Колонны из бетона: виды, особенности и этапы строительства

виды, особенности и этапы строительства

Колонны из бетона представляют собой несущие конструкции, обеспечивающие зданиям вертикальную жесткость. По типу колонна бывает монолитная и металлическая, выбор которой зависит от требуемой несущей способности. Предназначение колонн – это служить опорой для верхних этажей, балконов, террас и других элементов построек. Бетонные колонны возможно изготовить своими руками, это могут быть обычные элементы из квадратной трубы или более оригинальные красивые конструкции, которые способны придать изюминку внешнему виду зданий.

Назначение

Колонна предназначена для декоративного оформления построек, а также выполняет функцию несущего элемента сооружений. Их монтируют на балконах, террасах, верандах, крыльце, в роли подпоры для поддержки перекрытий, для интерьера помещений и приусадебного участка. Из-за большой нагрузки на опоры их изготавливают, максимально придерживаясь, соответствия существующих норм и правил.

Вернуться к оглавлению

Виды

Бетонным колоннам присущи следующие виды:

• квадратные;
• круглые;
• прямоугольные.

При работе с бетонной колонной различных видов выделяют следующие типы производственной технологии:

• Сборные опоры представляют собой изготовленные на заводах конструкции, которые транспортируются на место работы, где происходит их установка. В сборных колоннах есть следующие преимущества: относительно низкая цена, скорость монтажа, быстрота высыхания раствора.
• Монолитные. Заливка в формы осуществляется на строительном объекте. При работе с монолитными колоннами выделяют следующие преимущества: возможность следить за качеством укладки бетонного раствора, отсутствие протекания смеси. Из недостатков наблюдают: долгое время на изготовление, выжидание застывания смеси в форме.

Вернуться к оглавлению

Особенности установки

Необходимо помнить о соблюдении правил установки.

Квадратные опоры устанавливают по краям углов зданий и сооружений, крепят анкерами к потолку и основанию конструкции. Однако стоит обратить внимание, что установка своими руками квадратной трубы имеет трудоемкий и сложный процесс, поэтому опытные строители не рекомендуют заниматься монтажом такого вида колонн собственноручно. Опорные конструкции могут быть в виде кирпичной стены небольшой площади. На крыльцах или веранде устанавливают опоры из дерева или бревна.

При монтаже опорного элемента в бетонное основание, сначала крепят анкерами стальные стаканы, а потом устанавливают опору и бетонируют. Большое значение в строительстве домов играют опорные конструкции, размещенные в центре сооружения. В этом случае применяются колонные опоры с расчетным сечением металлической арматуры и с последующей заливкой бетонным раствором и установкой опалубки.

Бетонирование колонных элементов своими руками является важным мероприятием, которое следует выполнять с ответственностью и имея определенный багаж знаний и навыков по производству работ. Бетонирование в формы осуществляют беспрерывно, соблюдая горизонтальность положения, что поможет избежать образования промежуточных стыков холодка и убережет конструкцию от разрушения.

Вернуться к оглавлению

Этапы строительства

Строительство бетонных опор состоит из следующих этапов:

• перед началом работ подготавливают нужные инструменты и материалы;
• очищают поверхность от строительного мусора;
• приступают к монтажу опалубки;
• проводят работы по армированию;
• далее следует залить бетонный раствор и после его высыхания провести демонтаж опалубки.

Бетонная смесь должна иметь пластичную консистенцию и после застывания быть прочной. На прочность конструкции влияют составляющие бетонного раствора и технические характеристики арматуры, которая должна иметь следующие свойства:

• прочность;
• легкость сваривания;
• малую возможность образования на изделии коррозии;
• хорошую адгезию.

Вернуться к оглавлению

Подготовка инструментов и материалов

Для качественной заливки опорной конструкции бетонным раствором понадобятся следующие инструменты, оборудования и материалы:

• бетононасос;
• прямоугольный уголок;
• молоток;
• строительный уровень;
• проволока из металла;
• деревянные распорки;
• армированная сетка;
• шуруповерт;
• гвозди и шурупы;
• широкие доски;
• вибраторы;
• прибор для перемешивания бетонной массы;
• рулетка;
• стальной прут;
• анкера;
• вода;
• цемент;
• песок;
• известь.

Вернуться к оглавлению

Установка опалубки

Крепят опалубку, соблюдая прочность и надежность конструкции. Установка формы происходит с четырех сторон опоры с помощью распорок из дерева. Если колонна высокая – опалубку крепят с трех сторон, а четвертая сторона наращивается при заливке бетоном. Монтируя форму, соблюдают ровность сооружения, которую проверяют строительным уровнем. Выравненную опалубку крепят шурупами, с помощью которых держится смесь бетона внутри изделия. Далее проверяют прямоугольным уголком соответствие углов.

Вернуться к оглавлению

Армирование

Устанавливая колонну, применяют вертикальные арматуры, диаметр которых около 1,2 сантиметра и больше. Состоит вертикальная арматура из четырех стержней, которые располагаются по углам формы квадрата. Для облегчения монтажа арматуры, высота которой больше трех метров, оборудуют настилы с шагом в два метра.

Каркас опор собирается различными методами. Имея небольшие размеры, вес и объем опорной конструкции, каркас монтируют в будущую форму опалубки, выполняя работы своими руками методом кантования готового каркаса. При большом весе арматуры, ее основание собирают предварительно и связывают прутья уже на месте работы, где и устанавливают отдельные стержни. Размещая готовую конструкцию, применяют разнообразные доски и подпорки. Крепление друг с другом стержней арматуры происходит металлической проволокой, придерживаясь расстояния около сорока сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Бетонирование

Схема бетонирования колонн.

Приступая к укладке бетонной смеси, обращают внимание на особенности бетона. Этот состав обладает подвижностью, что играет большую роль при бетонировании колонн. Подвижный бетон легко укладывается и в процессе работы не требует трамбовки вибраторами и привлечения бетононасосов. Бетонирование происходит ровными слоями в горизонтальном положении. Укладывая смесь, ее периодически трамбуют металлическими прутьями.

При необходимости уплотнения раствора. не обойтись без глубинного вибратора. Убирают пузырьки воздуха из бетона с помощью постукивания молотком по выставленной форме опалубки. Бетонируя колонны, периодически выравнивают по центру арматурный каркас. Для укладки раствора выбирают цемент, входящий в состав бетона марки М400, которого потребуется одна часть, также для приготовления смеси берут две части песка и по две части гравия и щебня. Сухие ингредиенты заливаются водой в объеме необходимом до получения однородной густой консистенции. По окончании процесса укладки приготовленной бетонной смеси приступают к монтажу арматуры, которую фиксируют анкерами.

Уложенный бетон оставляют высыхать в месте с оптимальными температурными условиями и влажностью. Поверхность бетона периодически орошают водой и при необходимости накрывают полиэтиленовой пленкой для избежания попадания на смесь атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Вернуться к оглавлению

Демонтаж опалубки

После того как бетонный раствор застынет и наберет своих максимально прочностных характеристик, приступают к демонтажу опалубки. Снятие опалубки доверяют квалифицированным рабочим. Демонтаж начинается со снятия боковых частей опалубки, которые не несут нагрузку на конструкцию. Важно демонтировать опалубку после того, как удостоверились в прочности бетона, которая устанавливается строительными нормами и правилами. Определяют прочность бетонного раствора в лаборатории, проводя пробные испытания образцов материала. Распалубка осуществляется по строгой последовательности, обеспечивающая сохранность элементов конструкции.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Для успешного изготовления бетонных колонн важно учитывать следующие моменты: вид грунта, высоту строительного объекта, климатические особенности местности и предназначение объекта строительства.

Соблюдая технологическую последовательность монтажа и правильность приготовления бетонного раствора, получится крепкая и надежная основа с большим сроком службы.

Бетонные колонны: виды, изготовление по шагам

Бетонные колонны – прочные несущие конструкции, основная задача которых состоит в обеспечении сооружениям должного уровня вертикальной жесткости и прочности. Как правило, выступают частью монолитного каркаса конструкции, поддерживая перекрытия, террасы, балконы и т.д. либо являясь декоративным элементом для украшения входной группы фасада и строения.

Колонны бывают металлическими, сборными и монолитными, подходящий тип элемента выбирают в зависимости от нужных характеристик (в первую очередь, несущей способности). Основная задача элемента – стать опорой для разнообразных элементов конструкции, обеспечить их вертикальную прочность и равномерно распределить нагрузку, устранить риск деформаций и разрушений, в редких случаях – украсить интерьер.

Смонтировать бетонные колонны для дома можно своими руками. При условии соблюдения всех норм производства и использования качественных материалов элемент будет точно соответствовать требованиям и характеристикам, эффективно выполняя возложенную на него функцию.

Назначение бетонных колонн

Элемент берет на себя и передает на фундамент нагрузку от вышестоящих конструкционных частей. Столбы из железобетона становятся опорой этажей, связывая конструкцию между основанием и потолочной поверхностью. Столб поддерживает разнообразные террасы, балконы, крыльцо, перекрытия, давая возможность реализовать любую дизайнерскую задумку и значительно увеличивая срок эксплуатации всего здания.

Если речь идет о декоративном оформлении, то в таком случае бетонирование колонн выступает средством украшения фасада и интерьера. Часто их выполняют с подколонниками, консолями, капителями, украшают лепниной, оригинальными узорами, различными видами обработки материала.

Виды и типы

Колонна бетонная по форме может быть: круглой, квадратной, прямоугольной, что определяется сечением опоры.

В соответствии с производственной технологией:

1) Сборные бетонные колонны – производятся на заводе, транспортируются на объект, сравнительно недорогие, обеспечивают быстрый монтаж, высокую скорость высыхания раствора.

2) Монолитные колонны – непосредственно на объекте заливают в формы. Есть возможность контролировать качество укладки раствора, протекание смеси. Но изготовление таких элементов конструкции требует больших трудо- и временных затрат, довольно дорогостоящее.

При выборе типа колонны очень важно учитывать тип маркировки готового железобетонного изделия данного типа.

Маркировка колонн:

• Т1 – для фиксации бетонных консолей, установленных к основным колоннам перпендикулярно.
• С1 – для устройства решетчатых связей.
• Л1 – для монтажа лестничных пролетов с тремя маршами.
• Л – связывают лестницы с двумя маршами.
• П – используются в местах необходимости создания колонны под ригель (устанавливаются там, где есть поворот общего каркаса).
• СС – опора с 2-4 гранями для качественного крепления стенок жесткости.
• С – для закрепления разнообразных панелей, соприкасающихся со стенками жесткости.
• Т – бетонные колонны на торцах строений ограждающих панелей.

Особенности устройства монолитных колонн

До того, как приступать к производству железобетонных опор, необходимо подготовить ровную площадку, позаботиться об инструментах и материалах, все разметить и рассчитать, потом выполнить все строительные работы. Требования к бетонному раствору просты – смесь должна быть пластичной и достаточно прочной.

Форма и сечение бетонных колонн, диаметр металлических стержней, марка бетона зависят от объемов воздействующей на элемент нагрузки (с учетом собственного веса опоры), климатических особенностей региона, этажности здания, назначения объекта.

В строительстве личного здания обычно квадратные опоры устанавливают там, где нужно забрать нагрузку перекрытий и передать ее фундаменту.

Создание монолитных колонн:

• Конструирование опалубки
• Монтаж металлического каркаса
• Заливка колонн бетоном, обеспечение нормальных условий для его высыхания
• Демонтаж опалубки после того, как бетонный раствор полностью высох и набрал прочность

Подготовка инструментов и материалов

Для качественного выполнения каждого из этапов работ по изготовлению колонн из бетона необходимо приготовить такие инструменты и приспособления: бетононасос, молоток, строительный уровень, прямоугольный уголок, деревянные распорки, шуруповерт, вибраторы, бетономешалка, рулетка.

Материалы: металлическая проволока, армированная сетка или металлические прутья, шурупы и гвозди, широкие доски, стальной прут, анкера, цемент, вода, известь, песок.

Бетонную смесь на объект поставляют в сухом виде либо готовят по рецепту: часть цемента, по две части гравия, щебня, песка, вода (в достаточном количестве, чтобы получить однородную пластичную смесь).

Установка опалубки

Опалубку сооружают с четырех сторон опоры, с нужными внутренними размерами. Для работ подходят доски, влагостойкая фанера. Щиты выравнивают вертикально по уровню, крепят шурупами или подкосами и деревянными распорками. Подкосы желательно заякорить опорными блоками в двух направлениях, что позволит не допустить сдвига. Уголком проверяют ровность прямых углов.

Если предполагается сооружать высокую бетонную колонну, опалубку выполняют и монтируют с трех сторон, а четвертую наращивают в процессе заливки раствора.

Многие производители предлагают купить уже готовые конструкции, сделанные из пластика, дерева, металла. Металлические обычно многоразовые, быстро и легко собираются/разбираются, гарантируют правильную геометрию. Деревянные делают из брусков и досок, но из них может быть выполнена лишь квадратная, прямоугольная форма. Круглые формы выполняют из пластика. Одноразовые создаются из картона, их форма может быть только цилиндрической.

Армирование

Для установки колонны из бетона используют вертикальную арматуру с диаметром от 12 миллиметров. Обычно это четыре или шесть стержней, расположенных в углах квадрата или прямоугольника. Если высота арматуры составляет более 3 метров, создают настилы шагов в 2 метра.

Каркас из арматуры собирают различными способами. Если создается квадратная монолитная бетонная колонна с небольшим весом и объемом, каркас собирается в будущую форму опалубки вручную методом кантования. Если же вес велик, то прутья вяжут на местах, устанавливая стержни по отдельности. Готовую конструкцию монтируют с использованием различных подпорок, досок.

Стержни в каркасе больше 2 метров между собой крепят металлической вязальной проволокой с шагом в 20-40 сантиметров. Капители стоит укрепить арматурной сеткой.

Бетонирование

Бетон для заливки делают обычно на месте, из цемента марки минимум М400, гравия, щебня, песка. Для работы не подходит раствор, который применяют для заливки фундамента, монолитных стен. Хорошим выбором станет бетон с подвижностью П2 (в частном строительстве), если же заливается густоармированная колонна (сооружение столбов для строительства завода, к примеру), используют бетон П4.

Рецепты существуют разные, вот еще один: часть песка, 4 части гравия или щебня, 1 часть цемента. В процессе бетонирования важно следить за неподвижностью каркаса и нахождением его на своем месте. В случае необходимости конструкцию корректируют и устанавливают строго вертикально.

Само бетонирование осуществляется послойно, толщина одного слоя должна быть равна 30-50 сантиметров, заливается, пока не схватился предыдущий слой. 5-7 сантиметров раствора до верха опалубки не доливают.

Когда бетонируют, обязательно следят за утрамбовкой смеси: можно выполнить специальным вибратором либо вручную, удаляя воздушные пробки простукиванием молотком опалубки или штыкованием металлическим прутом в раствор. Если колонны больше 5 метров, для усадки планируют технологические перерывы длительностью 40-120 минут.

Демонтаж опалубки

Срок набора прочности бетона составляет 28 дней с оптимальными температурными условиями плюс-минус в зависимости от окружающих условий – влажность, правильность ухода. В среднем период выстаивания колонн составляет до 10 дней летом, когда уже есть сформировавшиеся боковые грани и углы. Лишь тогда опалубку можно демонтировать. В процессе высыхания бетона (28 дней) запрещено выполнять любые работы, связанные с нагрузкой на колонну и ее основание либо близлежащие части конструкции.

Как сделать колонны из бетона своими руками

При условии правильного выполнения всех работ и соблюдения нормативных требований, учете разнообразных внешних факторов (тип грунта, климатические особенности, высота объекта и т.д.) и использовании качественных материалов вполне возможно создать бетонные колонны самостоятельно. Главное – верно определить нагрузки, заранее сделать расчеты и неукоснительно им следовать.

Полезное видео по теме

Надеюсь и это видео будет вам полезным:

Если есть вопросы, задавайте в комментариях

Бетонные колонны: заливка, виды, предназначение

Строительные несущие конструкции, которые стоят вертикально, называют бетонные колонны. Применяют их в строительстве, чтобы придать зданию жесткость. Такие сооружения бывают необыкновенной формы — круглые, квадратные, цилиндрические, они могут придать дому более потрясающий вид. Делятся на монолитные и металлические. Эти элементы архитектуры можно изготовить собственноручно.

Виды колонн

Выделяют определенные виды бетонных колон. Они бывают круглые, квадратные и прямоугольные, но еще существуют архитектурные, которые подразделяются по стилям:

• Дорические. Строгие, с утонченным верхом и вертикальным желобом.
• Коринфские. Декорированные богатыми украшениями.
• Ионические. Изысканные, с нестандартным узором и впечатляющим декором.

Архитектурные конструкции могут возводиться в трех стилях.

Опорные сооружения подразделяются по типам:

• Сборные. Изготавливаются на заводах, а потом устанавливаются в необходимых местах. У них есть преимущества — небольшая цена и высокая скорость работ, нет потребности ждать высыхания смеси.
• Монолитные. Делаются сразу на нужном месте, их превосходство заключается в том, что можно контролировать процесс заливки, но есть недостаток — необходимо ждать застывания бетона. Сечение такой колонны зависит от используемой нагрузки.

Неправильный монтаж или просчет может привести к полному развалу бетонной колонны. Есть возможность развития деформации, если сечение сделано неправильно, конструкция станет криво.

Предназначение

Изделия красиво смотрятся в роли декора веранды. Многоэтажки могут возводиться с такими элементами.

Само слово «колонна» означает опорный столб. Поэтому предназначение такого элемента архитектуры — опора для различных конструкций, для их связывания и поддержки. Еще колонны из бетона выполняют функцию декора в строительных объектах. Например, для террас, веранд, балконов. Выступают в роли подпор на дачных участках, промышленных зданий или многоэтажных домов.

Как выполняется монтаж?

Чтобы собрать сборные опоры из бетона, нужна техника и рабочая сила. Такой процесс не занимает много времени. В строительных работах часто используют монолитные опорные элементы, которые производят путем бетонирования. Колонна из бетона своими руками делается просто, надо только знать правила заливки. Строительство включает таки этапы:

1. Подготовка правильных инструментов.
2. Выбор качественного материала.
3. Монтаж опалубки.
4. Упрочнение.
5. Бетонирование.
6. Демонтаж.

Дрель с шурупами нужно подготовить для самодельной конструкции.

Исходя из самодельной или готовой поверхности подбираются специальные инструменты. Для первой нужны строительный угол, измеритель, уровень, дрель с шурупами и молоток. Для второй — арматура или проволока. Заливка бетона проводится с помощью бетономешалки. Лучше выбирать распространенные щиты, которые идут вместе с крепежами в ассортименте.

Стройматериал подбирается хороший, от него зависит срок эксплуатации. Для получения отличного бетона надо смешать песок, щебень, гравий. Такую смесь перемешать и залить водой, чтобы она получиться однородной. При постройке опалубка укрепляется гвоздями и распорками (с четырех сторон), установленными по бокам. Монтируя конструкцию, необходимо контролировать ее форму. Для этого используют строительный уровень. Выравненную опалубку закрепляют шурупами, с их помощью будет держаться бетонный раствор внутри сооружения. Соответствие всех углов строительного объекта проверяется прямоугольным уголком.

Упрочнение и заливка

Для возведения колонны используют специальные вертикальные арматуры (диаметром 1,2 см и более). Если ее высота больше 3-х метров, то делают настилы с шагом в 2 метра. Основу колонны монтируют способом кантования готового каркаса. Если вес арматуры большой, то основание собирается заранее, а прутья связываются уже на месте с установкой отельных стержней. Готовый каркас армируют железной проволокой и подпоркой.

Такие изделия обязательно нужно уркеплять с помощью армировки. Поле сбора опалубки конструкция должна быть залита готовым раствором.

Заливка бетона происходит по таким правилам:

1. Столб устанавливают на надежную основу.
2. Бетонирование верхнего слоя — горизонтально, а нижнего — раствором.
3. Воздух выгоняется стуком молотка по доскам.
4. Если есть остановки при покрытии бетоном, то швы должны быть ровными.
5. Верхняя опалубка будет выше, чем бетонный раствор на 5- 7 сантиметров.

Посмотреть «ГОСТ 23009-78» или cкачать в PDF (351.4 KB)

Заключительный этап — демонтаж. Делается он только после застывания смеси и когда будет полная убежденность в надежности конструкции. Эта процедура начинается со снятия всех боковых частей опалубки, в основном через 30 дней после окончания работ или вывода специальной лаборатории о прочности бетона. Такой показатель должен соответствовать ГОСТу 23009—78. Распалубка проводится по неукоснительной последовательности, которая сохраняет все элементы бетонной колонны.

Декоративные бетонные колонны своими руками. Назначение и виды

Декоративные бетонные колонны своими руками. Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

• Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена.  К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

• Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.

Строительство монолитного дома

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Для справки. В первую очередь это СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Дом из бетонных колонн. Особенности сооружения каркасно-монолитного здания

Бетонный каркас частного дома является главной особенностью монолитно-каркасного строения. Железобетонные колонны, обладающие высокой жесткостью, размещаются в максимально нагруженных участках. Колонны связывают элементы перекрытия, монолитное фундаментное основание и стены в общий силовой контур.

Монолитно-каркасное здание состоит из следующих элементов:

• фундаментной основы, выполненной в виде мощной железобетонной плиты или армированной бетонной ленты;
• бетонных колонн, соединяющих между собой фундаментную базу и плиты перекрытия;
• пространственного арматурного каркаса, изготовленного из прочной стальной арматуры.

Стены в зданиях монолитного типа значительно тоньше, чем в кирпичных и блочных строениях. Это позволяет увеличить площадь жилого пространства. При необходимости обеспечить дополнительную теплоизоляцию, допускается выполнять стены и элементы перекрытия многослойными. При этом внутренний слой несложно утеплить теплой керамикой или другими материалами.

Армокаркас монолитного дома изготавливают из стальных прутьев различного диаметра

От места строительства каркасно-монолитного здания зависит выбор типа основания. Применяются следующие виды фундаментов:

• ленточный, выполненный из готовых железобетонных блоков или залитый из монолитного бетона. Ленточная основа обеспечивает устойчивость зданий на непучинистых почвах, а также грунтах с близким расположением водоносных слоев;
• плавающий, изготовленный в виде цельной плиты. Железобетонный каркас частного дома, смонтированный на усиленной бетонной плите, обеспечивает устойчивость различных видов зданий. Плитная основа положительно зарекомендовала себя на проблемных грунтах.

Технология не предусматривает использование стен в качестве силовых элементов. По железобетонным колоннам нагрузка от элементов строения равномерно распределяется и передается на фундаментную основу. Это позволяет обеспечить повышенный запас прочности железобетонных конструкций и увеличенный ресурс их эксплуатации.

Сооружение железобетонного каркаса выполняется с помощью следующих типов опалубки:

стационарной

Монолитная опалубка туннельного типа состоит из готовых элементов, не подлежащих демонтажу после твердения бетона. Стационарная опалубка применяется для частных строений малой этажности;

Для данного способа застройки используют как съемную, так и несъемную опалубку

щитовой

Конструкция щитового типа разбирается после набора бетоном рабочей прочности. Для изготовления щитов используется влагостойкая фанера, металлические листы, пластик или древесина.

Полученный после бетонирования каркас строения, состоящий из железобетонных колонн и бетонного перекрытия, не создает ощущение громоздкости. Здание воспринимается как легкая пространственная конструкция. Расстояние между несущими колоннами составляет до 10 м. Готовый железобетонный каркас подлежит теплоизоляции и декоративной облицовке.

Колонны при строительстве дома. Устройство армопояса и колонн в доме из газобетона

Добрый день

Изначально никак не могли определиться с проектом, но было четкое понимание планировки внутри. Мы ее начертили сами и чтобы не терять время (а уже был сентябрь) решили залить фундамент под зиму. Делали фундамент свайно-ростверковый. Сваи 2700х400(D), ростверк ширина 600, высота 900, сверху плита 200. Все армировано 14 арматурой (шаг 220). Почва песок, болотистая местность. Вода очень близко.

Понимали, что дом тяжелый и с большим пролетом решили, что лучше сделать монолитно-каркасную технологию. Поэтому из плиты выпустили арматуру под будущие колонны в тех местах, где нам показалось это логичным.

Изначально думали просто положить монолитную плиту на колонны между первым и вторым этажами, пространство заложить газобетоном. А второй этаж сделать целиком из газобетона. Потом было принято решение о мансардном (3ем) этаже также с монолитным перекрытием между 2 и3 этажами — 170мм.Поэтому возникли сомнения по нагрузкам и мы решили обратиться к архитектору.

Архитектора смутил факт, что колонны не во всех местах совпадают со сваями фундамента, большой пролет и наличие двух плит. Поэтому в проекте она оставила наши предполагаемые монолитные колонны на первом этаже, а также добавила на втором этаже в тех же местах. К тому же она сделала армопояс по всем стенам (кроме перегородок) и двутавровые балки 200мм. Стены у нас газобетон D500 300мм, +100 минвата +120мм облицовочный кирпич.

Необходимость армопояса архитектор оправдала тем, что количество свай в фундаменте возможно недостаточно, также монолитные колонны располагаются не четко над сваями и что армопояс поможет распределить нагрузки грамотно и на колонны и на несущие стены. И что только в таком случае она может гарантировать, что все выстоит и выдержит.

Но у нас все-таки остались сомнения: не будет ли совмещение двух технологий конфликтовать между собой? И действительно ли армопояс поможет именно распределить нагрузки, а не создаст лишние проблемы (все-таки несущая способность колонн отличается от газобетона)?

Планируется, что изначально соберем стены из газобетона, а в них уже зальем колонны.

Получается, что мы заливаем колонны до уровня высоты стен, а потом и на колонны и на стены делаем единый армопояс? Или лучше вообще залить за один раз и колонны и армопояс?

Второй вариант кажется удобнее ( не знаю лучше или нет), но тут момент с двутаврами, которые лежат на разной высоте.

Очень будем благодарны рекомендациям.

Колонны монолитные железобетонные. Виды изделий

По типу сечения железобетонные колонны могут быть круглыми, прямоугольными, квадратными. По технологии производства выделяют монолитные колонны, которые создают прямо на строительном объекте путем заливки бетона в опалубку с каркасом, и сборные опоры (их производят на заводе и уже готовыми поставляют на объект). По положению в здании колонны могут быть расположенными на фасаде, в крайнем/среднем ряду, установленными в качестве декоративного элемента.

По назначению колонны могут быть стыковыми и бесстыковыми. Опоры без стыков используют для возведения зданий с одним этажом. Для многоэтажных конструкций появляется необходимость монтажа нескольких колонн друг на друга, что осуществляется с использованием стыковых колонн нижнего, среднего, верхнего ярусов.

Опоры могут быть сконструированы с выступающими консолями высотой 15, 20 сантиметров. Они призваны держать уровни перекрытий между этажами. Есть колонны и бесконсольные.

Самые востребованные на сегодняшний день – ЖБИ колонны для двухэтажных сооружений. Их вес составляет около 3500 килограммов, длина равна 8.4 метрам.

Монолитная железобетонная колонна. Обустройство

На дне ямы должна быть обустроена подушка из гравия – она принимает немного нагрузки. Гладкие боковые поверхности конструкции смазывают битумом, мастикой или солидолом для снижения негативного воздействия грунта. Вокруг здания выполняют утепленную отмостку. Эти дополнительные меры необходимы для уменьшения воздействия грунта на основание.

Выбор размеров столбов зависит от применяемых материалов согласно сметной разработке. Учитываются ГОСТ и ГЭСН для каменной укладки, бута, бутобена, монолитного железобетона. Размеры столбов должны быть больше стены на 10 см. Чтобы фундамент мог выдержать, стена должна быть на середине опорной конструкции и выступать по бокам на 5 см и больше.

Стройку начинают с расчистки земельного участка. Далее выполняется разметка. Если решено построить бюджетный столбчатый фундамент своими руками, то лучше делать в конструкции горизонтальный уровень.

Для этой цели используется отвес или профессиональный инструмент. Плодородный слой почвы удаляется. Разметка выполняется по периметру, после чего устанавливают обноску. Она представляет прибитые на столбы планки.

Далее с помощью шнура обозначают ширину и периметр.

Монтаж плитного фундамента:

Начинается с устройства песчано-гравийной подушки. На дно ямы ссыпают гравий или щебень и трамбуют его.

Далее на щебёнку насыпают песок. Его следует поливать и трамбовать. Для этого используется длинный шест. Слой подушки должен позволить выйти на заданную в проекте глубину закладки монолитного основания.

При строительстве монолитного столба ставится опалубка и арматурное крепление. В качестве опалубки можно применять трубы, деревянные доски, рулоны рубероида. Надёжная конструкция опалубки сумеет выдержать раствор. Деревянная опалубка выполняется из любой древесины. Влажность пиломатериала не должна превышать 25%. Под столбчатое основание специалисты рекомендуют использовать деревянную опалубку, а не металлическую. В строительстве также применяются древесно-опилочные плиты, водоупорная фанера. Дерево имеет лучшее сцепление с бетоном и легче, чем металл.

Чтобы армировать конструкцию, применяются прутья с диаметром 15 мм. Их связывают в единую конструкцию. В некоторых случаях каркас приваривается. От элементов арматуры до краёв опалубки расстояние должно составлять около 5 см. Арматура не должна плотно прилегать к опалубке, иначе она заржавеет.

Приготовление раствора осуществляется с учётом уровня грунтовых водных потоков. Все столбы выгоняются по одному уровню. Для заливки используют такие растворы: цемент+песок, цемент+известковое тесто+песок, цемент+глиняное тесло+песок.

Чтобы предотвратить подсос влаги из почвы обязательно укладывают гидроизоляцию, учитывая нормативы ГЭСН. Подача бетона осуществляется слоями. Далее обустраивается ростверк – монолитная железобетонная рандбалка. Монолитный пояс должен иметь нужную жёсткость и быть достаточно устойчивым к воздействию здания и грунта.

Чтобы правильно обустроить пояс фундамента, применяются перемычки. Их соединяют между собой – монтажные петли связывают проволокой или сваркой.

По верху перемычек фиксируют опалубку, устанавливают металлический каркас. Далее заливается смесь из бетона.

Вся поверхность из бетонной смеси выравнивается и закрывается гидроизоляцией. Подобная мера предохраняет всю конструкцию от воздействия атмосферных осадков. Как только сооружение наберёт необходимую прочность, монтируются плиты перекрытия.

Бетонирование колонн. Технология бетонирования стен и колонн.

⇐ Предыдущая Стр 13 из 21 Следующая ⇒

При бетонировании конструкций колонн и стен максимальная высота участка, бетонируемого без перерыва, составляет для колонн 5 м, а при размере сторон сечения менее 40 см и в любых колоннах с перекрывающимися хомутами — 2 м; для стен и перегородок— 3 м, а при толщине менее 15 см—2 м. При высоте конструкций вышеуказанных значений и бетонируемых без рабочих швов следует устраивать перерывы длительностью от 40 мин до 2 ч для осадки смеси. При бетонировании высоких колонн смесь подают через концевые рукава бетоноводов или через специальные окна в опалубке. Возможна установка только трех сторон вертикальной опалубки, четвертую сторону устанавливают отдельными элементами высотой, равной высоте яруса бетонирования колонны. При бетонировании стен в вертикально скользящей опалубке необходимо выполнять следующие правила:

при начале бетонирования опалубку в течение 2,5…3,5 ч заполняют в два-три слоя на половину высоты, после чего, поднимая опалубку, проверяют на участках выходящей из-под опалубки стены отсутствие оплывов (из-за недостаточной прочности бетона) и срывов (из-за повышенного сцепления бетона с опалубкой). В дальнейшем освидетельствование проводят по высоте участков не более 10 м с необходимой корректировкой, результаты освидетельствования заносят в журнал производства работ;
уплотнять смесь начинают немедленно после ее укладки; особо тщательно ее уплотняют у опалубки, что способствует получению качественной поверхности и плотности защитного слоя бетона. Во избежание деформации опалубки не следует проводить одновременное вибрирование смеси несколькими вибраторами в пределах захватки между домкратными рамами; смесь укладывают непрерывно. В случае вынужденных перерывов во избежание сцепления бетона с опалубкой последнюю следует поднимать медленно. Перерывы между подъемами опалубки должны быть не более 8 мин;
укладку ведут равномерными слоями толщиной не более 25 см, а при толщине стен менее 20 см — слоями не более 20 см. Каждый последующий слой укладывают после окончания укладки предыдущего, но до начала его схватывания, время укладки слоя — не более 6 ч. Верхний уровень смеси должен быть ниже на 6 см верха щитов опалубки;
поднимать опалубку можно после ее заполнения бетонной смесью по всему периметру бетонируемой конструкции на одинаковую высоту. Не допускается начинать укладку последующего слоя бетонной смеси, если не окончена полностью укладка предыдущего слоя.

Можно ли заливать колонны частями. Бетонирование колонн

Бетонирование колонн

Колонна представляет собой несущее инженерное сооружение, которое кроме практической функции, выполняет также и декоративное предназначение. На сегодняшнее время колонны для обеспечения вертикальной жёсткости здания, могут быть изготовлены из металла или железобетона.

В свою очередь железобетонные конструкции, получили наибольшее распространение в связи с различного рода преимуществами. По этой причине, при изготовлении колонн своими руками, наибольшее предпочтение отдаётся изделиям из бетона. О том, как производится бетонирование колонн и будет рассказано ниже.

Бетонирование колонн

Следует сразу сказать, что изготовление бетонных колонн своими руками процесс трудоёмкий и затратный, как в физическом плане, так и в финансовом. Перед тем как начать делатьследует максимально изучить соответствующую технологию, посмотреть

Затем потребуется определиться с формой будущей колонны, поскольку она может быть: круглой, прямоугольной, либо же квадратной. Из инструментов, для изготовления колонн, в первую очередь понадобятся:

1.  Строительный уровень;
2.  Отвес;
3.  Молоток и ножовка по дереву;
4.  Болгарка;
5.  Рулетка;
6.  Бетоносмеситель;
7.  Лопаты и другие приспособления для работы с раствором.

Из материалов нужны будут:

1.  Доски для изготовления опалубки;
2.  Арматура (12мм) или металлическая сетка;
3.  Вязальная проволока;
4.  Анкерные болты;
5.  Хомуты.

Строительство колонны своими руками делится на такие этапы — армирование, установка опалубки и бетонирование собранной конструкции. Рассмотрим каждый из вышеперечисленных этапов по порядку.

Заливка бетонных колонн своими руками

Для армирования ЖБИ колонн используется арматура не менее 12 мм. Ещё перед началом сборки опалубки, собирается металлокаркас по форме квадрата, состоящий из четырёх основных прутьев по углам. Если колонна будет иметь высоту более чем 3 метра, то обязательно делаются через каждые два метра специальные отмостки.

Когда колонна имеет небольшую высоту, то металлокаркас может быть установлен в предварительно собранном виде, сразу же в опалубку, после её монтажа. Друг с другом арматура скрепляется либо вязальной проволокой, либо же специальными хомутами, предназначенными для этих целей.

Опалубка для бетонирования колонн, как правило, собирается из досок, по предварительно вымеренным внутренним размерам. Следует учитывать большую нагрузку на опалубку при заливке бетоном, поэтому раскреплять доски при её сборке требуется очень тщательно.

Обязательно с боков собранной опалубки, перед заливкой её бетонным раствором, следует установить откосные опоры. Если колонна будет иметь большую высоту, то её наращивание производится во время заливки бетоном, и также с обязательным монтажом откосных распорок.

Бетон для заливки колонн используется не такой, как например, при строительстве монолитного фундамента. Основным его параметром в данном случае является подвижность. Для большинства колонн применяется бетонный раствор с подвижностью П2, а при заливке густоармированных, используется бетон с подвижностью не менее чем П4.

Важным процессом при бетонировании колонн является утрамбовка бетонной смеси, которая производится таким специализированным оборудованием как глубинные и наружные насосы. При изготовлении же бетонных колонн своими руками, избавиться от воздушных пробок в бетоне позволяет простукивание стен опалубки молотком.

В процессе бетонирования колонн, всё время необходимо следить за тем, не сместился ли металлокаркас внутри установленной опалубки. При необходимости следует корректировать его месторасположение строго вертикально и по её центру.

Бетон для заливки колонн своими руками состоит из цемента марки не ниже чем М400, песка и гравия. Если же говорить о его пропорциях, то выглядят они следующим образом — на 1 часть цемента, требуется 1 часть песка и 4 части гравия.

Видео бетонная колонна круглая изготовление.

заливка, изготовление из бетона, фото

Колонны в конструкции здания выполняют как декоративную функцию, так и практическую – они являются важным несущим элементом здания. А поскольку по умолчанию предполагается, что опоры будут сильно нагружены, то естественно они должны быть сделаны в максимальном соответствии со всеми существующими нормами и правилами.

В этой статье мы расскажем о том, как правильно заливаются бетонные колонны, что тут важно учитывать и чего делать категорически не рекомендуется.

Фото готовых опор

Начнем с того, что разберемся в классификации этих ЖБИ и требованиям к ним.

Виды изделий

Данные конструкции разделяются, прежде всего, на такие основные категории:

1. Круглые;
2. Прямоугольные;
3. Квадратные.

Пример квадратных столбов

Кроме того имеются различия и в технологии производства.

Тип колонн:	Характеристики:
1.    Сборные.	Это конструкции, которые изготавливаются на заводах, а затем доставляются на объект и устанавливаются в нужных точках. Преимущество таких ЖБИ состоит в том, что цена на них достаточно привлекательная, а кроме того гарантирована высокая скорость работ на объекте. В основном за счет того, что не требуется ждать, когда высохнет рабочая смесь.
2.    Монолитные.	Тут все понятно из названия – данные столбы заливаются прямо на месте, в заранее подготовленную опалубку. Преимущество технологии заключается в том, что возможен максимальный контроль над качеством заливки. Недостатком тут можно назвать долгий срок изготовления, потому что и основание приходится делать, и опалубку, и каркас из металла. Кроме того потом еще нужно будет выждать пока смесь застынет.

Пример конструкции со сборными опорами

Отдельно стоит рассмотреть классификацию готовых ЖБИ такого типа – все данные предоставлены в таблице ниже.

Тип маркировки	Расшифровка
Т1	Опора применяется для фиксации консолей из бетона, которые перпендикулярны основным колоннам.
С1	Как правило, такие ЖБИ используются для монтажа решетчатых связей.
Л1	Предназначены для монтажа лестничных пролетов, которые имеют 3 марша.
Л	Делаются для связки лестниц с двумя маршами.
П	Применяются колонны там, где требуются опоры под ригель. Причем изделие ставится в тех точках, где имеется поворот общего каркаса.
СС и С	Первая маркировка означает то, что опора имеет несколько граней (2-4), которые обеспечивают надежное крепление стенок жесткости. А второй тип изделия делают для закрепления различных панелей, которые соприкасаются со стенками жесткости.
Т	Применяются Т-колонны на торцах зданий ограждающих панелей.

Исходя из таких параметров и нужно выбирать готовые сборные колонны.

Поскольку установку готовых изделий рассматривать мы не будем, а вот об устройстве монолитных опор поговорим подробно, то стоит разобраться в требованиях к таким опорам.

Заливка монолитной опоры

Требования к бетонной смеси очень простые — срок затвердения должным быть легко предсказуем, масса должна быть пластичная, а в застывшем виде прочная.

На показатель прочности влияет состав бетона, а также характеристики используемой арматуры.

В частности металл должен обладать такими свойствами:

1. Хорошей свариваемостью;
2. Низким уровнем вероятности появления коррозии;
3. Усталостной прочностью;
4. Отличным уровнем сцепления со структурой бетонной массы.

И естественно, чтобы изготовление колонн из бетона прошло успешно, необходимо учитывать и все сопутствующие факторы:

1. Этажность объекта, на котором устанавливаются опоры;
2. Назначение объекта – ведь от этого напрямую зависит уровень будущей нагрузки на колонны;
3. Тип грунта на объекте;
4. Климатические особенности региона, на котором ведется стройка.

Совет: для того чтобы изготовить по-настоящему качественную опору из железобетона, стоит ознакомиться с информацией, которая содержится в ГОСТах 23009-78, 18979-90, 25628-90 и 23899-79. В этих документах можно найти общие сведения о правильном изготовлении ЖБИ и колонн в частности.

В принципе с обзором изделий мы закончили, можно переходить непосредственно к их сборке и заливке.

Итак, краткая пошаговая инструкция по монтажу опор для зданий.

Монолитные опоры своими руками

Самодельные колонны

Прежде чем начать, стоит отметить один важный момент – рассматривать мы будем самый простой способ сборки, который спокойно можно реализовать самостоятельно. При строительстве частного дома, например.

Публиковать обзор по самостоятельной заливке столбов для строительства завода не имеет смысла, согласитесь. Как минимум потому, что все равно в одиночку справиться с таким объектом не получится – придется привлекать много высококвалифицированных специалистов, которые и сами знают, как выполняются подобные задачи.

Начнем.

Подготовительные работы и устройство основания

В принципе подготовка тут заключаются в основном в том, что нужно освободить все пространство вокруг будущих опор, чтобы была возможность быстро и качественно собирать опалубку.

А вот с фундаментом все посложнее. Как минимум потому, что бывают ситуации, когда столб нужно установить на плиту перекрытия или обычную стяжку – в этом случае фундамент почти всегда невозможно организовать.

Поступают обычно так – делают опоры с так называемой пяткой из бетона, по углам которой имеются отверстия для болтов. Этими болтами пятка крепится к горизонтальному основанию, за счет чего и удерживается вертикаль столба.

Схема крепления «пятки» к плите

Обратите внимание! Заливка колонн бетоном по такой технологии автоматически подразумевает то, что плита перекрытия или пол имеют очень высокий уровень прочности. Если, например, стяжка тонкая, а под ней рыхлый грунт, то, конечно, опора прочно стоять не будет. Поэтому обязательно учитывайте все особенности конкретного объекта.

Теперь разберемся со способом установки опоры на фундамент.

Если есть возможность углубиться в грунт и залить основание, то порядок его устройства должен быть примерно такой:

1. В земле выкапывается яма с шириной сторон метр на метр и глубиной тоже один метр (с поправкой на глубину промерзания грунта).
2. На дно засыпается щебень, который затем трамбуется.
3. Стенки и дно ямы закрываются рубероидом – это будет гидроизоляционный слой, за счет наличия которого фундамент колонны прослужит на порядок дольше.
4. На плоскости рубероида, на дне собирается горизонтальный каркас из арматуры. К этому каркасу крепятся вертикальные прутья металла, которые как бы выходят вверх (выше уровня земли) из центра ямы.

Принцип сборки арматуры

5. Дно заливается бетоном. Толщина слоя должна быть примерно сантиметров 15-20.
6. После того, как масса застынет, из оцинкованной стали делается опалубка в форме цилиндра, который ставится на дно так, чтобы вертикальные прутья оказались по его центру. Диаметр цилиндра должен быть равен диаметру будущей колонны. Допускается отклонение в большую сторону, но никак не в меньшую.
7. Внутрь цилиндра заливается бетонная смесь, а все пространство между оцинковкой и грунтом засыпается землей.

Как видите, в итоге получается своеобразная бетонная «пятка», которая и не проседает, и не кренится – ее сдерживает вес грунта вокруг цилиндра.

Процесс заливки фундамента для колонны

Обратите внимание на то, что опалубка в форме цилиндра приведена как пример – если колонна будет прямоугольная или квадратная, то опалубку соответственно можно делать такой же. То есть не из гибких материалов, а, например, из дерева.

Если фундамент готов и из него выступают по вертикали металлические прутья, то можно начинать непосредственно изготовление колонн из бетона.

Сборка металлического основания и установка бортиков

По сути, все работы, которые выполняют до заливки основного количества смеси – это монтаж металлического каркаса колонны и опалубки.

Каркас монтируется из толстой арматуры, а опалубка может состоять из, например, таких материалов:

• Из деревянных щитов и досок;
• Из листов оцинковки;
• Из пластика и т.п.

Тут важно чтобы опалубка получилась максимально ровной, чтобы потом плоскость или форму колонн не пришлось срезать, выравнивать или наращивать штукатуркой. Если получится неровно – большой беды это не принесет, но возни с отделкой однозначно добавится.

В качестве наглядного примера рассмотрим самый сложный вариант опалубки — для опор круглой формы.

Листы оцинковки для сборки опалубки

Делается каркас и окантовка примерно так:

1. К прутьям, которые выступают от фундамента, подвязывается стальной проволокой (тоже вертикально) максимально длинная арматура. Нужно сделать все так, чтобы вертикаль в итоге состояла из несколько параллельно идущих прутьев. При этом металл нельзя располагать впритык друг к другу – между линиями должно быть расстояние сантиметров в 5 как минимум.

Важно! Учитывайте и то, что арматура должна проходить на примерно одинаковом расстоянии от центра будущей колонны и от ее краев – это напрямую влияет на несущие способности изделия. Если этого не сделать, то получится что центральная ось прочная, а края слабые или наоборот.

2. Когда собран каркас нужной высоты, арматура как бы оборачивается листами оцинкованной стали, которые ставятся друг на друга. При этом перед тем, как устанавливать верхний «цилиндр» — внутри нижнего устанавливаются распорки, за счет которых линии металлического каркаса как бы фиксируются на одном месте на нужном расстоянии от краев опалубки.

Нижняя секция круглой колонны

В принципе допускается монтировать не всю опалубку сразу. То есть можно сначала поставить одну секцию, залить ее, а уже после первичного схватывания смеси смонтировать следующий уровень.

Здесь есть один трудный момент – заливка подразумевает, как правило, то, что на опалубку будет какое-то время давить жидкая смесь, которая много весит. А это означает то, что листы оцинковки может «повести», что приведет к деформации формы колонны. Поэтому старайтесь крепить листы «на совесть».

Если каркас собран и опалубка установлена, то в ее внутреннее пространство заливается бетон. После его высыхания бортики снимаются и опора, по сути, готова к дальнейшей отделке.

На этом наш обзор закончен. Теперь давайте подведем итоги.

Вывод

Мы детально разобрались в классификации колонн и в том, какими способами они могут делаться. Кроме того рассмотрели в какой последовательности и как заливаются колонны из бетона своими руками. Надеемся, что информация пригодится вам на практике.

Ну а если хотите узнать еще больше, то искренне советуем просмотреть дополнительное видео в этой статье.

Бетонирование колонн — заливка бетонных колонн своими руками

Бетонирование колонн

Содержание статьи

Колонна представляет собой несущее инженерное сооружение, которое кроме практической функции, выполняет также и декоративное предназначение. На сегодняшнее время колонны для обеспечения вертикальной жёсткости здания, могут быть изготовлены из металла или железобетона.

В свою очередь железобетонные конструкции, получили наибольшее распространение в связи с различного рода преимуществами. По этой причине, при изготовлении колонн своими руками, наибольшее предпочтение отдаётся изделиям из бетона. О том, как производится бетонирование колонн и будет рассказано ниже.

Бетонирование колонн

Следует сразу сказать, что изготовление бетонных колонн своими руками процесс трудоёмкий и затратный, как в физическом плане, так и в финансовом. Перед тем как начать делать жби колонны следует максимально изучить соответствующую технологию, посмотреть видео в интернете и подготовить необходимый для данной работы инструмент.

Затем потребуется определиться с формой будущей колонны, поскольку она может быть: круглой, прямоугольной, либо же квадратной. Из инструментов, для изготовления колонн, в первую очередь понадобятся:

1.  Строительный уровень;
2.  Отвес;
3.  Молоток и ножовка по дереву;
4.  Болгарка;
5.  Рулетка;
6.  Бетоносмеситель;
7.  Лопаты и другие приспособления для работы с раствором.

Из материалов нужны будут:

1.  Доски для изготовления опалубки;
2.  Арматура (12мм) или металлическая сетка;
3.  Вязальная проволока;
4.  Анкерные болты;
5.  Хомуты.

Строительство колонны своими руками делится на такие этапы — армирование, установка опалубки и бетонирование собранной конструкции. Рассмотрим каждый из вышеперечисленных этапов по порядку.

Заливка бетонных колонн своими руками

Для армирования ЖБИ колонн используется арматура не менее 12 мм. Ещё перед началом сборки опалубки, собирается металлокаркас по форме квадрата, состоящий из четырёх основных прутьев по углам. Если колонна будет иметь высоту более чем 3 метра, то обязательно делаются через каждые два метра специальные отмостки.

Когда колонна имеет небольшую высоту, то металлокаркас может быть установлен в предварительно собранном виде, сразу же в опалубку, после её монтажа. Друг с другом арматура скрепляется либо вязальной проволокой, либо же специальными хомутами, предназначенными для этих целей.

Опалубка для бетонирования колонн, как правило, собирается из досок, по предварительно вымеренным внутренним размерам. Следует учитывать большую нагрузку на опалубку при заливке бетоном, поэтому раскреплять доски при её сборке требуется очень тщательно.

Обязательно с боков собранной опалубки, перед заливкой её бетонным раствором, следует установить откосные опоры. Если колонна будет иметь большую высоту, то её наращивание производится во время заливки бетоном, и также с обязательным монтажом откосных распорок.

Бетон для заливки колонн используется не такой, как например, при строительстве монолитного фундамента. Основным его параметром в данном случае является подвижность. Для большинства колонн применяется бетонный раствор с подвижностью П2, а при заливке густоармированных, используется бетон с подвижностью не менее чем П4.

Важным процессом при бетонировании колонн является утрамбовка бетонной смеси, которая производится таким специализированным оборудованием как глубинные и наружные насосы. При изготовлении же бетонных колонн своими руками, избавиться от воздушных пробок в бетоне позволяет простукивание стен опалубки молотком.

В процессе бетонирования колонн, всё время необходимо следить за тем, не сместился ли металлокаркас внутри установленной опалубки. При необходимости следует корректировать его месторасположение строго вертикально и по её центру.

Бетон для заливки колонн своими руками состоит из цемента марки не ниже чем М400, песка и гравия. Если же говорить о его пропорциях, то выглядят они следующим образом — на 1 часть цемента, требуется 1 часть песка и 4 части гравия.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Заливаем колонны бетоном

При заливке колонн бетоном в начале производятся работы по армированию.

Устанавливаем арматурные пруты, диаметром от 12мм  в форме квадрата ( по углам). Эти пруты устанавливаются вертикально, их ещё называют стержнями колонны. Для удобства монтажа арматурного каркаса через каждые 2м высоты устанавливаются помосты с ограждениями.

Монтаж каркаса осуществляются несколькими способами.

При относительно небольших массах и габаритах будущей колонны каркас можно перекантовать  до корпуса опалубки. Если каркас получается тяжелым (такое возможно при использовании арматуры диаметром от 16мм), то эффективнее собрать отдельно только основание, а скреплять его уже на месте заливки. При проведении перевязки или сварки на свариваемых стержнях стоять запрещено. При сварке удобнее всего использовать переносной сварочный аппарат. Выбрать сварочный инвертор можно тут. Сваривают арматурины между собой можно и проволокой, на расстоянии 40-50см. Для таких целей можно использовать специальный пистолет для связки арматуры.

Устанавливаем опалубку.

Для начала собираем корпус опалубки.  Особое внимание стоит уделить его креплению. Закрепляется опалубка при монтаже со всех сторон будущей колонны ( при типовой колонне — с четырех).

Монтируем распорки из дерева с каждой стороны будущей колонны. Если колонна получается высокой, то применяют немного другой метод. Корпус короба монтируют с трех сторон, а последнюю наращивают уже непосредственно при бетонировании. При монтаже короб выставляется по уровню и скрепляется шурупами. По бокам монтируются уголки, чтобы выдержать прямой угол 90 градусов.

Процесс бетонирования.

Один из самых главных параметром при заливке бетоном колонн является подвижность бетонной смеси. Под подвижностью подразумевается возможность бетона распределяться под давлением своей массы. Чтобы измерить подвижность применяют конус для бетона. Он заполняется бетоном послойно. После чего его поднимают и смесь оседает под своим весом. На сколько сильно просядет конус, такую подвижность можно присвоить подвижность. Различают подвижные и жесткие бетонные смеси. Подвижность маркируется буквой “П” и цифрой от 1 до 5.

 

Осадка	Обозначение
До 4см.	П1
До 9м	П2
От 10см до 15см	П3
От 16см до 21см	П4
Более 22см	П5

При заливке колонн используют бетон П2 или П3. А при большом количестве арматуры – П4 или П5( литой бетон). Он отлично подходит при заливке в опалубку, без использования глубинного вибратора с гибким валом. По мере заливки подвижность увеличивается.

Заливка производится при помощи бетононасоса или бадьи для бетона рюмка или как её ещё называют колокольчик. Для этого с бадьи снимается лоток, и на его место устанавливается воронка. На ней хомутом устанавливаем брезентовый рукав для заливки бетона. И его свободный конец кладем в опалубку.

Заливка выполняется послойно. Слои идут горизонтально и СТРОГО в одном направлении. По мере наполнения, смесь необходимо тщательно уплотнить, удалив излишки воздуха из смеси. Для этого смесь равномерно по всему объему протыкается при помощи металлического прута. После этого, необходимо пройтись вибратором. Обязательно проследите, чтобы он был заземлен.

Если купить глубинный вибратор с гибким валом нет возможности, то можно периодически постукивать  по опалубке молотком или резиновой киянкой. В процессе обязательно следите, чтобы опалубка никуда не “ушла”, и каркас из арматуры всегда оставался строго по центру.

 

Состав бетонной смеси: 1 часть цемента М400, 2 части песка, 4 части гравия или щебенки ( крупность от 20мм), и вода. Количество воды берется из расчета получения однородной массы. Когда колонна залита, к ней при помощи анкеров крепится арматура.

Снимаем опалубку.

Когда бетон наберет полную прочность опалубку снимают. Обычно полная прочность бетонных смесей достигается в период от 20 до 25 календарных дней при соблюдении оптимальных условий застывания.

Сборные железобетонные колонны

Modern Precast home> Продукция> Колонны

Колонны из сборного железобетона имеют модульную конструкцию и могут иметь разную высоту. Ширина составляет 12 дюймов, 18 дюймов и 24 дюйма. Колонны не являются конструктивными, но могут использоваться как таковые только после того, как инженер-строитель приспособил их к зданию.

Полуколонны также могут быть использованы против здания, что может внести разнообразие в архитектурный дизайн.

На нашей странице размеров столбцов представлена ​​более подробная информация о каждом размере. (Размеры по длине номинальные.)

Цвет колонки

Колонны доступны в этих стандартных цветах и ​​других желаемых цветах. Цвета могут отличаться в зависимости от разрешения монитора.

Цвета смешаны с белым цементом

Белый	Миндаль	Крем
Ясень	Желтый безопасный

Цвета смешаны в сером цементе

Обычный	Серый шифер	Древесный уголь
Пыльно-бежевый	Желудь	Орех
Орешник	персик	Абрикос
Adobe	Розово-серо-коричневый	Красная глина

Сорта бетона для фундаментов, плит, колонн и балок, объясненные

Разные пропорции одних и тех же четырех ингредиентов дают разные по прочности бетонные смеси для конструктивных и неструктурных частей здания

Немного отредактированная расшифровка:
Бетон представляет собой смесь цемента, песка, заполнителя и воды, которая со временем затвердевает.Когда мы меняем пропорцию этих компонентов, соответственно изменяется и прочность бетона.

Возьмем, к примеру, строительство.

В зданиях есть различные конструктивные элементы, такие как фундаменты, колонны, балки, плиты. В зависимости от типа и высоты здания прочность бетона, необходимая для возведения этих элементов, изменяется, поэтому необходимо выбирать правильную марку бетона для каждого элемента конструкции.

Марка бетона — это не что иное, как прочность конкретной бетонной смеси: цемента, песка, заполнителя и воды через 28 дней.

Марка бетона обозначается буквой M, что означает смесь. Например, марка M5 имеет пропорции 1: 5: 10, где один — цемент, пять — песок и десять — крупный заполнитель, в зависимости от объема или веса материалов.

По крайней мере, три бетонных куба размером 150 мм x 150 мм x 150 мм отливают для каждой смеси при температуре 27 градусов Цельсия, и они испытываются в лаборатории через 28 дней. Рассчитывается средняя прочность, и это прочность бетона для данной конкретной смеси.

Почему 28 дней? Прочность бетона на сжатие быстро увеличивается с течением времени и относительно быстро снижается. Он достигает 40 процентов прочности за три дня, 90 процентов прочности за 14 дней и 99 процентов прочности за 28 дней.

Бетон быстро набирает прочность в первые дни — 90 процентов всего за 14 дней — а после этого бетон набирает только 9 процентов прочности в следующие 14 дней. Таким образом, скорость набора силы снижается. Поскольку бетон набирает 99 процентов прочности за 28 дней, он близок к своей конечной прочности, поэтому мы используем эту прочность в качестве основы для нашего проектирования и оценки.

Возвращаясь к маркам бетона, в таблице показано соотношение цемента, заполнителя, песка и воды в различных марках бетона. Для марки M5 пропорция смеси 1: 5: 10. Требуемое количество воды — 60 литров.

Таким же образом можно увидеть пропорции смеси для других марок бетона до M25. Номинальная смесь до M25 может быть приготовлена ​​для мелкомасштабного строительства с невысоким расходом бетона. Для марок M 30 и выше следует использовать Design Mix.

Вы можете видеть, что по мере увеличения прочности бетона содержание цемента остается постоянным, но содержание песка, заполнителя и воды уменьшается. Если добавить в бетон больше воды, его прочность снизится, и наоборот. Еще одна вещь, которую я наблюдал в большинстве случаев: марка бетона фундамента и колонн выше, чем у плит и балок. Обратите внимание, что это не общее правило, поэтому я сказал «в большинстве случаев».

Почему?

• Фундаменты и колонны являются элементами сжатия, а балки и плиты — элементами растяжения.
• Нагрузка должна передаваться от плит к балкам, балок на колонны и колонн на фундаменты.
• Снижение марки бетона для перекрытий и балок экономично.

Итак, друзья, я надеюсь, вы поняли, что такое бетон различных марок и их применение.

— Это видео с Engineering Motive, изящного небольшого инженерного канала на YouTube.

Вибробетонные колонны | Keller North America

Этот метод включает строительство бетонных колонн с забойным вибрационным зондом для передачи нагрузок через слабые пласты на твердый нижележащий пласт.

Процесс

Забойный скважинный вибрационный зонд продвигается через слабые пласты к нижележащим твердым пластам. Зернистые несущие грунты уплотняются вибратором. Затем бетон перекачивается через трубу с нижней подачей. Вибратор поднимается и опускается несколько раз на глубину опоры для создания расширенного основания. Затем вибратор поднимается на поверхность, поскольку бетон заполняет пустоту, созданную вибратором во время извлечения. Как правило, вибратор также повторно проникает в верхнюю часть колонны, образуя увеличенный напор, который может перекрываться платформой для разгрузки почвы, армированной георешеткой.

Преимущества

Универсальный метод улучшения почвы, который можно адаптировать к широкому спектру почвенных условий и требований фундамента

Предлагает экономичное решение для улучшения почвы

Может проводиться практически на любую глубину

Относительно быстрое выполнение, поэтому последующие строительные работы могут последовать очень быстро

Улучшение почвы позволяет использовать стандартные мелкие опоры, что может привести к экономии

Чрезвычайно тихий и низкий уровень вибрации

Во время процесса необходимо удалить лишь небольшое количество почвы, что позволяет избежать затрат на удаление грунта, связанных с непрерывным лопаточным шнеком и системами буронабивных свай

Гарантия качества

Виброустановки

могут быть полностью оснащены бортовой системой сбора данных.Данные системы, такие как сила тока и скорость подъема, затем могут быть записаны и отображены в реальном времени вместе с заданными целевыми значениями на мониторе в кабине. Этот мониторинг позволяет оператору корректировать любые отклонения в режиме реального времени в процессе строительства, чтобы поддерживать виброуплотнение в рамках проектных спецификаций.

«Сейсмические свойства пустотелых бетонных колонн» Райана Бека

Отдел

Гражданская, строительная и экологическая инженерия

Абстрактные

Пустотные железобетонные колонны в прошлом использовались вместо их сплошных аналогов при строительстве мостов.Эти пустотелые колонны имеют несколько преимуществ по сравнению со сплошными колоннами, включая уменьшение вертикальной нагрузки, прикладываемой к фундаменту, а также снижение сейсмической массы. Несмотря на преимущества полых железобетонных колонн, мало что известно об эффективности поперечной арматуры для ограничения бетона в этих колоннах, когда предусмотрен только один слой поперечной арматуры.

Целью этого исследования является разработка процедур проектирования и методов моделирования, которые могут точно описать поведение полых колонн с одним слоем поперечной арматуры.Для достижения этой цели был проведен обзор предыдущих исследований, и результаты были использованы для предложения корректировки существующей замкнутой бетонной модели. Затем была описана методика моделирования полых колонн, в которой используется предложенная корректировка модели ограничения. Модель была проверена с использованием тестовых образцов, представленных в предыдущем исследовании, и было обнаружено, что она обеспечивает консервативную оценку отклика этих столбцов.

Экспериментальные испытания полых круглых и квадратных колонн с одним слоем поперечной арматуры были выполнены для лучшего понимания поведения полых колонн, а также для обеспечения дальнейшей проверки предложенной модели.Результаты испытаний показали, что полые образцы с низкой осевой нагрузкой, малыми требованиями к изгибу и достаточной толщиной стенки могут давать ограниченный пластичный отклик. Кроме того, было обнаружено, что эффекты сдвига могут быть более значительными в полых колоннах, чем в эквивалентных сплошных колоннах.

Обзор литературы и экспериментальная программа демонстрируют, что полые колонны могут достигать отклика, очень похожего на реакцию сплошной колонны с такими же внешними размерами и деталями армирования, если полая колонна спроектирована соответствующим образом.Предлагается рекомендованная процедура проектирования, которая обеспечивает простую оценку необходимой толщины стенки для достижения пластичного отклика для полых колонн с одним слоем поперечной арматуры. Модифицированный метод анализа включен в эту процедуру проектирования, обеспечивая руководство по проектированию и анализу этих полых колонн.

Рекомендуемое цитирование

Бек, Райан, «Сейсмическое поведение пустотелых бетонных колонн» (2014). Дипломные работы и диссертации .14108.
https://lib.dr.iastate.edu/etd/14108

Рейтинг огнестойкости для бетонных колонн Sitecast

Страниц

Sitecast Concrete 118-119 Двусторонняя плоская плита

Sitecast Concrete 120-121 Двусторонняя плоская плита

Sitecast Concrete 122-123 Waffle Slab

ВАРИАНТЫ РАЗМЕРА КОЛОННЫ

ВАРИАНТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОЛОННЫ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 99019 9190 ПЕРЕСЕЧЕНИЯ 9019

15 метров

СТОЛБЫ SITECAST	БЕТОН — ВЫСОКИЙ

4 «12» 20 «28» 36 «

100 мм 300 мм 500 мм 700 мм 900 мм Номинальный размер квадратной колонны

4 «12» 20 «28» 36 «

100 мм 300 мм 500 мм 700 мм 900 мм Номинальный размер квадратной стойки

Верхняя диаграмма предназначена для бетонных колонн высотой до 12 футов (3.7 м) высотой. Для нормальных нагрузок читайте в верхней части сплошной области. Для тяжелых грузов читайте в нижней части. Для легких нагрузок читайте на открытом месте.

■ Измерьте высоту колонны от верха пола ниже до нижней стороны балки или плиты выше (не от пола до пола).

■ Для прямоугольных столбцов выберите столбец равной площади. Для круглых столбцов используйте диаметр столбца на 25% больше, чем размер квадрата.

■ Для колонн, расположенных по периметру здания или являющихся частью жесткой каркасной системы, читайте в нижней части сплошной области.дюймов (13 мм).

■ Общая площадь притока — это общая площадь крыш и перекрытий, поддерживаемых колонной.

Нижняя диаграмма предназначена для колонн с высотой без подпорок более 12 футов (3,7 м). Используйте больший из двух размеров, указанных в обеих таблицах на этой странице. Типичные столбцы указаны на верхней кривой. Для колонн на первом этаже здания, где нижние концы не ограничены, читайте на нижней кривой.

■ Для прямоугольных столбцов считайте из этой диаграммы, используя наименьшую размерность столбца.Для круглых столбцов считайте из этой таблицы, используя диаметр столбца, и уменьшите указанную высоту на 15%.

шт

а от

Бетонные несущие стены Sitecast могут использоваться в качестве основного несущего элемента в конструкционной системе или могут быть составной частью многих других систем. Некоторые из наиболее распространенных применений для бетонных стен включают строительство ниже уровня земли, строительные несущие элементы и стены со сдвигом в стальных или бетонных каркасных конструкциях.

лучших колонн и стен за счет эффективного уплотнения | Журнал Concrete Construction

В отличие от вибрации плит и балок, вибрация колонн и стен в большинстве случаев требует удержания вибратора только в вертикальном положении.Таким образом, только сила тяжести заставляет бетон обтекать арматуру, вытесняя захваченный воздух. Поскольку воздух легче выходит через неуплотненный бетон, крайне желательно избегать прохождения вибратора через бетон, только что нанесенный в колонну. Поэтому рекомендуется начинать процесс уплотнения с опускания вибратора на нижнюю часть опалубки, размещения бетона поверх него и медленного вытягивания его вверх через только что нанесенный бетон.Другая трудность в укреплении вызвана плотным армированием у основания колонны, в котором основание имеет арматуру мата, идущую в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Поэтому хорошей практикой является запретить поспешную укладку и уплотнение свежего бетона на более чистом участке основания; убедиться, работая и наблюдая, что бетон уплотняется на основании (не утекает слишком быстро), плотно набивается на внутренние поверхности дюбелей и начинает просачиваться через них; воткнуть вибратор в нижнюю часть бетона, которая опирается на нижние стержни, заставляя бетон течь через стержни и уплотняя его под ними; и продолжать укладку и укрепление до тех пор, пока бетон всего основания не будет доведен до того же уровня, что и внутри клетки дюбелей, следя за тем, чтобы бетон полностью окружал сталь и сцеплялся с ней.Для укладки свежего бетона для стен и перегородок на стену пластиковую массу следует распределить равномерно. В противном случае, если просадка будет высокой, бетон потечет, и крупный заполнитель отделится от раствора и вызовет образование сот. Такой поток может быть особенно заметен, когда глубина мокрого текучего бетона становится менее чем в два или три раза больше номинального размера крупного заполнителя. Эффективный способ исправить этот тип сегрегации — использовать сухую смесь, которая не будет так легко течь.Использование такой сухой смеси позволяет, кроме того, раньше снимать и повторно использовать стеновые опалубки.

границ | Осевое сжатие коррозионных бетонных колонн, усиленных щелочно-активированными оболочками из шлакового ферроцемента

Введение

Коррозия арматуры стала основной причиной деградации железобетонных конструкций в коррозионных средах (Roberge, 1999). Это привело к серьезным структурным проблемам, таким как уменьшение площади поперечного сечения арматуры и ухудшение связи между бетоном и арматурой.Из-за значительного увеличения объема ржавчины возникает растягивающее напряжение, которое приводит к трещинам и отслаиванию бетонного покрытия. Коррозия арматуры снижает несущую способность и пластичность элементов и угрожает безопасности железобетонных конструкций (Meda et al., 2014). Для восстановления несущей способности и продления срока службы конструкций необходимо разработать эффективные и экономичные методы усиления.

В последние годы для усиления корродированных конструкций были предложены различные материалы и методы, такие как бетонная оболочка, стальная оболочка, обертывание из армированного волокном полимера (FRP) и ферроцемент.Бетонная оболочка — это эффективный метод укрепления при невысокой стоимости. Это увеличивает площадь поперечного сечения и обеспечивает дополнительную несущую способность для бетонных элементов (Li et al., 2009; Liu, 2009; Meda et al., 2016). Однако этот метод уменьшает полезную площадь зданий и требует больших затрат времени на строительство. По сравнению с бетоном сталь обладает такими преимуществами, как высокая прочность, небольшая толщина, простой и быстрый монтаж, и поэтому широко используется. Peng et al. (2015) и Ли и др. (2013) усилили корродированные RC-балки путем скрепления болтами и склеивания стальных пластин толщиной 3–5 мм соответственно.Усиление эффективно улучшило несущую способность и пластичность, а также уменьшило прогиб балок в середине пролета. Однако этот метод упрочнения не учитывает долговечность стальных рубашек в среде, загрязненной хлоридами. FRP водонепроницаем и химически инертен к хлоридной агрессии, что гарантирует долговечность усиленных конструкций (Lee et al., 2000; Kashi et al., 2017). Укрепление FRP обычно достигается путем обертывания колонн или скрепления растянутой области балок и плит.Это может значительно повысить нагрузочную способность и сейсмические характеристики корродированных элементов (Tastani and Pantazopoulou, 2004; Triantafyllou et al., 2017). Аль-Саиди и др. (2010) и Хаддад (2016) усилили корродированные балки с простой опорой, склеив листы FRP на нижней части балок. Изгибная способность и жесткость балок увеличиваются с увеличением слоев FRP. FRP может также увеличить прочность на сжатие и пластичность корродированных колонн RC за счет бокового ограничения без изменения осевой жесткости (Pantazopoulouet al., 2001; Джоши и др., 2015). Однако FRP быстро теряет свою прочность при умеренной температуре, потому что матрица смолы переходит в вязкое текучее состояние при температурах от 60 до 80 ° C (Комитет ACI 440, 2002). Механический вклад рубашек из стеклопластика следует игнорировать, когда колонны из стеклопластика подвергаются огню (Han et al., 2006). Низкая огнестойкость FRP ограничивает его применение в зданиях. В качестве альтернативы ферроцемент имеет большой потенциал для укрепления конструкций. Ферроцемент представляет собой тонкий цементный композит, армированный слоями сеток малого диаметра (Комитет ACI 549, 1997).Обладая защитой цементного покрытия, ферроцемент хорошо работает в условиях пожара и агрессивных сред. Сетки из ферроцемента способствуют сдерживанию трещин и улучшают прочность на разрыв и пластичность. Jayasree et al. (2016) исследовали влияние ферроцементных рубашек на изгиб корродированных RC-балок. Ферроцемент с фракцией ячеек 1,2% по объему может увеличить способность к изгибу на 39% в балках со степенью коррозии 10%. Усиленные балки даже достигли большей предельной нагрузки и жесткости, чем некорродированные.Кондрайвендхан и Прадхан (2009) исследовали удержание ферроцемента на цилиндрических образцах бетона. Ферроцемент эффективно увеличивает прочность на сжатие, а также осевую и радиальную деформацию бетонных образцов. Чем ниже была прочность на сжатие основного бетона, тем выше было усиление ферроцемента.

Традиционный ферроцемент использует портландцемент в качестве материала основы. Однако цемент потребляет много ископаемого топлива и выделяет большое количество парниковых газов в атмосферу во время производства.Одна тонна углекислого газа выбрасывается на каждую тонну произведенного цемента (Roy, 1999). Напротив, ААС — это экологически чистый материал с меньшим энергопотреблением. В качестве сырья он использует доменный шлак, промышленные отходы производства чугуна, и может развивать прочность, сравнимую с портландцементом. Строительный раствор AAS может достичь прочности на сжатие 82,9 и 94,5 МПа через 7 и 28 дней соответственно (Fang et al., 2020). Помимо высокой прочности, AAS демонстрирует выдающуюся стойкость к химическому воздействию и защиту армирования.Shi (2003) проверил глубину коррозии пасты AAS, погруженной в азотную и уксусную кислоты со значением pH 3,0. Результаты испытаний показали, что образцы ААС корродировали медленнее, чем цементные в растворе кислоты. Pu (2010) ускорял коррозию стальных стержней, встроенных в бетон, с использованием цикла сушки-смачивания. Вызванная коррозией потеря массы стержней составила 0,18% в бетоне AAS после 75 циклов, тогда как в цементном бетоне эта цифра увеличилась до 1,9% только после 45 циклов.

Обладая превосходными механическими характеристиками, долговечностью и экологичностью, ферроцемент на основе ААС продемонстрировал свой огромный потенциал в укреплении корродированных колонн RC в предыдущих исследованиях.Усиленные колонны значительно улучшились как по грузоподъемности, так и по пластичности при различных уровнях эксцентриситета (Fang et al., 2017). В этом исследовании основное внимание уделяется влиянию ферроцементных рубашек AAS на осевое сжатие корродированных колонн RC. С этой целью были проведены прямые испытания на растяжение для оценки характеристик растяжения ферроцемента AAS. Образцы колонн RC были подвергнуты искусственно ускоренной коррозии и впоследствии укреплены путем обертывания стержневого бетона оболочкой из ферроцемента AAS.Испытания на осевое сжатие проводились на контрольных, корродированных и упрочненных образцах. Результаты испытаний были использованы для оценки повреждений, вызванных коррозией, и эффективности предложенного метода упрочнения.

Материалы и эксперименты

Испытание на прямое растяжение на ферроцементе AAS

В этом исследовании ферроцементные оболочки AAS использовались для улучшения характеристик сжатия корродированных колонн за счет их прилегания к бетонной сердцевине. Для количественной оценки удержания в этом разделе были оценены характеристики растяжения ферроцемента AAS с различными слоями SSWM.ААС с содержанием щелочи 3% от массы шлака, модулем упругости 0,95, коэффициентом песчанистого шлака 2,0 и коэффициентом водного шлака 0,44 был принят в качестве материала подложки для образцов строительного раствора и ферроцемента. SSWM с размером сетки 8,5 мм и диаметром проволоки 1,0 мм был принят в качестве арматуры. Были подготовлены пять групп образцов, включая сетку, раствор и ферроцемент с одним, двумя и четырьмя слоями SSWM. В каждой группе было по три экземпляра. Размеры образцов показаны на рисунке 1. Образцы имели поперечное сечение 30 мм × 12.7 мм в середине и увеличенные поперечные сечения с обоих концов. Для сетчатых образцов один слой SSWM был залит в строительный раствор AAS на каждом конце, чтобы облегчить зажим SSWM в приспособлении.

РИСУНОК 1 . Схематическое изображение образца ферроцемента и испытания на растяжение (единицы измерения: мм).

Образцы выдерживали в воде в течение 28 дней, а затем подвергали прямому испытанию на растяжение. Осевая нагрузка прикладывалась через приспособления, прикрепленные к увеличенным концам образцов. Концы приспособлений были соединены с шаровыми шарнирами, чтобы избежать эксцентриситета.Скорость нагрузки при испытании на растяжение составляла 1,0 мм / мин. Осевая деформация измерялась парой алюминиевых креплений с измерительной длиной 80 мм. Относительное смещение между креплениями регистрировалось парой линейных переменных дифференциальных трансформаторов, как показано на рисунке 1.

Подготовка образцов колонки

Были подготовлены десять образцов колонки RC, включая один контрольный образец, четыре корродированных и пять усиленных ( Таблица 1). Образцы имели высоту 900 мм и поперечное сечение 200 мм × 200 мм.Бетонное покрытие основной арматуры составляло 38 мм. Деформированные стержни диаметром 12 мм (T12) и гладкие стержни диаметром 6 мм (R6) использовались в качестве основных усилителей и хомутов, соответственно. Измеренный предел текучести стержней T12 и R6 составил 550 и 477 МПа соответственно. Расстояние между стременами на средней высоте образца составляло 150 мм. Стремена были усилены на обоих концах образцов, чтобы предотвратить разрушение на концевых участках. Основная арматура и стремена были защищены эпоксидной смолой с обоих концов корродированных и усиленных образцов (рис. 2).Образцы были отлиты горизонтально и выдержаны в воде в течение 28 дней. Прочность на сжатие бетона ( f _cu ) были испытаны при испытании образцов колонны.

ТАБЛИЦА 1 . Детали образцов колонн.

РИСУНОК 2 . Схематическое изображение образца колонки (единицы измерения: мм).

Искусственно ускоренная коррозия образцов колонны

После отверждения девять образцов, за исключением контрольного, подверглись искусственно ускоренной коррозии.Объективные степени коррозии, т. Е. Потеря массы основных арматур, вызванная коррозией, составила 10% и 20% (таблица 1). Образцы колонок погружали в раствор хлорида натрия с концентрацией 5%. В раствор закачивали воздух для подачи кислорода для реакции коррозии. Основная арматура и раствор хлорида натрия были подключены к аноду и катоду источника постоянного тока соответственно. Электрический ток 0,68 А поддерживался постоянным на протяжении всего испытания. Согласно закону Фарадея, эта схема коррозии может обеспечить потерю массы арматуры со скоростью 0.476% в день, а общие потери 10% и 20% с периодами тестирования 21 и 42 дня соответственно. Фактическая потеря массы была подтверждена после испытания на ускоренную коррозию.

Схемы усиления

Были использованы четыре различных схемы усиления, названные S0N, S2, S2N и S4. S0, S2 и S4 представляют собой оболочку из миномета AAS и оболочку из ферроцемента AAS с двумя и четырьмя слоями SSWM соответственно. N означает замену проржавевших хомутов на новые. Объемные доли ρ _v поперечной арматуры в схемах S0N, S2, S2N и S4, т.е.е. объемное отношение поперечных сеток или новых хомутов к колонке составляло 0,245%, 0,266%, 0,511% и 0,532%, соответственно (Таблица 1). Как показано на Рисунке 3, работы по укреплению состояли из следующих этапов: 1) Бетонное покрытие было снято, чтобы обнажить арматуру. Бетон, контактирующий с корродированной арматурой, также был расточен. Ржавчину на поверхности арматуры очищали щеткой из стальной проволоки. 2) Корродированные хомуты заменены на новые сварные хомуты в схемах S0N и S2N. 3) Бетон сердечника был обернут SSWM в схемах S2, S2N и S4.ССВМ нахлестывалась на конце длиной 120 мм. 4) Основной бетон был демпфирован. Раствор AAS был залит на основной бетон с помощью деревянной опалубки. 5) Опалубка была демонтирована через 24 часа после заливки. Куртку ААС смочили и обернули полиэтиленовой пленкой на 14 дней. После упрочнения образцы сохранили свой первоначальный размер. Крышки из пенополистирола были размещены на обоих концах усиленных образцов, чтобы предохранить оболочки из ферроцемента от нагрузки при осевом сжатии (рис. 2).

РИСУНОК 3 . Укрепляющие процедуры.

Испытания на сжатие образцов колонны

Тензодатчики были установлены на основной арматуре и хомутах на средней высоте образцов. Они были защищены водонепроницаемым клеем и бутиловой лентой от повреждений при литье и искусственно ускоренной коррозии. Две пары LVDT были соединены со стержнями из нержавеющей стали, предварительно залитыми в бетон, для измерения осевой деформации образцов. Испытания на осевое сжатие были проведены на образцах A0, A10, A20, A10S2, A20S0N, A20S2, A20S2N и A20S4.Обе торцевые поверхности образцов были покрыты гипсом. Осевая нагрузка прикладывалась со скоростью 0,1 и 0,05 мм / мин на предпиковом и постпиковом этапах соответственно. Испытания на сжатие были прекращены, когда грузоподъемность снизилась до 85% от максимальной.

Результаты и обсуждение

Характеристики прочности при растяжении ферроцемента AAS

Виды разрушения образцов сетки, раствора AAS и ферроцемента при прямом растяжении показаны на рис. 4. Образцы строительного раствора внезапно разрушились после образования первой поперечной трещины.В отличие от образцов раствора, ферроцементные образцы могут выдерживать растяжение после растрескивания. Трещины непрерывно образовывались с увеличением нагрузки. Чем больше было слоев SSWM, тем плотнее были трещины. После того, как образцы ферроцемента достигли предела текучести, дальнейшего увеличения количества трещин не наблюдалось. Вместо этого существующие трещины расширились, что сопровождалось скалыванием и растрескиванием раствора. Образцы потеряли несущую способность из-за разрушения SSWM на растяжение. Образцы ферроцемента и сетки вышли из строя из-за разрушения стальной проволоки в точках сварки.Это потому, что сетки были сделаны из стальной проволоки, сваренной друг с другом с помощью сварки давлением. Проволока имеет меньшую площадь поперечного сечения в точках сварки и поэтому легко ломается при растяжении.

РИСУНОК 4 . Режимы разрушения образцов при прямом растяжении.

Зависимость осевой нагрузки от деформации образцов показана на рисунках 5A, B. Нагрузочно-деформационные кривые сетчатых и ферроцементных образцов состояли из трех этапов. Первый этап был примерно линейным.Когда пластическая деформация достигла 0,2%, образцы перешли на вторую стадию, стадию текучести, на которой образцы сетки и ферроцемента показали отличную пластичность. Благодаря свойствам деформационного упрочнения SSWM образцы ферроцемента показали растущую прочность после деформации. После того, как образцы достигли максимальной нагрузки, проволока из нержавеющей стали непрерывно разрушалась, и на последней стадии ее несущая способность резко ухудшалась.

РИСУНОК 5 . Взаимосвязь осевой нагрузки и деформации сетки, раствора ААС и ферроцемента. (A) Образец сетки и раствора AAS и (B) Образец ферроцемента AAS. A10M.

По сравнению с сетчатыми образцами ферроцемент с одним слоем SSWM показал лучшие показатели как по пределу текучести, так и по пиковому пределу прочности. Сетка достигала максимального напряжения только в трещинах в образце ферроцемента, тогда как в образце с сеткой это происходило по всей ее длине. Таким образом, сетчатые образцы демонстрировали большую деформацию, чем образцы из ферроцемента, при том же уровне нагрузки. Кроме того, все точки сварки сетчатых образцов подвергались максимальному напряжению.Образцы сеток имели более высокую вероятность разрушения в точках сварки. Это объясняет тот факт, что образцы ферроцемента с одним слоем SSWM имели более высокую пиковую прочность, чем сетчатые.

Пропорциональное увеличение грузоподъемности наблюдалось при увеличении слоев SSWM (Таблица 2). Когда количество SSWM увеличилось до двух и четырех слоев, образцы достигли двукратного и четырехкратного улучшения как предела текучести, так и максимальной прочности, соответственно. Растрескивающая нагрузка ферроцемента была в основном связана с прочностью раствора на разрыв, тогда как текучесть и пиковая нагрузка зависели от ячеек в ферроцементе.Растрескивающую нагрузку ( P _{cr, f} ), нагрузку текучести ( P _{y, f} ) и пиковую нагрузку ( P _{u, f} ) ферроцемента AAS при растяжении, таким образом, можно предсказать с помощью следующие уравнения:

, где f _{t, m} — предел прочности образцов раствора. A _f и A _ss — это площадь поперечного сечения ферроцемента и SSWM, соответственно. f _{y, ss} и f _{u, ss} — это предел текучести и предел прочности сетчатых образцов соответственно.Прогнозируемые P _{cr, f} , P _{y, f} и P _{u, f} приведены в таблице 2. Прогнозируемые результаты немного ниже экспериментальных значений. Это потому, что уравнение. 1 не учитывает вклад сеток, а уравнения 2 и 3 не отражают влияние раствора между трещинами при деформации и разрушением сеток.

ТАБЛИЦА 2 . Результаты экспериментов и прогнозы прочности на растяжение ферроцемента AAS

Потери массовых и механических свойств корродированной арматуры

Ускоренная коррозия привела к появлению явных продольных трещин в образцах колонн.Продукты коррозии выходили через трещины и загрязняли поверхность образцов (рис. 6А). Для оценки степени коррозии стремена и основные усиления на средней высоте образцов A10M и A20M были удалены. На стременах и основной арматуре наблюдалась серьезная точечная коррозия (Рисунки 6B, C). Коррозия на углах хомутов была сильнее, чем на других частях. Затем арматуру очистили в растворе соляной кислоты в соответствии с ASTM G1-03 (2003).Потери массы основной арматуры измерения составили 8,91% и 18,28% в образцах A10M и A20M, что приблизилось к объективным значениям 10% и 20%, соответственно. Потери массы хомутов составили 20,98% и 43,22% в образцах A10M и A20M, соответственно, что более чем вдвое больше, чем у основных подкреплений. Это связано с тем, что хомуты подвержены коррозии легче, чем основная арматура, из-за более тонкого бетонного покрытия хомутов. Неповрежденные основные арматуры и корродированные хомуты образовали коррозионную ячейку, что еще больше усугубило коррозию хомутов, действующих как анод ячейки (Otsuki et al., 2000). После очистки соляной кислотой корродированные основные арматуры были подвергнуты испытаниям на растяжение. Они понесли потери на 11,7% и 22,2% в пределе текучести, более серьезные, чем потери по массе, что отражает неблагоприятное влияние точечной коррозии на механические характеристики арматуры.

РИСУНОК 6 . Образец после испытания на ускоренную коррозию. (A) Образец A10M. (B) Основное усиление в образце A10M. (C) Зажим в образце A10M.

Характеристики сжатия образцов колонны

Режимы разрушения

Режимы разрушения всех образцов показаны на рисунке 7. Для контрольного образца A0 трещина не появлялась до тех пор, пока осевая нагрузка не достигла своего пика 1117 кН. Первая трещина появилась и развивалась параллельно с основной арматурой. По мере увеличения смещения трещина распространялась и появлялись новые трещины. Когда осевая нагрузка была снижена до 85% от максимальной, трещины пересекались друг с другом. Бетонное покрытие отслоилось локально (Рисунок 7A).Бетонное покрытие было снято после испытания. Было обнаружено, что основные элементы подкрепления деформированы между стременами. Образец A0 вышел из строя из-за разрушения бетона на сжатие и потери устойчивости основной арматуры.

РИСУНОК 7 . Режимы разрушения образцов при осевом сжатии. (A) Образец A0. (B) Образец A10. (C) Образец A20. (D) Образец A10S2. (E) Образец A20S0N. (F) Образец A20S2. (G) Образец A20S2N. (H) Образец A20S4.

При увеличении осевой нагрузки продольные трещины, вызванные коррозией, расширялись и быстро распространялись в образце A10 (рис. 7B). Когда осевая нагрузка достигла своего пика, продольные трещины расширились до максимальной ширины 5 мм. Бетонный покров на средней высоте откололся. Образец A10 испытал внезапное ухудшение грузоподъемности. Это явление можно объяснить наблюдением за усилением образца после испытания. Корродированное хомут на средней высоте сломалось, что привело к потере удержания в основном бетоне, что привело к короблению основных арматурных элементов (рис. 8).Продольные трещины в основном бетоне полностью развиты.

РИСУНОК 8 . Трещина стремени образца А10.

По сравнению с образцом A10, образец A20 испытал аналогичный режим разрушения, меньшую нагрузочную способность и более серьезные повреждения бетона. Бетонное покрытие образца A20 откололось и обнажило основную арматуру (рис. 7C). Стремена сломались в углах и потеряли прилегание к основному бетону и основной арматуре. Образец A20 разрушился из-за потери устойчивости основной арматуры и разрушения бетона при сжатии.На обоих образцах A10 и A20 были обнаружены трещины на углах у стремена, что объясняется серьезной точечной коррозией.

Никаких трещин не было обнаружено в образце A10S2, пока сжимающая нагрузка не достигла своего максимального значения 1104 кН. Образец A10S2 сначала треснул в углу ферроцементной оболочки. Трещина исходила от верха куртки и развивалась вниз. По мере увеличения осевого смещения в рубашке образовывалось все большее количество трещин (рис. 7D). Образец A10S2 потерял несущую способность из-за разрушения ферроцементной рубашки при растяжении.Миномет AAS был обнаружен раздавленным внутри SSWM (Рисунок 9). Этот режим отказа аналогичен описанному Kaish et al. (2012). Тем не менее, образец A10S2 показал пластичный отклик в постпиковой стадии из-за ограничивающего действия, обеспечиваемого SSWM на основной бетон.

РИСУНОК 9 . Измельченный раствор внутри ССВМ.

Подобно образцу A10S2, образец A20S0N сначала треснул в углу оболочки раствора. По мере увеличения осевого смещения, в оболочке раствора появилось больше продольных трещин (рис. 7E).Ширина трещин на образце A20S0N была больше, чем на образце A10S2. В постпиковом режиме произошел скол в углу рубашки, что сопровождалось резким ухудшением грузоподъемности.

Разрушение обоих образцов A20S2 и A20S2N было инициировано продольными трещинами в ферроцементных оболочках с последующим разрушением ферроцемента при растяжении и сколом углов оболочки (рисунки 7F, G). Образец A20S2 достиг пиковой нагрузки, близкой к образцу A20S2N. Из-за ограничения SSWM, грузоподъемность образцов A20S2 и A20S2N ухудшалась медленнее, чем у образца A20S0N в постпиковой стадии.

Когда образец A20S4 достиг максимальной прочности, первая продольная трещина образовалась в середине ферроцементной оболочки. Обладая наибольшей объемной долей SSWM, оболочка образца A20S4 показала лучшую пластичность. В постпиковой стадии появилось больше продольных трещин. Трещины в образце A20S4 были более мелкими и плотными, чем в образце A20S2. При увеличивающемся осевом смещении угол ферроцемента последовательно выкрашивался (рис. 7H). SSWM прогнулся в конце испытания.

Зависимости нагрузки от деформации

Зависимости нагрузки от деформации образцов при осевом сжатии показаны на рисунке 10. Контрольный образец A0 показал самую высокую нагрузочную способность 1117 кН. Коррозия арматуры оказала значительное отрицательное влияние на механические характеристики образцов колонны. Корродированные образцы A10 и A20 испытали серьезное снижение пиковой нагрузки на 28% и 46% по сравнению с контрольным образцом, соответственно. Чем выше была степень коррозии, тем сильнее испортился образец.Корродированные образцы резко снизили свою несущую способность в послепиковой стадии, что связано с уменьшением площади поперечного сечения из-за отслаивания бетона. Благодаря использованию ферроцементных рубашек, усиленные образцы достигли различной степени восстановления несущей способности. Образец A10S2 достиг пиковой прочности, близкой к контрольной, что продемонстрировало эффективность ферроцемента в улучшении несущей способности. Среди образцов со степенью коррозии 20% образец A20S4 показал наибольшую нагрузочную способность 984.4 кН, за которыми следуют образцы A20S2N и A20S2 с 918,4 и 879,9 кН соответственно. Образец A20S0N выдержал нагрузку 819,5 кН и занял четвертое место, тогда как корродированный образец A20 показал самую низкую прочность 603,7 кН. Все схемы упрочнения улучшили осевую прочность на сжатие корродированных образцов. Более того, новые хомуты и ферроцементные кожухи позволяют отсрочить деградацию грузоподъемности на постпиковом этапе. По сравнению с корродированными образцами, усиленные, особенно образец A20S4, имели лучшую пластичность и более медленное снижение прочности на сжатие, что объясняется улучшенным прилеганием к основному бетону.

РИСУНОК 10 . Нагрузочно-деформационная зависимость образцов при осевом сжатии.

Корродированные и упрочненные образцы показали большую осевую деформацию, чем контрольный образец A0. В первом случае трещины в бетоне, вызванные коррозией, ухудшили жесткость корродированных образцов. Осевая деформация быстро увеличивалась по мере того, как трещины распространялись и соединялись друг с другом. Для последнего ферроцементная оболочка не подвергалась прямому осевому сжатию. Усиленные образцы имели меньшую площадь сжатия и, следовательно, показали меньшую жесткость при осевом сжатии.На начальном этапе кривые нагрузки – деформации упрочненных образцов были близки к таковым для корродированных при той же степени коррозии. С увеличением нагрузки быстро развивались коррозионные трещины, которые снижали жесткость корродированных образцов, тогда как усиленные образцы могли сохранять свою жесткость. Оболочки из ферроцемента сделали образцы колонн более жесткими.

Деформация основной арматуры всех образцов показана на рисунке 11. Коррозия ослабила поперечное сечение арматуры, что привело к большей деформации сжатия основной арматуры в корродированных образцах, чем в контрольном.Образец A20 показал максимальную деформацию подкрепления при том же уровне нагрузки. Поскольку ферроцементные куртки обеспечивали боковое прилегание к основной арматуре, изгибание основной арматуры было подавлено. Все основные арматуры в усиленных образцах могут нести нагрузку после достижения предела текучести 0,0026. По сравнению с контрольным образцом усиленные образцы показали большую деформацию основных арматурных элементов из-за меньшей площади сжатия.

РИСУНОК 11 . Деформация сжатия основной арматуры.

Деформация хомутов всех образцов показана на рисунке 12. На начальном этапе испытаний деформация хомутов была небольшой. С постепенным увеличением осевой нагрузки поперечное расширение стержневого бетона увеличивало натяжение хомутов. Стремена образца A20 показали максимальную деформацию растяжения, что объясняется его повреждением поперечного сечения из-за коррозии. После того, как образцы достигли максимальной нагрузки, значительные боковые ограничения были обеспечены стержнем бетона с помощью хомутов. Напряжение стремена быстро увеличивалось в постпиковой стадии.Стремена в контрольных и усиленных образцах достигли своей деформации текучести 0,0022, когда образцы вышли из строя.

РИСУНОК 12 . Деформация растяжения стремена.

Нагрузочная способность и пластичность

Нагрузка на текучесть P _y , пиковая нагрузка P _p , деформация текучести Δ _y , предельная деформация Δ _u и коэффициент пластичности образцов приведены в таблице 3 Полей и Пристли (1992) рекомендовали, чтобы деформация текучести могла быть получена из следующего уравнения:

, где P ^‘ _y — первая нагрузка текучести, принятая за 0.75 п. _п. . Δ ^’ _y — деформация, соответствующая P ^’ _y . Предельная деформация Δ _u — это деформация, когда нагрузка снижается до 85% от ее максимального значения (Рисунок 13). Коэффициент пластичности получается делением Δ _u на Δ _y .

ТАБЛИЦА 3 . Грузоподъемность, деформация и пластичность.

РИСУНОК 13 . Нагрузка текучести и деформация текучести.

Как показано в таблице 3, грузоподъемность образцов снижается с увеличением степени коррозии.Корродированные образцы A10 и A20 претерпели снижение прочности на сжатие на 28% и 46% по сравнению с контрольным образцом, соответственно. Все предложенные схемы усиления S0N, S2, S2N и S4 достигли очевидного улучшения как нагрузки текучести, так и пиковой нагрузки. После упрочнения ферроцементом с ρ _v 0,266%, образец A10S2 достиг сжимающей способности, сравнимой с образцом A0. По сравнению с корродированным образцом A20, усиленные образцы A20S0N, A20S2, A20S2N и A20S4 увеличили нагрузочную способность на 36%, 46%, 52% и 63% соответственно.Пиковая нагрузка образцов A20S2 и A20S4 была выше, чем у образцов A20S0N и A20S2N, на 7,4% и 7,2% соответственно. Все предложенные схемы позволили улучшить осевую сжимаемость колонн.

Помимо несущей способности, предельная деформация и пластичность образцов были эффективно улучшены за счет ферроцементных рубашек. Ферроцемент с ρ _v 0,266% повысил пластичность корродированного образца A10 на 32%. Когда ρ _v увеличилось до 0.На 532% усиленный образец A20S4 достиг двойной пластичности, чем образец A20. SSWM оказался более эффективным, чем новые хомуты, в увеличении предельной деформации и отсрочке ухудшения несущей способности, которое связано с большим удлинением и плотным распределением проволоки из нержавеющей стали в ферроцементе.

Прогнозирование несущей способности усиленных колонн при осевом сжатии

Саатчиоглу и Разви (1992) предложили модель для прогнозирования сжимающей способности колонн с боковым ограничением следующим образом:

fcc ‘= fc’ + k1fle, (5) k1 = 6 .7 (fle) -0,17, (6)

, где f ^’ _cc и f ^’ _c — прочность на сжатие замкнутого и неограниченного бетона, оцененная по цилиндрам, соответственно. f _le — это эквивалентное боковое ограничение для основного бетона. В этом исследовании боковое удержание состоит из давления пассивного удержания от ферроцемента и хомутов AAS, как показано в следующем уравнении:

fle = kffl, f + ksfl, s, (7)

, где f _{l, f} и f _{l, s} — напряжение растяжения ферроцементных рубашек и хомутов, которое может быть получено из уравнений 8 и (9) соответственно,

Здесь P _{y, f} — нагрузка текучести AAS. ферроцемент.bc — ширина стержневого бетона. ss — шаг хомутов. Ast и σst — эффективная площадь поперечного сечения и растягивающее напряжение хомутов соответственно. kf и ks отражают влияние интервалов SSWM и хомутов соответственно. Согласно регрессионному анализу Саатчиоглу и Разви (1992), этот коэффициент составляет 1,0 для квадратных колонн с близко расположенными поперечными арматурами. В этом исследовании kf составляет 1,0 для ферроцементных рубашек из-за близкого расстояния между SSWM. ks получается из следующего уравнения:

ks = 0.26 (bcss) (bcsl) (1fl, s) ≤1,0, (10)

, где sl — расстояние между основными подкреплениями. Допустимая нагрузка усиленных образцов может быть получена по следующему уравнению:

, где A _c и A _s — эффективная площадь поперечного сечения основного бетона и корродированной основной арматуры, соответственно. f _y — предел текучести основного армирования. Расчетная пиковая нагрузка усиленного образца приведена в таблице 3.Это хорошо согласуется с экспериментальными результатами.

Выводы

В этой статье были подготовлены десять полномасштабных колонок RC. Девять из них были подвергнуты ускоренной коррозии для достижения степени коррозии 8,9% и 18,3% в основной арматуре. Были использованы четыре различные схемы упрочнения с использованием ферроцементных кожухов AAS и новых хомутов. Испытания на осевое сжатие проводились на контрольных, корродированных и упрочненных образцах. Экспериментально оценена эффективность предложенных схем усиления.Основные выводы можно сделать следующим образом.

(1) Ферроцемент демонстрирует превосходную прочность на разрыв и пластичность. Напряжение растрескивания ферроцемента зависит от прочности на разрыв раствора AAS, тогда как нагрузка текучести и предельная нагрузка ферроцемента связаны с пределом прочности на разрыв SSWM.

(2) Хлорид вызывает сильную точечную коррозию и снижает предел текучести арматуры. Степень коррозии хомутов выше, чем у основной арматуры.

(3) Коррозия арматуры сильно снижает несущую способность, жесткость и пластичность железобетонных колонн.Корродированные образцы разрушаются из-за разрушения хомутов по углам и коробления основных арматурных элементов. Степень коррозии 8,9% и 18,3% на основной арматуре приводит к потере грузоподъемности 28% и 46% соответственно. Корродированные образцы претерпевают значительное снижение пластичности до 45%.

(4) Рубашки из ферроцемента AAS обеспечивают значительное улучшение пиковой нагрузки и пластичности корродированных образцов. После упрочнения по схеме S2 образец со степенью коррозии 8,9% может восстановить несущую способность, сопоставимую с контрольным образцом.Для образцов со степенью коррозии 18,3% схемы S2, S2N и S4 улучшают нагрузочную способность с 46% до 63%. Образец, упрочненный по схеме S4, достигает примерно в два раза большей пластичности, чем корродированный образец без упрочнения.

(5) Рубашки из ферроцемента обеспечивают лучшее и равномерное прилегание к бетонной сердцевине, чем новые хомуты. Оболочки из ферроцемента с ρ _v 0,266% и 0,532% рекомендуются для упрочнения корродированных колонн со степенью коррозии 10% и 20% соответственно.

Эмпирические модели, основанные на эффекте ограничения, были предложены для прогнозирования грузоподъемности усиленных образцов. Прогноз хорошо согласуется с экспериментальными результатами.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Вклад авторов

Единственный автор Фанг С. провел эксперименты, проанализировал результаты, установил модель для предсказания и подготовил эту рукопись.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Комитет ACI 440. (2002). « Руководство по проектированию и строительству систем из стеклопластика с внешней связью для усиления бетонных конструкций, ACI 440.2R-02 ». Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американский институт бетона.

Google Scholar

Комитет ACI 549.(1997). « Современный отчет по ферроцементу, ACI 549R-97 ». Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американский институт бетона .

Google Scholar

Аль-Саиди, А. Х., Аль-Харти, А. С., Аль-Джабри, К. С., Абдул-Халим, М., и Аль-Шиди, Н. М. (2010). Конструктивные характеристики корродированных железобетонных балок, отремонтированных листами из углепластика. Compos. Struct. 92 (8), 1931–1938. doi: 10.1016 / j.compstruct.2010.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

ASTM G1-03.(2003). Стандартная практика подготовки, очистки и оценки образцов для испытаний на коррозию . Вест Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество по испытанию материалов.

Google Scholar

Фанг, С., Лам, Э. С. С., Ли, Б. и Ву, Б. (2020). Влияние содержания щелочи, модулей и времени отверждения на технические свойства шлака, активированного щелочами. Конструкт. Строить. Матер. 249, 118799. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.118799

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fang, S., Лам, С. С. Э., Вонг, В. Ю. (2017). Использование активированного щелочами шлакового ферроцемента для укрепления железобетонных колонн, подвергшихся коррозии. Mater. Struct. , 50 (1), 35–47. doi: 10.1617 / s11527-016-0915-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хаддад, Р. Х. (2016). Конфигурации гибридного ремонта с использованием композитов из углепластика для восстановления структурных характеристик корродированных стальных балок. Конструкт. Строить. Матер. 124, 508–518. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.07.124

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Л.Х., Чжэн, Ю.К., и Тэн, Дж. Г. (2006). Огнестойкость железобетонных и железобетонных колонн с ограничением из стеклопластика. Mag. Concr. Res. , 58 (8), 533–546. doi: 10.1680 / macr.2006.58.8.533

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jayasree, S., Ganesan, N., and Abraham, R. (2016). Влияние оболочки из ферроцемента на изгиб балок с корродированной арматурой. Конструкт. Строить. Матер. 121, 92–99. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.05.131

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джоши, Дж., Арора, Х.С., и Шарма, У.К. (2015). Конструктивные характеристики колонн из коррозионно-стойкого железобетона с различным ограничением и усилением. Конструкт. Строить. Матер. 82, 287–295. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2015.02.056

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kaish, A. B. M. A., Alam, M. R., Jamil, M., Zain, M. F. M., and Wahed, M. A. (2012). Улучшенная ферроцементная оболочка для повторного упрочнения короткой колонны квадратного ж / б. Конструкт. Строить. Матер. 36, 228–237.doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.04.083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каши А., Рамезанианпур А. А. и Муди Ф. (2017). Оценка долговечности модифицированных корродированных железобетонных колонн с листами из стеклопластика в морских условиях окружающей среды. Конструкт. Строить. Матер. 151, 520–533. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.06.137

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kondraivendhan, B., and Pradhan, B. (2009). Влияние удержания ферроцемента на поведение бетона. Конструкт. Строить. Матер. 23 (3), 1218–1222. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2008.08.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lee, C., Bonacci, J. F., Thomas, M. D., Maalej, M., Khajehpour, S., Hearn, N., et al. (2000). Ускоренная коррозия и ремонт железобетонных колонн с использованием полимерных листов, армированных углеродным волокном. Банка. J. Civ. Англ. , 27 (5), 941–948. doi: 10.1139 / l00-030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, F., Чжан, Дж., Хоу, П., и Цюй, Ф. (2013). Экспериментальное исследование упрочняющего действия стальной плиты на корродированных железобетонных балках. Бетон (6), 9–12. DOI: 10.3969 / j.issn.1002-3550.2013.06.003

Google Scholar

Li, J., Gong, J., and Wang, L. (2009). Экспериментальное исследование сейсмического поведения корродированных железобетонных колонн, укрепленных бетонной оболочкой и углепластиком. China Civ. Англ. J. 42 (4), 17–26. DOI: 10.15951 / j.tmgcxb.2009.04.008

Google Scholar

Лю, Ф.(2009). Прочное армирование и комплексная технология защиты от коррозии колонны моста через залив Чанша. J. Guangdong Comm. Политехнический. , 8 (1), 24–28. DOI: 10.3969 / j.issn.1671-8496.2009.01.008

Google Scholar

Меда А., Мостози С., Ринальди З. и Рива П. (2014). Экспериментальная оценка влияния коррозии на циклическое поведение колонн RC. Eng. Struct. 76, 112–123. doi: 10.1016 / j.engstruct.2014.06.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Меда, А., Мостози, С., Ринальди, З., и Рива, П. (2016). Ремонт и укрепление корродированных колонн из ЖБИ с применением высокопрочной фибробетонной оболочки. Mater. Struct. , 49 (5), 1967–1978. doi: 10.1617 / s11527-015-0627-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Otsuki, N., Miyazato, S., Diola, N. B., and Suzuki, H. (2000). Влияние изгибной трещины и водоцементного отношения на хлорид-индуцированную коррозию основных арматурных стержней и хомутов. ACI Mater. J. 97 (4), 454–464.DOI: 10,14359 / 7410.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pantazopoulou, S. J., Bonacci, J. F., Sheikh, S., Thomas, M. D. A., and Hearn, N. (2001). Ремонт поврежденных коррозией колонн с оберткой из стеклопластика. J. Compos. Констр. 5 (1), 3–11. doi: 10.1061 / (asce) 1090-0268 (2001) 5: 1 (3)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Paulay, T. и Priestley, M. J. N. (1992). Сейсмическое проектирование железобетонных и каменных зданий . Хобокен, Нью-Джерси: Публикация Wiley Interscience.

Google Scholar

Пэн, Дж., Ли, Дж., Тан, Х. и Чжан, Дж. (2015). Экспериментальный анализ упрочняющего действия корродированных железобетонных балок, укрепленных стальными пластинами на болтах. J. Гражданское архитектурное и экологическое проектирование. , 37 (1), 88–95. DOI: 10.11835 / j.issn.1674-4764.2015.01.015

Google Scholar

Pu, X. (2010). Цемент и бетон щелочно-шлаковый . Пекин, Китай: Science Press.

Google Scholar

Роберж, П.Р. (1999). Справочник по инженерии коррозии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Google Scholar

Рой, Д. М. (1999). Щелочные цементы Возможности и проблемы. Цемент Конкр. Res. 29 (2), 249–254. doi: 10.1016 / s0008-8846 (98) 00093-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саатчиоглу М. и Разви С. Р. (1992). Прочность и пластичность замкнутого бетона. J. Struct. Англ. 118 (6), 1590–1607. doi: 10.1061 / (asce) 0733-9445 (1992) 118: 6 (1590)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши, К.(2003). Коррозионная стойкость шлакового цемента, активированного щелочами. Adv. Cement Res. 15 (2), 77–81 . doi: 10.1680 / adcr.2003.15.2.77

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тастани, С. П., и Пантазопулу, С. Дж. (2004). Экспериментальная оценка кожухов из стеклопластика при модернизации RC корродированных колонн с некачественной детализацией. Eng. Struct. 26 (6), 817–829. doi: 10.1016 / j.engstruct.2004.02.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Triantafyllou, G.Г., Русакис Т. К.