаны арматурные стержни из материала, устойчивого к растяжению. Эти стержни обычно стальные, хотя также доступны и композитные.

    В железобетоне общая прочность зависит от прочности бетона на сжатие и прочности на растяжение стальной арматуры. Вертикальные стержни, проходящие по длине конструктивного элемента, связаны с более короткими перпендикулярными стержнями, называемыми хомутами, эти хомуты обеспечивают прочность на сдвиг.

    Прочность на растяжение

    Steel является одной из самых продаваемых характеристик, но умело спроектированные стальные конструкции обладают такой же общей прочностью, что и их железобетонные аналоги. Прочная конструкция является ключом к достижению достаточной прочности на сжатие, растяжение и сдвиг стальной конструкции.

    2. Прочность

    Прочность - это степень устойчивости материала к окружающей среде. И железобетон, и сталь могут прослужить долгое время без разрушения, если их точно настроить в соответствии со своими настройками.

    Правильно адаптированный железобетон выдерживает циклы замораживания-оттаивания, химикатов, морской воды, влаги, солнечного излучения и истирания. Поскольку бетон неорганический, он не подвержен атакам паразитов. Что еще более важно, он не горит и не плавится.

    Но, несмотря на высокую прочность, железобетон скрывает потенциальный недостаток - ту же подверженную коррозии стальную арматуру, которая делает его более прочным. Ржавая арматура теряет связь с окружающим бетоном и образует оксид железа, который расширяется, что приводит к растягивающим напряжениям и, в конечном итоге, к разрушению.Хотя естественная щелочность бетона снижает коррозию арматуры, может потребоваться дополнительная защита для железобетона, подвергающегося воздействию морской воды или большого количества противообледенительной соли. Для этой цели хорошо подходят арматура с эпоксидным покрытием, нержавеющая сталь или композит.

    Конструкционная сталь так же подвержена коррозии, как и арматура, и также требует защиты. Краска, порошковое покрытие, защитные слои и химические вещества, ингибирующие коррозию, - все это методы, которые могут устранить или ограничить коррозионные повреждения конструкционной стали.

    3. Огнестойкость

    Состав железобетона делает его по существу инертным и, следовательно, негорючим, а его низкая скорость теплопередачи предотвращает распространение огня между помещениями.

    Тем не менее, как бетон, так и стальная арматура могут потерять свою прочность после длительного воздействия высоких температур. В зависимости от типа используемого заполнителя бетон может начать терять свою прочность на сжатие при температурах от 800 ° F до 1200 ° F.Исследования показывают, что легкий бетон имеет лучшую стойкость к возгоранию благодаря своим изоляционным свойствам и более низкой скорости теплопередачи.

    Конструкционная сталь менее огнестойкая, чем железобетон. Он начинает терять свою прочность при температурах выше 550 ° F и сохраняет только 50% своего предела текучести при комнатной температуре при 1100 ° F. Различные методы могут снизить скорость повышения температуры в стальных конструкционных элементах здания. Сюда могут входить огнестойкие покрытия, барьеры, системы охлаждения, бетонное ограждение и активные меры, такие как спринклеры.

    4. Устойчивое развитие

    И бетон, и сталь обладают экологическими преимуществами при использовании в строительстве. Около 85% всей стали, используемой в мире, в конечном итоге перерабатывается. Это имеет смысл только с учетом обилия металлолома и легкости процесса переработки. Помимо сокращения спроса на вновь добываемые ресурсы, переработка стали потребляет лишь треть энергии, потребляемой при производстве стали.

    Бетон также может похвастаться несколькими экологичными свойствами.Большинство из них возникает в относительной близости к строительной площадке, что сокращает количество энергии, необходимой для транспортировки. После сноса его можно переработать для производства гравия, заполнителя или материалов для дорожного покрытия для строительства дорог, борьбы с эрозией, ландшафтного дизайна, восстановления океанических рифов и других задач. Незагрязненный бетон можно превратить в заполнитель для новых смесей.

    Квартира построена из бетона

    Переработка бетона имеет много преимуществ для окружающей среды.Он не позволяет мусору попадать на свалки, сокращает объем строительных отходов и заменяет гравий и заполнители, которые в противном случае были бы добыты и отправлены.

    5. Стоимость

    Железобетон является более дорогой альтернативой конструкционной стали. Рабочая сила и материалы, необходимые для установки опалубки и арматуры, заливки бетона и обеспечения его правильного твердения, могут составлять значительную часть общих затрат.

    При этом цены на бетон относительно стабильны.С 2000 года цены на различные бетонные изделия неуклонно росли вместе с темпами инфляции, и это важный фактор, который следует учитывать при ценообразовании проектов, запланированных на далекое будущее.

    Несмотря на более высокую стоимость, прочность, долговечность и огнестойкость бетона не остаются незамеченными страховыми агентствами. Как правило, страховые компании присваивают бетонным конструкциям более высокий рейтинг безопасности и более низкие премии по своим полисам.

    Сталь дешевле, чем бетон, и ее быстрее возводят, но у нее больше времени на выполнение заказа.Из-за его более низкой огнестойкости страховые взносы для стальных конструкций, как правило, выше.

    Цены на сталь, как известно, нестабильны, и последние два десятилетия рисуют хаотичную картину. Достигнув пика в первые месяцы 2008 года, они вошли в нисходящую спираль Великой рецессии. Еще десять лет взлетов и падений, и в 2018 году сталь снова подскочила. Сейчас на рынке покупателя они падают, но некоторые эксперты ожидают, что они восстановятся в конце года. Такие колебания цен представляют собой серьезную проблему для бюджета, и это, вероятно, будет продолжаться, учитывая нынешнюю глобальную экономическую нестабильность.

    Дизайн Эверест может помочь

    Если вы не уверены, что больше подходит для вашего здания, сталь или бетон, мы можем помочь. Наши инженеры оценят переменные, влияющие на ваш проект, и предложат экономичное решение, адаптированное к вашему замыслу. Позвоните нам (877) 892-0292 , чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ консультацию и расценки.

    Источники:
    [1] http: // www.essential-humanities.net/art-supplementary/tension-compression/
    [2] http://by.genie.uottawa.ca/~murat/Chapter%202%20-%20SHEAR%20DESIGN%20SP%2017%20-%2009-07.pdf
    [3] https://www.cement.org/learn/concrete-technology/durability
    [4] https://www.cement.org/docs/default-source/th-buildings-structures-pdfs/fire-concrete-struc-sei-08.pdf
    [5] https://practical.engineering/blog/2019/3/9/does-rebar-rust
    [6] https: // www.Metalsupermarkets.com/how-to-prevent-corrosion/
    [7] https://www.canadianconsultingengineer.com/features/fire-and-structural-steel/
    [8] https://www.thebalancesmb.com/recycling-concrete-how-and-where-to-reuse-old-concrete-844944
    [9] https://www.concretecentre.com/Performance-Sustainability-(1)/Fire-Resistance.aspx
    [10] https://beta.bls.gov/dataViewer/view/timeseries/WPU133
    [11] https: // beta.bls.gov/dataViewer/view/timeseries/WPU101704
    [12] https://ihsmarkit.com/solutions/steel-forecast.html
    [13] https://www.romae-vitam.com/roman-concrete.html
    [14] https://www.steelincga.com/a-brief-history-of-steel-construction/

    IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

    IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, для выпуска 2 тома 8 (февраль-2021)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8 Выпуск 2 Февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 2 (февраль-2021 г.)

    Отправить сейчас


    IRJET Vol-8, выпуск 2, февраль 2021 г. Публикация продолжается...

    Обзор статей


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Проверить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *