Объем бетона в железобетонных кольцах таблица: Объем бетона в железобетонных кольцах таблица

Автор

Содержание

Вес и объем бетонных колец

При планировании строительства важно учитывать все детали. Особенно это касается строительных материалов. Монтаж элементов сооружения требует рабочей силы, а зачастую и специальной техники. Без учёта объема и веса стройматериалов их невозможно правильно разместить, транспортировать и монтировать из них сооружения. Так же вес и объем необходимо знать для произведения строительных расчётов при проектировании.

Вес бетонного кольца обычно высчитывается по формуле: V = π x R² x H

В этой формуле V — внутренний объем кольца, π — является постоянной величиной равной 3,14, R² — это внутренний радиус изделия, H — высота изделия.

Эта формула предназначена для расчета внутреннего пространства кольца. В ней не учитывается толщина стенок. Применяется она для расчетов при строительстве канализации и накопительных колодцев. Без планирования при строительстве проектированная система может не справляться с нагрузкой, что повлечет за собой нежелательные последствия.

Наиболее часто применяемые в строительстве кольца имеют следующие параметры:

  • КС 20.9 (200 см) — объем 2,83 м³;
  • КС 15.9 (150 см) — объем 1,59 м³;
  • КС 10.9 (100 см) — объем 0,71 м³.

Кроме объема строительных элементов так же важно учесть и вес. Типовой вес бетонного кольца для колодца различается для каждой марки. В данной таблице показаны основные характеристики для некоторых из них.

Железобетонные конструкции считаются монолитными именно за счет большого веса. Качественный монтаж скрепляет отдельные элементы и делает их очень устойчивыми к внешним воздействиям. Применив железобетонные изделия при строительстве, вы несомненно повысите эксплуатационные характеристики объекта.

Например, при сооружении канализационных сетей применяют большие по весу бетонные кольца 1 метр и более. Для водопроводных магистралей используют кольца массой примерно 640 кг. Имея подобный вес транспортировка и монтаж сооружений требуют задействования специальной техники.

Вес бетонного кольца невозможно сделать меньше, иначе кольцо будет содержать полости. Если вы обнаружили несоответствие веса у указанных выше марок, то возможен производственный брак. Приобретать строительный материал можно без опасений только у проверенных производителей и поставщиков.

Объем бетонного кольца (жби, железобетонного)

Объем бетонного кольца – величина, которая нужна для вычисления оптимальных размеров изделия в процессе проектирования и монтажа той или иной системы, колодца. Бетонные кольца сегодня используются повсеместно, выступая основными элементами в монтаже колодцев разного типа (канализационные, водопроводные, смотровые, газопроводные и т.д.).

Кольца подбирают в соответствии с требованиями по массе, внутреннему диаметру, высоте. Все важные характеристики прописываются в маркировке изделия. Все бетонные изделия данного типа производят в соответствии с ГОСТом 8020-90, с применением высококачественного бетона, стальной арматуры. Благодаря этому бетонные кольца получаются прочными и надежными, стойкими к агрессивным средам и механическим нагрузкам, долговечными и не боящимися влаги.

Обустройство колодца и канализации может понадобиться в самых разных случаях, актуально как для многоэтажной застройки, так и для частного домостроения. К сооружениям предъявляются определенные требования по прочности, санитарно-гигиеническим нормам, объему и т.д. И обеспечивать все важные свойства колодцу может использование качественных и подходящих по размерам бетонных колец, крышек, опорных колец, днищ и всех конструкционных элементов.

Какие бывают кольца ЖБИ: виды и назначение

Железобетонные кольца – это конструкции круглой формы, без верха и дна (как правило), из которых собираются колодцы различных коммуникаций, септиков, систем, углубляемых в грунт. Это самый простой и экономически оправданный вариант. Бетонные кольца производят с металлическим армированием, поэтому они способны выдерживать немалые нагрузки и служить долго.

Основные виды колец ЖБИ:
  • С замковым соединением – наличие стыковочных выемок и специальных выступов на торцах обеспечивают плотное прилегание колец одно к другому. Целостность конструкции сохраняется даже при давлении грунта, поэтому можно обойтись без дополнительной герметизации.
  • Сквозные для канализации – их производят сплошными, с гладкими стенами и плоским торцом. Самые популярные кольца, соединяются металлическими скобами с заделкой зазоров цементным раствором.

  • Доборные кольца – нужны там, где нужно скорректировать высоту колодца (когда сделать это с использованием стандартных колец не получается). Высота может быть разной, как и масса таких элементов.
  • Фильтрационные – в изделиях есть равномерно распределенные отверстия (перфорация) по поверхности, что обуславливает их использование в обустройстве фильтрационных колодцев.
  • Дополнительные детали – плиты днища, крышки, цельные блоки с крышками и т.д.

По назначению бетонные кольца бывают канализационными и водозаборными, используемыми для монтажа подземных кабельных электрических сетей, газопроводными, а также используемыми в формате коллекторов. Изготавливаются кольца из бетона марок М200-М500 (выбор зависит от того, в каких условиях предполагается эксплуатация железобетонного кольца).

Технология производства

Изготавливают бетонные кольца из тяжелого бетона, который заливают в смонтированную опалубку. В форме предварительно выполняют армирование из стальной проволоки сечением 8-12 миллиметров. На противоположных концах изделия монтируют два вертикальных стержня, призванных выполнять функцию монтажных петель (для подъема краном). Размеры бетонных колец (как и масса) могут быть разными.

В опалубке весь объем бетона уплотняют вибрированием, чтобы убрать все пустоты и сделать бетон максимально плотным и прочным.

Через сутки опалубку демонтируют, потом готовые уже кольца складируют аккуратно на открытых площадках. Через 7 дней изделие набирает отпускную прочность (около 50% от заданной). Полный цикл прочности материал набирает через 28 суток.

Достоинства и недостатки

Железобетонные кольца используются в самых разных сферах, но практически всегда в грунте, когда нужно проложить под землей коммуникации, трубопроводы, инженерные системы и т. д. При выборе изделия обращают внимание на такие параметры, как объем кольца и его размеры, вес. Но до начала расчетов и монтажа желательно изучить основные плюсы и минусы элемента, его особенности.

Главные преимущества железобетонных колец:
  • Длительный срок эксплуатации – произведенные по ГОСТу в условиях завода кольца способны прослужить до 50 лет, сохранив целостность и прочность.
  • Разумная стоимость – что существенно удешевляет создание всего колодца.
  • Универсальность – в железобетонных кольцах обустраивают септики, питьевые колодцы, монтируют подземные коммуникации и т.д.
  • Быстрый монтаж за счет производства колец и доборных деталей, которые точно соответствуют друг другу и позволяют создать колодец любой конфигурации.
  • Высокий уровень механической прочности – кольца стойки к сдвигам грунта, давлению почвенных вод, имеют достаточный запас прочности, чтобы подходить для монтажа в любом типе грунта.

  • Простой уход – независимо от того, каковы диаметр и габариты бетонных колец, все они внутри выполнены с ровной поверхностью, легко и быстро чистятся при необходимости.
  • Экологичность – ввиду того, что бетонные кольца производят из полностью безопасных компонентов без вероятности выделения токсинов и вредных веществ, эксплуатация изделий даже для обустройства питьевых колодцев полностью безопасна.
  • Большой выбор элементов – объем колодца может быть любым за счет наличия в ассортименте колец множества размеров (диаметров, высоты).

Из недостатков бетонных колец стоит выделить такие, как большой вес и габариты (из-за чего смонтировать самостоятельно элементы может быть проблематично, обычно привлекают спецтехнику), гигроскопичность и необходимость выполнять гидроизоляцию.

Маркировка согласно ГОСТ (таблица)

На каждое бетонное кольцо (и остальные детали) наносят маркировку, представляющую собой набор букв и цифр, предоставляющих основную информацию об изделии.

Что включает маркировка бетонного кольца:

  • Буквы – для частного строительства обычно выбирают КС, ПП, ПД.
  • Цифры – говорят о габаритах элемента.
  • Дополнительные параметры – иногда производители указывают еще степень проницаемости бетона (нормальная Н, пониженная П, особо низкая О).
Условные обозначения типов колец по ГОСТу:
  • КЛК – для обустройства городских ливневых канализаций и водостока.
  • КВГ – для водопроводных колодцев и газопроводов.
  • КО – опорное кольцо, использующееся в качестве фундамента колодца.
  • КС – кольцо стеновое, которое устанавливается в качестве основного элемента колодца.
  • КФК – сети коллекторов, дренажные системы.

Числовые обозначения говорят о величине изделий, но лучше всего для поиска оптимального элемента обращаться к специальным таблицам, где все подробно указано.

Пример расшифровки маркировки изделия КС-7-9: стеновое кольцо высотой 900 миллиметров и с толщиной стенок 70 миллиметров.

Стандартные размеры железобетонных колец

Объем колодца зависит от размера колец, которые монтируются. Вариантов очень много, но есть определенные нормы ГОСТа, в соответствии с которыми производят элементы.

Размеры ЖБИ колец по стандарту:
  • Диаметр – показывает 1-я цифра маркировки (обычно указывают внутренний), варьируется в диапазоне 7-20 сантиметров. Диаметр должен быть одинаков для всех элементов колодца.
  • Высота – стандартная равна 90 сантиметрам, варьируется в диапазоне 10-100 сантиметров, указывается в самой маркировке (КС-10, к примеру, это кольцо с диаметром в 1 метр, КС-20 – 2 метра и т.д.). Если высота отличается от стандартной, то она идет в маркировке второй цифрой: КС 7-3 (диаметр 7 дециметров, высота 29 сантиметров).
  • Толщина стенок – может быть от 70 до 120 миллиметров.
  • Удельный вес – от 46 до 2900 килограммов (но вес может указываться в кг на м3).

Дополнительные элементы

Для выполнения расчетов и проекта необходимо учитывать все элементы, которые входят в конструкцию. Только из колец колодцы не строят, обычно для монтажа используют также различные доборные элементы, позволяющие реализовать любую конфигурацию системы.

Какие элементы применяются в монтаже конструкций колодцев:
  • Плиты днища – для создания надежного основания.
  • Доборные кольца – для получения нужного размера колодца, если не удается создать его из стандартных изделий.
  • Плиты перекрытия (они же крышки колодцев) – для накрывания сверху колодца и места под люк.

Также есть еще кольца с крышками, которые представляют собой объединение кольца и крышки в монолитную конструкцию в условиях завода.

Крышки для колодцев

Крышка представляет собой круглую плиту, которой накрывается кольцо, с наличием отверстия в центре или сбоку. В дренажных колодцах монтируют крышки с отверстием под люк в центре, для других целей – сбоку.

Производят крышки из тяжелого высокопрочного бетона класса минимум В15, водонепроницаемого и морозостойкого. Для осуществления монтажа, погрузки/разгрузки изделие оснащено петлями из арматуры.

Плиты днища

Это сборные железобетонные элементы для монтажа подземных инженерный сооружений и коммуникаций. Плиты становятся основанием для камеры, на них сверху монтируют кольца. Благодаря плитам днища получается обеспечить герметичность колодца и защитить его от разрушений, попадания влаги и обвалов грунта. Перед выбором плиты днища нужно знать, сколько весит бетонное кольцо, чтобы правильно рассчитать нагрузку.

Плиты днища – круглое изделие по диаметру колодца. Выполняется из бетона с показателями морозостойкости минимум F100, водонепроницаемости минимум W6, прочности В15 и выше.

Опорные кольца

Это специальные элементы, на которые опирается люк колодца. Изделия круглой формы по внешнему диаметру колодца, небольшой толщины с диаметром внутреннего отверстия минимум 70 сантиметров, чтобы при необходимости вовнутрь мог попасть человек. Вес бетонного кольца составляет около 50 килограммов. Бетон соответствует всем требованиям и стандартам.

Кольца с крышками

Такие изделия предполагают объединение двух элементов – кольца и крышки в условиях завода. На объект поставляется уже готовое изделие, заменяющее собой два других.

Таким образом удается избежать лишнего соединения и добиться большей герметичности, уменьшить объемы монтажных работ и ускорить сборку колодца.

Процесс монтажа

До того, как приступать к монтажу, желательно рассчитать вес бетонного кольца (1 метр колодца сколько равен или просто суммировать вес всех элементов, входящих в конструкцию). Как правило, кольца и другие детали монтируют с использованием спецтехники – вручную все это устанавливать достаточно трудно, но возможно.

Как осуществляется монтаж колец:
  • Выбор места – дренажные системы и водопроводные колодцы, канализационные конструкции не устанавливают рядом с жилыми домами, огородами. Есть определенный стандарт, которому нужно следовать. Чем дальше будет установлен колодец от всех объектов, тем лучше, но не ближе 5 метров к жилым домам и сооружениям. Кроме того, в выбранном месте нужно исследовать грунт на предмет залегания вод. Также заботятся о том, чтобы к месту свободно могла подъехать техника обслуживающих служб.
  • Рытье котлована – лучше с использованием техники. Яму копают на глубину высоты всех колец, на ее дно засыпают несколько слоев песка и щебня (общей толщиной минимум 50 сантиметров), трамбуют.
  • Монтаж дна может осуществляться двумя способами: либо с использованием колодца с глухим дном, либо с установкой плиты днища, а на нее уже сквозного кольца. Далее устанавливаются кольца одно на другое (желательно с привлечением крана), стыки тщательно замазываются раствором, закрепляются металлическими скобами.
  • Подводка коммуникаций, соединений, всех систем и т.д., после чего котлован засыпают, кольца накрывают верхней плитой, монтируют люк.

Какому производителю отдать предпочтение?

Современные производители предлагают кольца и другие элементы для колодцев в большом разнообразии. Как правило, вся продукция производится в соответствии с нормами, регламентируемыми ГОСТом и СНиП. Но цены на продукцию могут быть разными, как и ассортимент.

Выбор всегда остается за клиентом, который должен обращать внимание на качество самих элементов: внешний осмотр, наличие сертификатов, подтверждающих соблюдение требований производства, наличие оборудования и соответствие изделия указанным техническим характеристикам.

На сегодняшний день на территории России кольца и другие изделия выпускает около 250 компаний, ниже представлены проверенные и надежные.

Хорошо зарекомендовавшие себя на рынке производители бетонных колец:
  • «Завод промышленных строительных деталей» — работает на рынке больше 45 лет, крупный производитель ЖБК в Тюменской области. Есть своя аккредитованная строительная лаборатория, осуществляющая контроль за качеством продукции.
  • «МастерСтрой» — работает под Москвой в Вознесенске, несмотря на то, что специализируется на продаже валового/кулевого цемента, также изготавливает напорные трубы, ЖБ кольца.
  • «МонолитСтрой» — компания работает в Подмосковье, изготавливает и реализует ЖБИ с 2007 года. Ассортимент представлен составными и мостовыми сваями, плитами днища, ФБС, стеновыми кольцами, крышками колодцев и т.д.
  • «Торговая Компания Вира» — в Санкт-Петербурге расположена производственная линия предприятия. Компания изготавливает безнапорные трубы, железобетонные кольца. Продукция очень тщательно проверяется в процессе многоступенчатого контроля.
  • «ГазоБлоки» — компания из Воронежа, выпускает товарный бетон, облицовочный и силикатный кирпич, а также размерный ряд бетонных колец и доборных элементов.

На территории страны железобетонные кольца поставляет большое количество компаний. Вышеперечисленные гарантируют соответствие всем стандартам и заявленным свойствам, но в любом случае проверять все нужно очень тщательно при покупке, ориентируясь на расчеты и проект.

Объем ж б колец для колодцев: высота бетонного кольца

Вес и объем бетонных колец

Если вы хотите узнать вес бетонных колец — посмотрите таблицу. В ней вы не только найдете нужную информацию, но и сможете рассчитать общий вес бетонных колец согласно вашей спецификации. Укажите нужное количество колодезных колец, и напротив количества вы увидите итоговый вес.

Также, в таблице вы найдете объем бетонных колец

. Под объемом здесь имеется ввиду объем бетона, потраченного на изготовление. Если вы хотите узнать, объем жидкости, который может уместиться внутри, используйте формулу для расчета. Объем равен = 3,14 * радиус в квадрате * высоту колодца. (3,14*R*R*h).

Таблица-калькулятор веса и объема железобетонных колец

Все размеры в таблице указаны в миллиметрах.

Кольца бетонные колодезные: размеры

Используйте таблицу, чтобы выполнить расчет общего веса и общего объема бетонных колодезных колец. Сервис будет полезен и удобен людям, чья деятельность связана со строительством или составлением сопутствующей документации. Укажите нужное количество для каждого изделия — и результат будет высчитан мгновенно

Наименование Размеры Вес Объем Кол-во Итого, вес Итого, объем
(0.7 м) Кольцо КС 7.3 ᴓ 840 / 700 h 290 0.13 0.05
(0.7 м) Кольцо КС 7.9 ᴓ 840 / 700 h 890 0.38 0.15
(1 м) Кольцо КС 10.3 ᴓ 1160 / 1000 h 290 0.2 0.08
(1 м) Кольцо КС 10.6 ᴓ 1160 / 1000 h 590 0.4 0.16
(1 м) Кольцо КС 10.9 ᴓ 1160 / 1000 h 890 0.6 0.24
(1 м) Кольцо КС 10.9а ᴓ 1160 / 1000 h 890 0.55 0.22
(1 м) Перекрытие ПП 10-1 ᴓ 1160 отв 700 h 150 0.25 0.1
(1 м) Перекрытие ПП 10-2 ᴓ 1160 отв 700 h 150 0.25 0.1
(1 м) Днище ПН 10 ᴓ 1200 h 100 0. 43 0.18
(1,5 м) Кольцо КС 15.6 ᴓ 1680 / 1500 h 590 0.66 0.265
(1,5 м) Кольцо КС 15.6б ᴓ 1680 / 1500 h 590 0.55 0.22
(1,5 м) Кольцо КС 15.9 ᴓ 1680 / 1500 h 890 1 0.4
(1,5 м) Кольцо КС 15.9а ᴓ 1680 / 1500 h 890 0.88 0.35
(1,5 м) Кольцо КС 15.9б ᴓ 1680 / 1500 h 890 0.8 0.32
(1,5 м) Перекрытие 1ПП 15-1 ᴓ 1680 отв 700 h 150 0.68 0.27
(1,5 м) Перекрытие 1ПП 15-2 ᴓ 1680 отв 700 h 150 0.68 0.27
(1,5 м) Перекрытие 2ПП 15-1 ᴓ 1680 отв 700 h 150 0.68 0.27
(1,5 м) Перекрытие 2ПП 15-2 ᴓ 1680 отв 700 h 150 0.68 0.27
(1,5 м) Перекрытие 3ПП 15-1 ᴓ 1680 отв 1000 h 150 0. 53 0.21
(1,5 м) Перекрытие 3ПП 15-2 ᴓ 1680 отв 1000 h 150 0.53 0.21
(1,5 м) Днище ПН 15 ᴓ 1680 h 120 0.95 0.38
(2 м) Кольцо КС 20.6 ᴓ 2200 / 2000 h 590 0.98 0.39
(2 м) Кольцо КС 20.9 ᴓ 2200 / 2000 h 890 1.48 0.59
(2 м) Кольцо КС 20.9б ᴓ 2200 / 2000 h 890 1.1 0.44
(2 м) Перекрытие 1ПП 20-1 ᴓ 2200 отв 700 h 160 1.38 0.55
(2 м) Перекрытие 1ПП 20-2 ᴓ 2200 отв 700 h 160 1.38 0.55
(2 м) Перекрытие 2ПП 20-1 ᴓ 2200 отв 1000 h 160 1.2 0.48
(2 м) Перекрытие 2ПП 20-2 ᴓ 2200 отв 1000 h 160 1.2 0.48
(2 м) Перекрытие 4ПП 20-2 ᴓ 2200 отв 700 h 160 1.28 0.
51
(2 м) Днище ПН 20 ᴓ 2200 h 120 1.48 0.59
(2,5 м) Кольцо КС 25.6 ᴓ 2700 / 2500 h 590 1.2 0.48
(2,5 м) Перекрытие 1ПП 25-2 ᴓ 2700 отв 700 h 180 2.4 0.96
(2,5 м) Перекрытие 2ПП 25-2 ᴓ 2700 отв 700 h 180 2.31 0.92
(2,5 м) Днище ПН 25 ᴓ 2700 h 140 2.45 0.98
Плита ПО 10 1700 x 1700 отв 1000 0.8 0.32
Плита ПД 6 2500 x 1750 h 220, отв 580 2.1 0.85
Плита ПД 10 2800 x 1000 h 220, отв 1000 2.5 0.99
Кольцо опорное КО-6 ᴓ 840 / 580 h 70 0.05 0.02

Размеры бетонных колец для канализации: виды конструкций

  Канализационная система одна из главных коммуникаций, монтаж которой проходит в несколько этапов, детально подготавливая каждый шаг.

Процесс проектирования включает в себя выбор строительных материалов. Качество выбранных изделий напрямую влияет на срок полезного использования. Одним из самых популярных видов материала, используемых в монтаже канализации – бетонные кольца. Использование бетона началось много десятилетий назад и по сей день не утратило свое значение в строительстве.

  Производители бетонных изделий изготавливают товары различных параметров, среди которых:

  • бетонные кольца;
  • бетонное дно;
  • прямые изделия;
  • бетонное изделие с замком;
  • цельное изделие с дном;
  • кольца фильтрации;
  • люк.

  Каждое изделие имеет свой ГОСТ, для железобетонных изделий 8020-90, строго оговорено для каких нужд используются специальные составы растворов, определенный вид арматуры. Бетонные кольца делят на основные – стеновые, вторичные – доборные кольца. Основные служат для формирования шахты колодца или другого сооружения, вторичные формируют горловину конструкции, благодаря нестандартным размерам добирается высота и объем изготавливаемого резервуара.

Производство бетонных колец

  Эксплуатация строительных материалов требует определенных технических качеств – прочности, достигаются такие высокие показатели производителями в процессе изготовления преимущественно благодаря раствору особого состава мелкозернистой фракцией. Подобный раствор можно изготовить из марок бетона М500, М200.

  Создание делиться на 6 основных этапов:

  • подготовительные работы – включают подготовку специальных форм и каркасов;
  • укладка в формы арматурного каркаса;
  • готовиться бетонная смесь;
  • заливаются формы;
  • используя вибрацию раствор усаживаю, избавляется от пустот в стенках изделия;
  • сушка изделия в специально подготовленных климатических условиях.

  После прохождения всех этапов, изделие вынимают, после чего можно использовать по назначению.

  Применяя различные каркасы, формы, получают различные изделия по габаритам (высота кольца, толщина стенки, внутренний диаметр, вес изделия).

Объем бетонного кольца

Именно от таких технических характеристик зависит классификация, стоимость.

  Маркировка изделия содержит буквы и цифры. Буквы обозначают вид изделия, цифры (сразу идут после букв) – внутренний диаметр, вторая цифра – высота. Рассмотрим на примере КС-7-1 имеет внутренний диаметр 70 см, высота 10 см, модель КС-7-10 изготавливается с внутренним диаметром 70 см, высотой 100 см, изделие КС-20-9 соответствует габаритам: внутренний диаметр – 200 см, высота – 90 см. Производители имеют классификационные таблицы, ознакомиться можно изучив требования ГОСТа 8020-90. Буквенная маркировка означает следующее:

  • КО – кольцо опорное;
  • ПО – плита опорная;
  • ПД – плита дорожная;
  • ПН – плита дна;
  • ПП – плита перекрытия.

  Водопроницаемость – главная характеристика, особенно для канализации, маркируется таким образом: О – особа малая, Н – нормальная, П – уменьшенная.

  Некоторые умельцы изготавливают бетонные кольца самостоятельно, где арматурную сетку заменяют мелким гравиев, но стоит напомнить, изготовленные бетонные изделия без соблюдения определенных технических требований, определенной техники не могут соответствовать заявленным характеристикам заводских моделей.

Преимущества ЖБИ колец

Железобетонные кольца для строительства канализационных коммуникаций выбраны не зря, большое количество преимущественных сторон:

  • арматура обеспечивает надежность конструкции на весь срок эксплуатации, который составляет 50 лет;
  • бетонное изделие устойчиво к различным температурным нагрузкам, отсутствуют такие процессы как расширение и сжатие материала;
  • монтаж проводиться рабочими различной квалификации;
  • широкий ассортимент позволяет создать резервуар с максимальной точностью заданного объема;
  • прочность;
  • стоимость изделия относительно невысокая;
  • поверхность изделия удобна для проведения различных работ по уходу;
  • бетон не вступает в химические реакции с различными веществами;
  • возможна установка в агрессивной среде, подвижном грунте;
  • безвредны для окружающей среды;
  • широкий спектр применения.

  Многие из качеств бетонного изделия увеличиваются за счет специальной обработки герметичными средствами. Обработка не только повышает водостойкость изделия, в целом увеличивает срок эксплуатации на десяток лет, несколько десятилетий.

  Среди положительных сторон, нашлось место отрицательным:

  • хрупкость изделия требует бережного обращения, во время проведения монтажных работ, удар о твердый предмет может привести к сколу, трещине и другим нарушениям первоначальной конструкции, некоторые из которых абсолютно делают изделие непригодным к использованию;
  • вес изделия велик, для транспортировки, работ погрузки, разгрузки нужна специальная техника, оборудованная подъемным механизмом;
  • монтаж без спецтехники невозможен, дополнительная аренда увеличивает стоимость;
  • использование в агрессивной среде требует специального покрытия, обычно изоляцию делают раствором битума.

  Сэкономить можно, нужно провести земельные работы до момента транспортировки, выгружая изделия сразу на место монтажа, можно избежать трат на повторный наем транспортного средства с краном.

Применение и расчет объема железобетонных колец

Применяются изделия из бетона в различных областях, касающихся прокладки различных видов коммуникаций:

  • колодцы различного назначения, питьевой источник, смотровой, ревизионный, поворотный и другие колодцы;
  • ливневая канализация;
  • шахты для прокладки кабеля;
  • септики.

  Канализационная система, особенно автономная, часто использует бетонные кольца для создания очистных сооружений. Традиционно для канализации применяют кольца высотой 90 см, внутренний диаметр колец может существенно отличаться от 1 до 2 метров. Выбор кольца основан на объеме который нужно получить в качестве резервуара. Грамотно подобрать материала для монтажа, облегчить задачу монтажа, кольца с замками обеспечивают максимальную устойчивость конструкции, тщательное соединение разных элементов. Крепление важная часть, именно от нее зависит стойкость конструкции в целом.

  Торцевое крепление не всегда применяется с цементным раствором, зависит от случая, но без крепления, осуществить прочную сцепку нельзя.

  Подбирать нужно изделие с одинаковым креплением, что касается расчета объема, делается несложно. За основу расчета берется количество постояльцев, число жильцов умножаем на норму, установленную государством, 200 литров в сутки. Полученную цифру нужно умножить на количество дней прохождения очистки стоками, трое суток, средний показатель современных очистных сооружений.

  Проведем расчет, 3 жильца х 200 литров воды на каждого = 600 литров воды в сутки, 600 л х 3 суток очистки = 1800 литров, переводим в м³, получаем 1,8 метров кубических. Нужно обязательно сделать запас, гости, новое оборудование или члены семьи увеличат расход воды, соответственно понадобиться больший объем резервуара. Набрать нужный объем из колец несложно, нужно знать на сколько секций будет делиться основная конструкция, соответственно, разбить по строительным нормам, первая секция или приемник самая большая, две другие могут быть одинакового объема.

  Рассчитать объем одного кольца проводиться по известной всем формуле, упрощает задачу таблица с указанным объемом для конкретного бетонного изделия. Ознакомимся с некоторыми из них: КС-15-5 0,22 м³, КС-15-6 объем 0,265 м³, КС-15-9 0,4 куб. метра, КС-20-9 объемом 0,56 м³, КС-25-1 объем 0,97 куб. метров. Есть модели изделий, которые называются вторичными, вспомогательными или доборными, используются в качестве деталей, заменяющие основной элемент, при нехватке незначительного объема.

  Табличные данные помогут подобрать нужное изделие для каждой секции очистной конструкции.

Размеры бетонных колец для канализации: виды конструкций

Виды и размеры бетонных колец

Стеновые канализационные кольца

Производство футерованных колец жб

Схема расположения дренажного колодца

Канализация из бетонных колец

Летом 2011 года я сделал септик из бетонных колец. Для того, чтобы определиться с типом и конструкцией канализации сейчас в сети море информации. К примеру, достаточно зайти на тот же самый Околоток и прочитать знаменитый цикл статей Андрея Ратникова (andrey R). Там же полно фотоотчетов на любой вкус — кто как делал и что в результате получилось. Если коротко, то система канализации для дома должна состоять из двух частей — септик-отстойник и фильтр той или иной конструкции. Объем септика должен равняться трехкратному суточному объему стоков. В качестве усредненного объема рекомендуют принимать 200 литров в сутки на человека. На мой взгляд, цифра сильно завышена, но пусть будет такой. Таким образом, на семью из 4-х человек потребуется септик объемом 2.4 кубометра, это оптимум. Меньше кагбэ неправильно по нормам, сильно больше тоже неправильно: будут создаваться не очень подходящие условия для жизнедеятельности бактерий, населяющих септик.

Уровень грунтовых вод у меня на участке, как оказалось, стоит на отметке около 2.4 метра.

Размеры железобетонных колец для колодца по ГОСТ. Какие бывают кольца. Как правильно установить

Кроме весны, по весне можно наблюдать примерно такую картину:

Видно, что имеет место яма, в которой собирается вся вода с округи. Раньше центр ямы был гораздо правее, за забором, но пару лет назад сосед выкупил этот участок и поднял его. Было завезено камазов 20, если не больше, строительного мусора и грунта. Место для канализации я определил напротив крайнего правого окна. Левее будет располагаться въезд, ворота и вход. В общем, место расположения канализации весной заливает водой. Лужа стоит примерно недели 2-3, пока земля не растает и вся вода не уйдет в грунт. А разрез грунта, кстати, такой: около 50 см плодородного слоя, потом 2 метра или чуть меньше коричневая глина, потом песок и вода. Это было выяснено по факту копания ямы под канализацию (когда делал скважину, выяснилось, что после 50 см песка идет несколько метров черной глины, но об этом расскажу в статье про скважину). Опять же, как оказалось, слой песка и его толщина сильно зависит от места. Сосед говорил, что на удалении 30-40 метров песок начинается с глубины в метр… А еще я помню, что когда по улице проводили воду, то в 5-ти метрах от этого места глубина траншеи была не меньше 2. 40 и воды в ней не было. Видимо, УГВ гуляет еще и от года и количества осадков.

Теперь, кажется, я все рассказал о местных условиях, перейдем непосредственно к конструкции канализации и ее воплощении. Дно септика нельзя и не имеет смысла закладывать ниже уровня грунтовых вод. Даже так: от дна септика до УГВ должно остаться (если не ошибаюсь) не менее 40 см. Для сооружения колодца септика можно использовать бетонные кольца диаметром 1 метр, 1.5 или 2 метра. Объем метрового кольца 0.7 куб.м., объем полутораметрового 1.5 куба, объем двухметрового больше 3 кубов. Кольца диаметром 2 метра применяются реже, их еще перекрыть надо. Самый ходовой размер — 1,5 метра. Вот в этой статье чуть подробнее о бетонных кольцах. Чтобы уложиться в минимальный объем анаэробной части септика, мне пришлось делать его из двух колодцев — одного полутораметрового и одного метрового. Понадобится еще третий колодец — фильтрующий. Т.е. канализация у меня сделана из трех колодцев. На каком то форуме встретилась конструкция, когда человек расположил колодцы вплотную друг к другу в виде треугольника, получилось достаточно компактно, только там были 3 метровых колодца, а у меня один из них 1. 5 м.

Для копания ямы был вызван мини-экскаватор. Приехала старая убиенная Газель, у которой в кузове стоят вот этот агрегат:

Шпионское фото сделано женой через забор 🙂 Я позже хотел сфоткать процесс работы, но чувак был против того, чтобы я запечатлел его физиономию, ну и ладно. Мини-экскаватор — удивительная машинка, работает почти бесшумно, совершенно без запаха, хотя мотор у нее дизельный. Проехать может, если есть место шириной 1 и высотой 2.4 метра. Экскаватор съехал с кузова Газели своим ходом по специальному трапу и приступил к работе. Расплатой за компактные размеры служит его производительность. Ковш у него объемом всего 60 литров, а шириной 40 см. Максимальная глубина копания, по словам водителя то ли 2.20, то ли 2.40, я не запомнил, но мне было достаточно. Яму расчетным объемом около 16 кубов он копал больше 4-х часов. Нормальный экскаватор справился бы за час. Так как приехал чувак под вечер, то закончил работу уже в темноте.

На следующее утро часть грунта обвалилась, я вручную полдня подчищал яму, потом вызвонил на следующий день доставщиков колец. Тем временем на дне ямы (дно ямы попало на слой песка) стала проступать вода. Чтобы зафиксировать кольца я хотел дно двух колодцев забетонировать сплошь, а для фильтрующего забетонировать только кольцо опоры с дыркой для ухода воды. Так как вода на дне ямы уже была, то я просто сыпанул туда сверху ПГСа и цемента, перемешал все прямо на месте и разровнял 🙂 Фотографировать желания не было, надо было делать все быстро, а работа тяжелая. Все это было сделано на следующий день после выкапывания ямы. На третий день привезли кольца в количестве 7 штук одним рейсом камаза-манипулятора. В итоге получилось так:

Это уже после того, как в септик были заведены канализационные трубы и началась подготовка для бетонирования перекрытия. Высота каждого из трех колодцев равна 2-м метрам, т.е. 2 кольца. Сверху они накрыты одним метровым кольцом для того, чтобы в каждый колодец был доступ для выкачивания. Ввод трубы в септик сделан на уровне 2/3 высоты верхнего кольца, перелив из первой камеры во вторую — на 5 см ниже, перелив из второй камеры в фильтрующий колодец еще на 5 см ниже. Рабочий объем первой камеры септика около 2 кубов, объем второй камеры 1 куб.метр, итоговый 3 куба, что согласуется с нормативом на семью из 4-х человек, и даже из 5-ти :).

Уровень верха смотрового кольца выставлен с таким расчетом, что после того, как земля вокруг будет поднята (не оставлять же яму), кольцо торчало бы сантиметров на 30. Деревянная конструкция на предыдущем фото — это опора для перекрытия. Крестовина опирается на деревянный брус, который стоит на дне колодца. Само перекрытие для всех трех колодцев я сделал единое, вот таким образом:

Опора для дна опалубки — фанера 6 мм. Толщина бетона 20 см., армирование арматурой 12 мм и сеткой 4 мм. Арматуры было мало, а сетки было много, вот сетки и наложил побольше. Недели через 3 после заливки я аккуратно залез в колодец и разобрал крестовину (а собрана она была без гвоздей, только на запилах). Разобрал и по одной дощечке вытащил наружу.

Вот фото готовой канализации:

Потом все было закидано землей. Вдоль трассы канализационной трубы и вокруг септика уровень земли был поднят до требуемого, смотровой колодец, как и планировалось, остался торчать оголовком высотой 30 см.

На всякий случай: дом пока не жилой, канализация не пущена, зимой я ее пока не раскапывал, но думаю, что там пусто. Еще думаю, что этой весной все зальет водой. Чтобы этого не было, надо поднимать участок не только в непосредственной близости от септика (тем более, что свеженасыпанный грунт еще просядет), но и на метров 10 в округе-радиусе. Что будет весной на самом деле — напишу.

Апдейт от марта 2013. Весной 2012 септик залило водой почти под крышку, вровень с окружающей лужой. Септик послужил своего рода дренажной канавой. Что поделать, участок такой, самое низкое место. Но летом 2013 я завез 8 камазов грунта, который заполним большую часть ямы. Наступает весна-2013, будем наблюдать, что будет теперь.

Кого заинтересовала конструкция септика, можете заглянуть на сайт Александра Егорышева — www. kanaluga.ru, именно после его отчета на http://www.forumhouse.ru/threads/79080/ я вдохновился строить подобный септик. На сайте kanaluga.ru вы найдете фотографии еще десятка септиков, построенных по такой технологии.

Добавить эту страницу в соц. сети: Опубликовано: 09.01.2012| Просмотров:73990 | Автор:Baloun | Рубрика: Моя стройка

Текущий рейтинг статьи: 8 

Вы можете поставить свою оценку, нажав на соответствующую стрелку:

Компьютерная программа вычисления объема шара

При работе над задачами мы столкнулись со сложными вычислениями, и подумали: как можно их упростить? Мы решили написать компьютерную программу, позволяющую не только вычислять объем любого шара, зная радиус, но и выполнять построение самого шара.

На плоскости шаром является круг.

Железобетонные кольца. Виды, размеры, применение и цена железобетонных колец

Как вы все хорошо знаете, площадь круга радиуса R равна π•R². Чтобы посчитать площадь кольца, нужно из площади большого круга вычесть площадь неиспользуемого маленького —

Sкольца = π • (R²-r²).

Аналогично с шаром. Для подсчета объема «дырявого» шара, необходимо из всего объема вычесть объем «дырки»:

V = π • (R3-r3).

И так как все зависит от радиуса, да еще в квадрате, то, чем ближе к большему радиусу описано кольцо, тем больше, при той же ширине, его вклад в площадь.

В нашем трехмерном пространстве объём шара зависит от радиуса, возведенного в третью степень. А значит, и рассматриваемый эффект становится еще более выраженным: большая часть объёма шара сосредоточена рядом с границей!

Чего больше по объёму в этом апельсине — кожуры или мякоти? Кожура занимает, казалось бы, не очень толстый слой, но он расположен рядом с границей шара. И его объём на приведенном рисунке равен объему всей вкусной части апельсина. Покупая апельсин с толстой кожурой, по объёму Вы приобретаете в основном кожу.

Глава 3. Исследование.

Выберем апельсины нескольких сортов: Турецкий апельсин, Египетский,

Южно-Африканский, Испанский, Марокканский.

Практическая задача: определить радиус апельсина (на примере одного сорта).

Линейка Штангенциркуль Нить
Разрежем апельсин по «экватору», и диаметр измерим линейкой. Радиус – половина диаметра. D = 72 мм R = 36 мм   Для определения радиуса можно вначале с помощью штангенциркуля измерить диаметр. D = 72 мм R = 36 мм ИЛИ «Иглой» штангенциркуля для измерения диаметра можно проколоть апельсин. D = 72 мм R = 36 мм (Обязательно мокрая, чтобы не соскальзывала). Прикладываем нить вдоль экватора, и ее длину измеряем с помощью линейки. Полученная величина- длина окружности: С = 2 π R ; С = 226мм, 226 = 2·3,14· R R = 36 мм    

Мы убедились в том, что объем апельсина не зависит от СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ радиуса.

Вычислим объем мякоти содержащейся в каждом сорте апельсина

Vшара = 4/3π·R3, и сравним его с объемом кожуры, входящей в данный апельсин. Для нахождения объема кожуры, воспользуемся формулой для вычисления объема кольца: V = π • (R3-r3).

V=4/3πr3

Vм=4/3×3,14×53

Vа=4/3πк3

Vк=Vа-Vм

Турецкий апельсин: Vм=113см3, Vк=93см3

Египетский апельсин: Vм=113см3, Vк=163см3

Южно-африканский апельсин: Vм=112см3, Vк=88см3

Испанский апельсин: Vм=434см3, Vа=696см3, Vк=262см3

Марокканский апельсин: Vм=179см3, Vк=88см3

Вывод: южно-африканские апельсины содержат больше мякоти, чем кожуры.

Дата добавления: 2015-05-31; Просмотров: 1355; Нарушение авторских прав?;

Читайте также:

Объем колец железобетонных таблица. Объем бетона в железобетонных кольцах таблица

Проектирование колодцев предполагает индивидуальный подход к определению их размеров: большие колодезные шахты принимают для группы потребителей, маленькие диаметром 1 метр и менее подходят для небольших частных домов на одну семью.

Основные размеры бетонных колец для колодцев — внутренний диаметр кольца и высота изделия. Эти и другие важные параметры прописаны в приложении ГОСТ таблица 2. Рассмотрим размерный ряд на примере самого ходового типа железобетонных колец — КС. Как видно, высота колец дана с учетом монтажного шва — на 10 мм меньше габаритной. Это необходимо для точного определения высоты шахты.

Сколько весит кольцо для колодца из бетона? Стандартная масса изделий приведена в таблице. Однако, в зависимости от состава бетона и точности изготовления параметр может отличаться. Особенно наглядно это видно при самостоятельном производстве колец. Кроме стандартных размеров по заказу могут быть изготовлены кольца из железобетона по индивидуальным параметрам.

К такому выходу приходят при строительстве в сложных условиях грунта и генплана.

Крышки для колодцев

Железобетонные кольца для колодца имеют обозначение, состоящее из буквенной и цифровой частей. Например, маркировка КС — это кольцо стеновое с внутренним диаметром 10 дециметров 1 метр , оно имеет габаритную высоту 3 дм, то есть 29 см см. Аналогичным образом расшифровываются маркировки других изделий.

В первую очередь стоимость изделий зависит от их размера, на цену также оказывает влияние тип используемого бетона, регион производства и наценка поставщика.

Расценки постоянно меняются из-за разных внешних факторов. Тем не менее, кольца остаются доступным жб изделием в любых условиях. Для изготовления колец для колодцев канализации и системы водопровода используют бетон марки М Прочности готового камня достаточно для обеспечения нормального функционирования шахты в течение заявленного срока. На заводах учитывают особенности материалов для изготовления и место из применения — для каждого типа колодца в бетон добавляют присадки.

Для системы водоснабжения и канализации — это уплотняющие пластификаторы, улучшающие гидроизоляцию стенок, для колец, предназначенных для особых условий — упрочнители. Колодцы канализационные.

Таблица 8. Люки чугунные.

По назначению железобетонные колодцы делятся на несколько видов: Водопроводные. Являются элементами водопроводной сети, тепло- и водоснабжения и предназначаются для установки задвижек т. Предназначены для создания канализационных систем на поворотах, в местах перепадов труб и др. Служат для борьбы с грунтовыми водами, которые разрушают фундамент; Газопроводные.

Служат в качестве элементов магистральных газопроводов. По функциональности колодцы делятся на несколько видов: Смотровые — используются для контролирования работы всей системы; Перепадные — необходимы в местах, имеющих сильные перепады труб, при повороте сети или перепаде уровня сети из-за особенностей ландшафта.

Применяются при объединении трубопроводов различной глубины в одну сеть; Поворотные. Эти колодцы применяются в местах поворотов труб для того, чтобы избежать появления засоров.

Вся маркировка железобетонных колец является стандартной. Она состоит из букв и цифр. Буквы в маркировке ЖБ кольца означают сферу применения конструкции, а цифры — ее габаритные размеры. Расшифровка цифр совершается в дециметрах. Первая цифра в маркировке говорит о внутреннем диаметре изделия, а вторая цифра отвечает за высоту железобетонного кольца.

Также часто применяются в качестве смотровых; Фильтрационные фильтрующие колодцы — необходимы для очистки сточных вод. Устанавливаются выше уровня грунтовых вод; Накопительные. Используются для аккумулирования стоков и обычно устанавливаются в самую низкую точку участка, для обеспечения оптимального угла наклона канализационного трубопровода.

Преимущества применения железобетона в качестве материала для производства колодцев: Прочность изделий. Железобетон позволяет колодцам выдерживать нагрузку, которая возникает вследствие давления грунта, а его плотная структура не подвергается размытию со стороны грунтовых вод; Бетонные колодцы применимы в большинстве грунтов; Гладкая поверхность бетонных колодцев не позволяет цепляться мусору за стенки и образовывать засоры.

Кроме того, бетон отлично подвергается очищению, причем для очистки не требуется специальное оборудование и квалифицированные специалисты; Неограниченный срок службы.

Бетонные изделия славятся своей долговечностью даже при эксплуатации в агрессивных средах и местах, где достаточно высокий уровень влажности; Простота и легкость монтажа и ремонта.

Кольца бетонные колодезные: размеры

Элементы сборного колодца легко монтируются друг на друга. Благодаря этому при ремонте не требуется замена конструкции полностью — достаточно лишь заменить или починить износившийся элемент; Инертность бетона — он не оказывает на качество воды никакого влияния. Технически эти элементы делятся: Кольца бетонные. Представляют собой сквозные тонкостенные полые цилиндрические элементы, которые служат непосредственно для формирования и укладки колодца; Крышки колодцев или, как их еще называют, плиты перекрытия.

Эти плиты обеспечивают не только для защиты воды от загрязнения, но и предотвращают опасность падения человека внутрь колодца. Имеют в своей конструкции специальное отверстие для установки люка; Плиты низа днища. Монолитные железобетонные плиты, которые служат дном и выполняют функцию гидроизоляции колодцев; Кольца опорные.

Колодцы железобетонные

Это доборные элементы, которые предназначены для конструкций нестандартной высоты для дорожного строительства. По размерам они идентичны стандартным кольцам, но имеют значительно меньшую высоту; Плиты опорные. Имеют прямоугольную форму с выходным отверстием посередине круглым или прямоугольным, впоследствии закрываемым железным люком округлой формы или прямоугольной решеткой для сточных вод. Прямоугольность опорной плиты позволяет защитить сам колодец от разрушения. Благодаря такой форме нагрузка направляется равномерно на весь периметр плиты, а стенки колодца получают минимальную нагрузку, что помогает сохранить долгую функциональность самой конструкции; Кольца с крышками.

Располагаются вверху конструкции и обеспечивают безопасное функционирование колодцев.

Отверстие в крышке, на которую устанавливается чугунный люк, необходимо для обеспечения свободного доступа внутрь колодца; Колодцы канализационные — унифицированные цилиндрические бетонные конструкции, которые предназначены для создания подземных систем канализации, газо- и водоснабжения.

Железобетонные кольца активно применяются при создании канализаций, коллекторов и обычных колодцев. Также их используют при подводке электронных коммуникаций и газопроводов. Товары данного спектра подлежат обязательной маркировке. Конструкции из бетона, которые применяют для обустройства разного вида коммуникаций, имеют ряд достоинств:. Помимо всего прочего, колодцы и коммуникации, построенные с использованием подобных конструкций действительно долговечны.

Бетонные кольца: применение и изготовление своими руками

Они имеют высокую ремонтопригодность. Производство разных видов данной конструкции имеет свои нюансы. Не все модели поддаются обязательному армированию. Однако изделия со стальным каркасом более прочны и устойчивы к давлению. Заводские модели ЖБ колец армируют по специальной технологии прессования с использованием виброустановок. Процесс придает изделиям сильную усадку. Благодаря вибрациям из смеси удаляются микропузырьки воздуха, которые способствуют разрушению конструкции.

Железобетонные кольца различаются не только габаритами, но и маркировкой. Она используется для разделения назначений конструкций.

Все размеры в одной таблице: “Бетонные кольца для колодца”

Наиболее распространены в строительстве изделия со следующими аббревиатурами:. Кроме буквенного обозначения, в маркировке указываются цифры. Они расшифровываются как высота и диаметр конструкций. Также ЖБ конструкции дополняются дополнительными частями, такими как перекрытие дна. В такой ситуации плита имеет пометку ПП или ПК для дна, совпадающего с диаметром кольца. Плиты для дна имеют обозначение ПД. Подобные конструкции придают герметичность системе.

Их укладывают сверху и снизу для защиты конструкции от грунтовых вод.

Железобетон — прочный, влагонепроницаемый, устойчивый к воздействию кислот и щелочей материал. Он эффективно защищает свое содержимое от проникновения в окружающий грунт. В некоторых случаях расходы арматура, опалубка, смесь, монтаж будут меньше, чем стоимость покупки и транспортировки промышленного изделия. Содержание Плюсы и минусы ЖБ колец Маркировка, выбираем какие лучше ставить Из чего собирается конструкция?

В колодцах с питьевой водой плиты используют для предотвращения загрязнения воды грунтом и грязью. Подобрать бетонные кольца для колодца довольно сложно, поэтому, чтобы избежать проблем с установкой, такие изделия выполняются с маркировкой. В ней указываются необходимые значения, такие как диаметр и высота.

Стандартные размеры железобетонных колец

Кроме того, маркировка позволит узнать, сколько будет стоить определенное изделие. При выборе ЖБ колец необходимо рассчитать объем воды, потребляемой домочадцами. После расчетов можно приобретать конструкции и приступать к монтажу.

Объем и высота канализационного кольца колодца✍: стандартные размеры и расчеты

На чтение 7 мин Просмотров 4.4к. Опубликовано Обновлено

Железобетонные кольца – популярный строительный материал, который часто используют при сооружении автономных канализационных систем. Из них собирают колодцы для слива стоков, где последние частично перерабатываются. Изготавливают кольца методом литья в формы. В качестве исходного материала используют бетонный раствор. Предварительно в формы закладывают армирующий каркас из стальной арматуры, которую собирают в виде решетки.

Виды бетонных колец

Стандартное ЖБ кольцо

Производители предлагают расширенный ассортимент бетонных изделий. Два-три десятка лет тому назад этот материал представлялся в единственном экземпляре – сплошные кольца с плоскими торцами. Их монтаж производился с применением цементно-песчаной смеси, которую использовали в качестве кладочного раствора. Скрепляли элементы между собой металлическими скобами.

Сегодня на рынке можно приобрести :

  • С замковым (фальцевым) соединением. Верхний торец представляет собой фальц с внутренней выемкой, нижний — с внешней. При установке друг на друга происходит плотное примыкание фальц. Чтобы увеличить герметичность места соединения, между ними укладывают уплотнитель в виде резинового жгута или вспененного полимера.
  • Фильтрационные. Бетонные кольца, по всей плоскости которых сделана перфорация в виде сквозных отверстий. Такие изделия используют для формирования фильтрационных колодцев, в которые сливается осветленная (очищенная) вода. Она проходит сквозь отверстия, проникая в грунт.
  • Доборные. Это нестандартной высоты канализационные кольца, которые используют, если стандартных колец не хватает, чтобы обеспечить требуемую высоту колодца. Они на рынке представлены с плоскими и фальцевыми торцами.

Производители ЖБИ предлагают к кольцам дополнительные элементы: днища для колодцев и крышки с отверстиями для люков и вентиляционных патрубков. Оба элемента производят в соответствии с диаметрами железобетонных колец.

Маркировка изделий

Все канализационные кольца и дополнительные элементы имеют стандартную маркировку:

  • КС – кольцо стеновое;
  • ПД или ПН – плита днища;
  • ПП или ПК – плита перекрытия.

Кроме буквенного обозначения в маркировке присутствуют и цифры. К примеру, КС 10-9:

  • «10» — это внутренний диаметр в дециметрах, то есть это 1 м;
  • «9» — это высота изделия (дм), то есть 90 см или 0,9 м.

Производители добавляют к маркировке еще одно буквенное значение. Оно обозначает проницаемость бетона. Нормальная проницаемость обозначается – Н, пониженная – П, особо низкая – О.

Кроме такой разновидности маркировки, есть классификация, которая делит бетонные кольца по назначению.

Из каких колец делают канализационные колодцы для частного дома?

Марку КС обычно используют для сооружения небольших по размерам колодцев. Поэтому они подходят для возведения бытовых канализационных конструкций.

Другие марки:

  • КО — кольцо, используемое в качестве опорной части колодезного сооружения, укладывают в нижнюю часть собираемой конструкции;
  • КВГ — можно использовать для строительства колодцев, предназначенных для проводки газо- или водопровода.
  • КЛК используются для возведения колодцев для ливневой канализации, сооружаемой внутри города;
  • КФК используют для септиков и фекальных сисием.

Отличаются все виды бетонных колец друг от друга маркой бетонного раствора, а также степенью проницаемости исходного материала. Изделия «КВГ» не подвергаются в процессе эксплуатации влажностным нагрузкам. Их изготавливают из бетона с особо низкой проницаемостью, что снижает цену изделия.

Производители предлагают кольца с дном. Маркируются элементы этого типа как ДК. При создании герметичной колодезной конструкции такие изделия укладывают в самый низ. Отпадает необходимость укладывать днище и герметизировать стык между ним и нижним кольцом.

Стандартные размеры и объем

В бетонных кольцах стандартизированы три размерных параметра: внутренний диаметр, высота и толщина стенок. В таблице указаны эти параметры, плюс вес изделий.

НаименованиеРазмерные параметры, ммМасса, кг
диаметрвысотатолщина стенки
КС 7-17001008046
КС 7-1,57001508068
КС 7-3,570035080140
КС 7-570050080230
КС 7-670060080275
КС 7-970090080410
КС 7-10700100080457
КС 10-5100050080320
КС 10-6100060080340
КС 10-9100090080640
КС 12-1012001000801050
КС 15-6150060090900
КС 15-91500900901350
КС 20-620006001001550
КС 20-920009001002300

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

Если последняя цифра в маркировке бетонных изделий не стоит, высота по умолчанию 90 см. Все остальные значения высоты указываются обязательно.

Объем бетонного кольца

К объему колец канализационных колодцев подходят, как к расчету объема цилиндра — умножением высоты изделия на площадь сечения. Последний показатель рассчитывается по формуле:

S=πD²/4=3,14D²/4.

К примеру, для кольца марки КС 10-9, где диаметр равен 1 м, высота 0,9 м:

S=3,14х1²/4=0,785 м² — это площадь сечения.

V=SxH, где Н — высота кольца. Получается: V=0,785х0,9=0,7 м³ — это объем кольца марки КС 10-9.

Расчет объема канализационного колодца для дома

Канализационная система рассчитывается с учетом стоков, которые сливаются в сборный железобетонный колодец. Чем их больше, тем больше должна быть емкость. Для расчета потребуется три параметра:

  • количество людей, постоянно проживающих в доме;
  • суточная норма, которая приходится на одного человека — этот показатель стандартный, в СНиПах и СанПиНах указано 200 литров в сутки или 0,2 м³/сут. ;
  • время, за которое бактерии перерабатывают органику — этот показатель также является стандартным – 3 суток.
Минимальные объемы

Обозначенные значения надо перемножить между собой. Конечный показатель – требуемый объем канализационного колодца. К примеру, если в доме постоянно проживает 3 человека:

V=3х0,2х3=1,8 м³.

Чтобы получить такой объем бетонного резервуара, надо полученное значение разделить на объем одного кольца. К примеру, с той же маркой КС 10-9:

1,8:0,7=2,57, округляем в большую сторону, получается – 3 кольца.

Необходимо учитывать и тот момент, что канализационная труба вводиться в колодец на определенном расстоянии от верхнего торца верхнего элемента. Этот показатель не должен быть меньше 30 см. И этот объем надо будет учитывать, рассчитывая количество бетонных изделий.

В некоторых регионах проблематично делать большие заглубления. Этому препятствует вечная мерзлота или высокий уровень грунтовых вод. В данном случае стараются установить железобетонные кольца большего диаметра.

К примеру, если выбраны кольца КС 20-9, объем одного элемента – 2,8 м³. То есть для дома, где проживает 3 человека, одного кольца более чем предостаточно. Копать под него глубокий котлован не надо, максимально он заглубляется на 70-80 см. Это упрощает строительные работы и снижает бюджет. Поэтому очень важно сначала провести все расчеты, а затем переходить к строительным работам и приобретению материалов.

Пример схемы переливного септика:

Объем кольца ЖБИ с рекомендациями к применению

Базовые характеристики

  • Высота: 90 см;
  • Наружный диаметр: 118 см;
  • Внутренний диаметр: 100;
  • Толщина стенки: 9 см;
  • Объем: 0,706858 м3. (0,7 м3)

 

Не очень популярный товар, однако зря.Постараемся объяснить почему.Естественно спрос на данное кольцо не превышает планку среднего, в таблице размеров оно на последнем месте если не брать в расчет укороченные варианты.Основная масса заказов приходится на обустройство питьевых колодцев, либо для полива огорода.Очень редко люди берутся ставить его для осушения участка.Во-первых, это ограниченное число мест(где грунтовая вода в жару буквально под ногами), а во-вторых, не является первой необходимостью. Как можно увидеть примеров минусов в упрек метровых достаточно.Разберем плюсы.

На первом месте наравне с ценой, ошибочное мнение о размерах.Правило конечно работает, но рискну предположить впитывание отходов в грунт не на 100 % зависит от площади точки соприкосновения.Все мы знаем, что такое баня.В теории можно предположить как деды закапывали небольшие бочки лет 30 назад, которые и по сей день сухие.А ведь мыльная вода далеко не редкость в процессе мытья.

Мы подводим к тому, что бюджетные варианты, какими считаются метровые, при нужном грунте вполне себе достойно, если конечно же вы планируете делать сливную яму из двух стопок(он же септик)Как накопительная часть, первый колодец из трех метровых колец это очень даже прилично.

Как правило в своем большинстве грунт имеет хорошую пропускную способность, но увы попадаются и жесткие слои, поэтому быть уверенным нельзя.В любом случае во второй колодец сливается относительно чистая жидкость.Может звучать навязчиво, но три стопки метровых колец, настоящее очистное сооружение.Не обязательно делать тройные, можно сделать первую 3 элемента, вторую и третью по два.И так далее по желанию.Как минимум обдумать можно.Примерно такой вариант мы описали в септике ромашка, где подробно описали принцип работы тройного перелива.

Подведем итог:

В каком случае подойдут ЖБИ бетонные кольца КС 10-9

  •  Вы ищите бюджетный вариант для септика под ключ в Новосибирске;
  •  Хотите переливной септик, но переплачивать не готовы;
  •  Знаете что у вас грунт 60-70% песка и уверены что вода уходит быстро;
  •  У соседей сделано также и прекрасно работает;
  •  Ваш дом используется только для летнего проживания;
  •  Живете круглый год, но понимаете что пользуетесь в меру;
  •  Вам не лень сортировать жиры в специальных контейнерах;
  •  Планируете выкопать септик своими силами и заказать только самогруз;

Некоторые пункты покажутся вам неприемлемыми для себя, однако прошу учесть тот факт, что все люди живут в разных условиях и у каждого свой взгляд на вещи.

маркировка, размерный ряд, виды и производство

Железобетонные кольца отличаются разнообразием конструкционного исполнения, что определяет широту области их применения. Востребованность ЖБИ колец вызвана их многочисленными преимуществами, такими как надежность, прочность, высокая сопротивляемость внешним нагрузкам.

Где применяются?

Область применения железобетонных колец зависит от материалов, из которых они сделаны. Для их производства используют разные марки бетона, щебень и песок с широким гранулометрическим составом, металлическую арматуру или сетку. Они обеспечивают достаточный запас прочности для применения бетонных колец в сооружении колодцев для питьевой воды, скважин, коллекторов, септиков, смотровых, канализаций, газопровода. Дренажные системы также монтируются на железобетонных кольцах.

Вернуться к оглавлению

Маркировка, размерный ряд

Обозначаются бетонные изделия, согласно области применения и габаритам. Единицы измерения — дециметр или метр.  Примеры буквенной маркировки согласно ГОСТу:

  • КС — стеновые бетонные кольца для оборудования смотровых или горловин;
  • КСД — стеновые изделия с дном;
  • КО — с опорой;
  • КФК — для септиков и фекальных систем;
  • КЛК — ливневки;
  • КЛВ — колодцы-водоприемники в ливневках;
  • КВГ — для сооружения водопроводных и газопроводных коммуникаций.
Таблица маркировки и размеров колец.

Цифры содержат сведения о внутреннем сечении и высоте железобетонного кольца. Пример: КС 6-10 — бетонная конструкция стенового типа с внутренним сечением 6 дм, высотой 10 дм или 1м. Стандартные размеры бетонных колец: сечение — 7—20 дм, высота — 1—20 дм, толщина стенки — 0,7—2 дм.

Маркировка может включать сорт используемого бетона, как правило, от М200 до М500, информацию об армировании. Например, стандартные стеновые кольца для колодцев не армируются, так как бетон своими руками выдерживает боковые нагрузки и работает на сжатие. Усиление необходимо для колец для применения в тяжелых грунтовых условиях. Для этого берутся стальные пруты толщиной до 1 см или арматурная сетка размером 0,6—1 мм.

По массе бетонные кольца варьируются в диапазоне 44—1470 кг.

Вернуться к оглавлению

Каким качествам соответствуют?

ГОСТ 8020-90 определяет свойства, характерные железобетонным кольцам. Здесь описана маркировка, сфера применения, габариты стандартных конструкций. Величины прочности сортов бетона, применяемых для заливки колец, нормируются в ГОСТе 10180. В ГОСТ 10060 включена информация о морозостойкости материала, а в ГОСТ 12730 — о водонепроницаемости. Соблюдения требования ГОСТов обеспечивают такие преимущества колец:

  • доступность монтажа на разную глубину в грунте любого качества;
  • легкость и высокие темпы кладки;
  • удобство прокладки гидроизоляции, утепления;
  • надежность;
  • способность противостоять любым механическим, агрессивным воздействиям;
  • легкость ремонта и эксплуатации;
  • долговечность.

Единственный недостаток — вес. По этой причине возникает необходимость применения грузоподъемной техники для обустройства бетонных колец.

Вернуться к оглавлению

Виды

Существует классификация бетонных колец по ГОСТу и типу конструкционного исполнения стандартных размеров (диаметр — 7—12 дм, высота — 0,1—1 метр).

Вернуться к оглавлению

Вспомогательные

Изготавливаются бетонные кольца под заказ, например, когда нужны нестандартные размеры, форма или дополнительные отверстия. Доборные и опорные бетонные кольца применяются при монтаже сложных технологических объектов, для обустройства поворотов инженерных коммуникаций, при сооружении горловины колодца, когда ставятся дренажные системы. Такие кольца могут быть стандартные и квадратные.

Вернуться к оглавлению

Стеновые

Кольцам характерно отсутствие дополнительных крепежных элементов. Их чаще всего используют для сооружения горловин. Отличаются легкостью монтажа: изделия укладывают друг на друга, бетонным раствором герметизируют швы. Недостатки — неустойчивость конструкции, возможность разрушения при малейшем сдвиге грунтов.

Вернуться к оглавлению

С замком

Конструкции с замком популярны из-за своей надежности. Главная задача замка — обеспечение герметичности стыков и повышение устойчивости. Бетонное изделие с углублением в торце способно устоять перед мощным плывуном.

Вернуться к оглавлению

Сборные бетонные кольца

Изготовление сборных колец из железобетона осуществляется на заводе. Отличаются улучшенными техническими характеристиками. Ввиду этого, они наделены массой преимуществ.

  1. Морозостойкость, обеспеченная прочной связью стали и бетона после высыхания.
  2. Антикоррозийная стойкость, полученная вследствие защиты арматуры бетоном.
  3. Огнеупорность.
  4. Долговечность в любых условиях эксплуатации. Упрочнение арматурой наделяют стойкостью к большим нагрузкам. Благодаря применению высокого сорта бетона конструкция не теряет своих характеристик, не деформируется и не разрушается со временем.
  5. Низкая стоимость изделий.

Недостаток только один — большой вес.

Вернуться к оглавлению

С днищем

Кольцо с днищем.

Железобетонными кольцами с готовым герметичным и водонепроницаемым дном обустраивают канализационные колодцы, камеры отстойников, септики. Днище защищает железобетонную конструкцию от подтекания грунтовых вод и от просачивания вредных веществ в почву. Наиболее распространенные размеры по сечению (метр), высоте (дм), массе (кг):

  • 1 х 9 х 830 кг;
  • 1,5 х 9 х 1400 кг;
  • 2 х 9 х 2300 кг.
Вернуться к оглавлению

С плитой перекрытия

Изделия с плитами перекрытия предназначены для обустройства колодцев большой глубины. Такое железобетонное кольцо является завершающим элементом конструкции и имеет отверстие в железобетонной плите перекрытия, смещенное от центра для установки горла колодца. Усиление плитой перекрытия придает кольцу большую прочность и надежность.

Вернуться к оглавлению

Технология производства

Изготовление железобетонных колец — трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и знаний. Поэтому для сооружения небольшого колодца целесообразней покупка готовых ЖБИ. Следует знать, что опалубка к кольцам достаточно сложная в конструкционном исполнении. Работы по отливке требуют точности и аккуратности. Соблюдение правил позволит избежать неровностей, потери прочности и образования пустот в бетоне. Ниже описаны основные стадии производства колец.

Вернуться к оглавлению

Подготовка материалов и инструментов

Необходимые материалы для опалубки: две бочки и оконные навесы.

Для опалубки понадобятся:

  • две стальные бочки разного размера;
  • дверные или оконные навесы;
  • крепежная фурнитура;
  • «карандаш» по металлу;
  • болгарка, диск для резки.

Для приготовления раствора:

Вернуться к оглавлению

Основные требования к технологическому процессу производства

  1. Нужно обеспечить достаточную прочность разборной формы для бетонных колец.
  2. Высокосортная смесь не ниже М500.
  3. Мелкий заполнитель — щебень с зерном 0,5—1 см, отмытый песок.
  4. Качественное виброуплотнение.
  5. Подогрев при работе при температуре до 5 0С.
Вернуться к оглавлению

Сооружение опалубки и каркаса

Бочка цилиндрической формы снаружи размечается двумя продольными линиями «карандашом» по металлу пополам. На обозначенные линии крепятся по два дверных или оконных навеса. Их изгибы должны совпадать с проведенной чертой. Такая же разметка наносится изнутри цилиндра, по которой делается надрез болгаркой. Это позволяет сделать опалубку раскрывающейся. Для соединения половин используется крепежная фурнитура.

Вторая цилиндрическая бочка должна быть меньше первой. На ней делаются такие же метки, как и на первой с расстоянием между линиями 1/3 друг от друга по окружности. Также крепятся навесы и шпиндели. Разрезается цилиндр по одной черте. Шарнирные части нужно собрать так, чтобы изнутри конструкция была выше на 5—10 см внешней опалубки.

Открываться цилиндры должны: верхний — наружу, внутренний — внутрь. Укрепляющий каркас из стальной арматуры или металлической сетки заливается бетоном в опорном кольце, образуя прочный железобетонный слой.

Вернуться к оглавлению

Заполнение составом

Для приготовления заливки можно использовать готовую бетонную смесь или сделать ее своими руками. В последнем случае принято брать соотношение цемента к щебню и песку равным 1 : 1: 3. Объем воды определяется визуально, чтобы раствор равномерно распределялся внутри. Добавляется жидкость частями при тщательном перемешивании.

Готовый бетонный раствор заливается порционно. Каждый слой тщательно трамбуется. Для этого лучше использовать специальное вибрационное устройство. Большой вес предполагает укладку краном, поэтому в железобетонных кольцах на стадии формования устанавливаются четыре монтажные петли с сечением 8—10 мм. Концы проволоки загибаются и заглубляются в бетон на расстояние 40—50 см.

Вернуться к оглавлению

Уплотнение

Весь объем качественно уплотняется для удаления воздуха, чем повышается прочность готового изделия. Штыкование или трамбовка прутом решает проблему частично. При отсутствии виброплощадки допускается использование обычного перфоратора. Для этого вместо пики зажимается арматура с металлической пластинкой, приваренной к ее концу.

Вернуться к оглавлению

Демонтаж

Раскручиваются болты внешней опалубки. Чтобы форма легче отделилась, стенки простукиваются молотком. Внутренняя часть снимется легче, если предварительно в нее поставить две квадратные трубы. После загустения и упрочнения бетона эти части просто выбиваются из бетонной формы.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Железобетонные кольца в широком ассортименте представлены на рынке. Также существует возможность сделать их своими руками. В любом случае за готовыми изделиями требуется должный уход, заключающийся в правильном монтаже, обслуживании поверхностей и качественной гидроизоляции.

Большой вес предполагает использование спецтехники для их кладки.

Быстрые способы оценки круглых бетонных форм

Когда дело доходит до оценки количества бетона, большинство ремонтников полагаются на предложение субподрядчика. Но иногда проще самостоятельно оценить затраты на небольшую работу, например, на плиту патио или группу бетонных опор для поддержки настила. Оба этих примера включают расчет необходимого объема бетона, что достаточно просто для прямоугольной плиты, но немного сложнее для цилиндрической трубы или полукруглой террасы.

В наши дни вы можете ввести несколько цифр в онлайн-калькулятор, который покажет необходимое количество бетона. Но математика, лежащая в основе расчетов, проста, и вам не повредит напомнить, как произвести расчет вручную, на случай, если ваш Wi-Fi мигает. Кроме того, я только что обнаружил классный ярлык, который стоит знать.

Объем цилиндра: #TheHardWay

Форма трубы — это высокий тонкий цилиндр, а круглая плита — это короткий широкий цилиндр.Как и для всех цилиндров, для вычисления объема (V) необходимо умножить площадь круга (πr 2 ) на высоту (h). Давайте сначала посмотрим на 10-дюймовую трубку высотой 6 футов. Чтобы найти объем, необходимо: 1) найти радиус; 2) конвертировать дюймы в футы; и 3) подставьте результаты в формулу V = πr 2 x h [1] .

Ярлык

Хорошо, это было весело, но гораздо проще обратиться к таблице стандартных диаметров труб и количества бетона, необходимого для их заполнения на фут высоты [2] .

Тем не менее, фактическая математика пригодится, когда цилиндр представляет собой плиту для террасы. И это немного проще благодаря ярлыку, который я обнаружил во время просмотра видео на нашем дочернем веб-сайте ProTradeCraft.com, на котором изображен Тим Оделл из Odell Complete Concrete, подрядчика по бетону, обслуживающего округ Ориндж, Калифорния,

Из множества обучающих видеороликов, доступных на веб-сайте компании и на канале YouTube, этот посвящен расчету количества бетона, необходимого для изогнутой плиты внутреннего дворика.В нем Оделл раскрывает ярлык, которого я никогда раньше не видел: площадь круга составляет 78,5% площади квадрата того же размера. Давайте посмотрим на пример.

Оделл ссылается на рисунки террасной плиты в форме пирога, выступающей на 18 футов над домом. Плита представляет собой идеальную четверть круга, и, используя свой ярлык, он находит площадь, беря квадрат того же размера, а затем умножая его на 0,785, чтобы найти площадь формы пирога [3] . Все, что осталось для получения объема, — это умножить на толщину плиты, которая в данном случае составляет 4 дюйма.Чтобы на самом деле заказать бетон, вы, конечно, должны перевести его в кубические ярды.

Сокращение трубки

Этот маленький трюк, так сказать, завершающий круг, работает и с бетонными трубчатыми формами. Возвращаясь к предыдущему примеру трубы диаметром 10 дюймов, площадь 10-дюймового квадрата составляет 100 квадратных дюймов (10 x 10) или 0,69 квадратных футов (100/144). Умножьте это на 0,785, и вы получите 0,545 квадратных футов для площади 10-дюймового круга, образованного трубкой. Объем трубы 6 футов высотой по-прежнему равен 3. 3 кубических фута (0,545 х 6).

Довольно гладко.

Узнайте больше о ноу-хау на стройплощадке здесь

Калибровка стальных колец для измерения деформации и усадочного напряжения композитов на цементной основе

Материалы (Базель). 2020 июл; 13 (13): 2963.

Факультет строительства и архитектуры Западно-Поморского технологического университета в Щецине, ал. Пястов 50, 70-311 Щецин, Польша; [email protected]

Поступило 18.06.2020 г .; Принята в печать 30 июня 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Усадка бетона — это явление, которое приводит к уменьшению объема композитного материала в течение периода отверждения. Метод определения эффектов ограниченной усадки описан в стандарте ASTM C 1581 / C 1581M – 09a. В этой статье показана калибровка измерительных колец в соответствии с теорией упругости и анализ зависимости деформации стального кольца от растягивающего напряжения высокоэффективного бетона как функции времени. Стальные кольца, снабженные тензодатчиками, используются для измерения деформации при сжатии образцов. Деформация вызвана усадкой образца бетонного кольца, который сжимается вокруг стальных колец. Метод позволяет регистрировать изменения процесса усадки во времени и оценивать склонность бетона к растрескиванию.Однако стандарт не акцентирует внимание на деталях механической конструкции испытательного стенда. Для получения точных измерений испытательный стенд необходимо откалибровать. Ошибки измерения могут быть вызваны неправильной, неравномерной установкой тензодатчиков, неточной геометрией стальных измерительных колец или неправильными настройками оборудования. Метод калибровки позволяет определить напряжение в бетонном образце, приводящее к его растрескиванию при определенной деформации стального кольца.

Ключевые слова: испытание с удерживаемым кольцом , растрескивание при автогенной усадке, испытание на растрескивание бетона, испытание на растрескивание под усадку, калибровка с удерживаемым кольцом

1.Введение

Усадка композиционных материалов — это явление, при котором материал уменьшает свой объем в результате сушки, карбонизации и аутогенных процессов [1,2,3,4,5]. Если элемент не ограничен и может свободно изменять свой объем, конструкция остается нетронутой. Однако, когда усадка ограничена, отсутствие свободной деформации приводит к развитию внутренних напряжений, которые приводят к растрескиванию.

Одним из основных методов исследования контролируемого снижения усадочных деформаций бетона является использование кольцевых методов.Предположительно, первые испытания такого типа были проведены Карлсоном и Редингом [6] в 1940-х годах, где результатом исследования стало определение возраста растрескивания образцов бетонных колец. Геометрию и поперечное сечение бетонного кольца можно выбрать в зависимости от размера заполнителя. Степень ограничения зависит от модуля упругости и ширины двух колец: бетонного кольца и жесткого стального кольца, ограничивающих свободную деформируемость композита. Однако высота — общепринятый параметр.Разработаны различные геометрии ограничительных колец [7,8,9] и кольцевых бетонных образцов [7,10,11,12]. Были использованы два стальных измерительных кольца: внешнее и внутреннее, причем дополнительное внешнее кольцо использовалось для ограничения деформаций, вызванных автогенным набуханием и тепловым расширением бетона [13]. Исследования эллиптических колец были реализованы для достижения более раннего растрескивания бетона [14,15]. В США были разработаны два стандарта для кольцевых испытаний: стандарт мостов AASHTO T 334-08 и ASTM 1581M – 09a.

Установленные в стандарте ASTM C 1581 / C 1581M – 09a «Определение возраста при растрескивании и характеристик вызванного растягивающего напряжения для строительного раствора и бетона при ограниченной усадке» размеры стальных и бетонных колец означают, что растягивающие напряжения из-за ограничений одинаковы. растягивающим напряжениям из-за высыхания наружной поверхности бетонных образцов. Такая конфигурация граничных напряжений вызывает равномерное деформирование бетонного сечения. Аналогичное значение краевого растягивающего напряжения определяет разрушение бетонного образца в результате превышения его прочности на растяжение [16].В методе колец используется тензометрическое измерение деформации стального кольца, вызванной усадкой бетона. Существенным преимуществом этого метода является то, что регистрация деформаций начинается сразу после формирования образца.

В современных бетонах с низким водоцементным соотношением на общую усадку существенно влияет автогенная усадка, которая возникает на первой стадии твердения. Высокоэффективные бетоны подвергаются автогенной усадке даже до 200 мкм / м после первых суток созревания.В случае традиционных бетонов с водоцементным соотношением 0,5 величина автогенной усадки через 28 дней достигает 100 мкм / м и в практических условиях незначительна [1]. Растрескивание, вызванное усадкой, увеличивает глубину проникновения воды и агрессивных веществ, которые вызывают коррозию арматуры, выщелачивание бетона и, как следствие, ухудшение прочности бетона и разрушение конструкции. К настоящему времени было проведено множество исследований, направленных на повышение долговечности и минимизацию склонности бетона к растрескиванию.Исследования проанализировали влияние изменения климатических условий, влияющих на скорость разрушения бетонных образцов [10,17,18] и скорость, с которой начинается высыхание [19,20]. Также было исследовано влияние состава бетона на склонность к растрескиванию [7,9,21,22,23]. Исследование также включало эффект внутреннего отверждения пропитанного заполнителя [24,25], волокон [7,8,9,26,27], добавок, уменьшающих усадку [28,29]. Испытания численного моделирования были также выполнены для прогнозирования восприимчивости бетона к растрескиванию на основе кольцевых методов [30,31,32].

Испытания, проведенные в соответствии со стандартом ASTM C 1581 / C 1581M – 09a, позволяют определить время растрескивания образца бетона в результате сдержанной усадки, превышающей предел прочности бетона на растяжение. Однако определить точное значение усадки не представляется возможным; вместо этого необходимо измерить деформацию стального кольца. Прежде чем контрольные измерения можно будет использовать в дальнейшем анализе, необходимо откалибровать стальные измерительные кольца. Процесс калибровки устраняет ошибки измерения, вызванные установкой тензодатчика, который может давать результаты, отличные от результатов, рассчитанных с помощью теоретических уравнений.Эти ошибки могут существенно повлиять или даже полностью нарушить измерения. Испытания калиброванных стальных колец методом ограниченного кольца позволяют точно измерять деформации в стальных кольцах и определять растягивающие напряжения в образцах бетонных колец.

В статье представлен процесс калибровки трех стальных мерных колец. Методика испытаний с использованием калиброванных фиксируемых колец была проведена для двух самоуплотняющихся высокопрочных бетонов с легким и натуральным заполнителем.Полученные значения деформации стального кольца и возникающие растягивающие напряжения в кольцевых образцах бетона были проанализированы для двух условий созревания: деформации из-за автогенной усадки и усадки при высыхании — боковая опалубка удалена через 24 часа бетонирования — и деформация из-за только автогенной усадки без эффектов высыхания боковой поверхности . Использование различных режимов испытаний позволило проверить точность измерения и стабильность развития деформации при кратковременных и длительных испытаниях.

2.Задача исследования

Целью исследования была калибровка трех стальных измерительных колец для регистрации деформации в соответствии со значениями, полученными из теории упругости. Новинкой этого испытания является калибровочный стенд и методика измерения деформации стальных колец в соответствии с ASTM C 158 / C 1581M – 09a, на которое был получен патент на изобретение.

3. Методы и программа экспериментов

3.1. Описание испытательного стенда

Принципиальная схема калибровочного испытательного стенда представлена ​​на рис.Стальное измерительное кольцо, оборудованное тензодатчиками, установленными по окружности на внутренней поверхности, должно быть установлено в центре внешнего защитного кольца и прикреплено к нижней пластине. Чтобы приложить внешнее давление для калибровки, необходимо поместить резиновую надувную манжету между измерительным кольцом и внешним экраном. Затем кольца следует накрыть жесткой верхней пластиной. Нижняя и верхняя пластины должны быть изготовлены из недеформируемого материала, например стали, и прикреплены друг к другу болтами.Наружное кольцо должно быть на 5 мм выше измерительного кольца для обеспечения свободной деформации. Такая конструкция испытательного стенда позволяет приложить сжимающие напряжения к внутреннему измерительному кольцу от неподвижной внешней защиты и неподвижных горизонтальных пластин.

Блок-схема системы калибровки стальных измерительных колец: ( a ) вид сверху; ( b ) раздел A-A.

Резиновую манжету следует подсоединить через цифровой манометр к воздушному компрессору для одновременной регистрации его давления и деформации измерительного кольца.Стальное измерительное кольцо соединено кабелями с тензометрическим мостом и измерительным оборудованием. В показанной на рисунке системе калибровки используется тензометрический мост с внутренней температурной компенсацией.

Система, используемая в лаборатории, представляет собой мост для тензодатчиков без внутренней температурной компенсации, что требует подключения тензодатчиков к полумостовым или полумостовым схемам Уитстона. Каждая точка измерения состояла из пары тензодатчиков, которые были приклеены по вертикали и по кольцу к внутренней поверхности стального кольца.Температурная компенсация обеспечивалась тензодатчиками, расположенными по вертикальной оси, входящими в цепь другого измерительного кольца. Схема показана на, а блок-схема представлена ​​на. Калибровка проводилась для трех измерительных колец с четырьмя парами тензодатчиков, расположенных через каждые 90 градусов. Тензодатчики были установлены по окружности, на полпути по внутренней поверхности стальных колец. Чтобы компенсировать температурное воздействие, записи были сняты с тензодатчиков, установленных в дополнительном измерительном кольце, которое не принимало активного участия в калибровке, как показано на рис.

Стенд для калибровочных испытаний: ( a ) установка измерительного кольца, резиновой манжеты и защитного кольца; ( b ) изолированы верхней пластиной, нижней пластиной и внешним экранирующим кольцом.

Система калибровки с использованием тензодатчика без внутренней температурной компенсации: 4 пары тензодатчиков.

Компоненты системы калибровки: ( a ) измерительные кольца при испытании; ( b ) регистрация деформации и давления воздуха.

3.2. Процедура эксперимента

Сначала пассивный этап калибровки начинается с размещения измерительного кольца на испытательном стенде, его плотного соединения с пластинами и подключения измерительного оборудования и компрессора. Активный процесс калибровки начинается на втором этапе, как показано на. Воздух, нагнетаемый компрессором, поступал по шлангу с цифровым манометром на манжету. Когда пространство между кольцом и защитной пластиной заполняется, манжета начинает оказывать равномерное радиальное давление на окружающие поверхности, включая внешнюю поверхность стального кольца.Тензодатчики регистрируют изменение сопротивления и посылают импульс на измерительный мост, отвечающий за расчет деформации стального кольца. С измерительного моста сигнал отправляется на компьютер, который отображает измерения в виде непрерывного графика функции деформации кольца. показывает испытательный стенд во время процесса калибровки кольца.

Кроме того, чтобы минимизировать трение между расширяющейся манжетой и измерительным кольцом, перед испытанием внешние поверхности измерительного кольца, манжеты и внутренняя поверхность внешнего кольца были покрыты синтетическим маслом.Трение расширяющегося тора о внешнюю поверхность измерительного кольца может вызвать расхождения и неравномерную деформацию. Это является результатом коэффициента Пуассона для стали и может вызвать совокупную ошибку измерения для каждой калибровки измерительных колец.

Измерения позволяют получить временную функцию давления и деформации. Результат виден как линейная зависимость между окружной деформацией и радиальным напряжением. Сравнение функций, полученных в результате измерений и рассчитанных по теоретическим уравнениям, позволяет определить калибровочный коэффициент для испытуемого кольца.Калибровка позволяет сравнивать результаты измерения деформаций трех независимых колец.

Калибровочный анализ был выполнен отдельно для трех стальных колец с использованием теоретической функции [6]:

σR = −εθ · Es · ros2 − ris22ros2

(1)

где σR представляет собой внешнее давление, приложенное к стальному кольцу (МПа), εθ представляет собой окружную деформацию стального кольца (м / м · 10 −3 ), Es представляет модуль упругости стального кольца (ГПа), ros представляет собой внешний радиус стального кольца (мм), а ris представляет собой внутренний радиус стального кольца (мм).

На основании калиброванной зависимости окружной деформации измерительных колец εθ от значения радиального давления σR определяется ход периферийных напряжений в бетонных кольцевых образцах. Наибольшее значение периферийных напряжений в бетонном образце зафиксировано в ближайшей зоне радиального напряжения стального кольца — на внутренней поверхности бетонного образца [6]:

σθmax, c = σR · (roc2ric2 + 1) / (roc2ric2−1)

(2)

где σθmax, c представляет собой максимальное окружное напряжение в бетонном образце (МПа), roc представляет собой внешний радиус бетонного образца (мм), а ric представляет собой внутренний радиус бетонного образца (мм).

4. Результаты

4.1. Результаты калибровочного испытания

Деформации стального кольца регистрировались индивидуально для каждого из четырех датчиков окружной деформации в зависимости от времени и в зависимости от действующего давления. Чтобы исключить возможные ошибки измерения и повысить точность калибровки, измерение давления, действующего на каждое кольцо, и измерение деформации на каждом тензодатчике проводилось 6 раз. Это позволило включить три цикла измерения, каждый раз поворачивая стальное кольцо вокруг резиновой манжеты, с двумя измерениями за цикл.Затем можно рассчитать среднее значение деформации стального кольца. Влияние давления воздуха в диапазоне от 0 до 5,5 бар на функцию деформации во времени было постоянным и повторяемым для каждого испытанного кольца, как показано на рис.

Деформации стального кольца B по отношению к внешнему давлению в диапазоне от 0 до 5,5 бар.

Измеренные значения деформации стальных колец для каждого калибра и для каждого пробного испытания показаны в. В таблице также показаны средние деформации для каждого калибра во всех испытаниях и средняя деформация для всего кольца в каждом испытании.

Таблица 1

Измеренные окружные деформации для отдельных тензодатчиков при постоянном давлении (5,5 бар).

время −7 −36,31 1% − 31,21 −34,72
Цикл измерения (MC) 1: Начальное положение 2: поворот на 90 ° 3: поворот на 180 ° Среднее значение калибра Среднее значение кольца /
Теоретическое кольцо
Повторение 2 раза 1 раз 2 раза 1 раз 2 раза Отклонение
Кольцо A Деформация на датчик [м / м · 10 −6 ] 1 −37.26 −36,98 −35,54 −37,01 −36,67 −36,21 −36,61 101,9% 1,9%
2 9036,13 −36,23 −36,54 −36,04 −36,29 101,0% 1,0%
3 −35,47 −36,14 −35,47 −36,14 −35,47 −36.54 −36,18 100,7% 0,7%
4 −36,55 −36,07 −36,33 −36,31 −36,18 −36,18
0,7%
Среднее значение кольца на MC −35,35 −36,33 −36,02 −36,43 −36,66 −36,13 −36,32 101,1% 1.1%
Кольцо B Деформация на датчик [м / м · 10 −6 ] 1 −35,82 −36,05 −35,25 −35,99 −35,71 −35,89 −35,71 % −0,4%
2 −35,43 −35,64 −35,97 −35,16 −35,58 −35,16 −35,49 −35,03 −36,04 −35,14 −35,81 −35,81 −35,11 −35,49 98,8% −1,2%
Среднее значение на кольцо −35,84 −35.57 −35,68 −35,49 −35,51 −35,58 99,0% -1,0%
Кольцо C Деформация на калибр [м / м · 10 −6 ] 1 −34,98 −35,11 −35,57 −35,27 −35,78 −35,47 −35,47 % −1,6%
2 −35.51 −34,14 −34,05 −34,52 −34,54 −34,68 −34,57 96,2% −3,8%
3 −3,8%
3
−30,94 −30,56 −30,68 −30,81 85,7% −14,3%
4 −34,89 −34,72 −34,71 −34,71 9018 34,5 −34.64 −34,69 96,6% −3,4%
Среднее значение кольца на MC −33,99 −33,71 −33,94 −33,8 −333,85 9019,87 9019,8 −33,86 94,2% −5,8%
Кольцо теоретическое −35,93 100,0% 0,0%

На основании отклонений, показанных на, можно заметить, что тензодатчики колец A и B были установлены правильно, а геометрия кольца находится в пределах 2%.Предполагается, что отклонение до 5% объясняет дефекты изготовления, и его влияние незначительно. Отклонения от 5% до 15% требуют применения калибровочного коэффициента, который вычисляется и применяется к отдельному тензодатчику или ко всему кольцу. Большое отклонение деформации требует исключения измерительного кольца из испытаний. В такой ситуации необходимо удалить неисправные тензодатчики и проверить геометрию кольца.

также показывает, что для кольца C измеренные значения отличаются на 6% от теоретической модели кольца.Датчики окружной деформации № 1, 2 и 4 на кольцах A, B и C регистрируют аналогичные значения деформации, в то время как датчик деформации № 3 на кольце C показывает значение ниже, чем значения для соответствующего датчика деформации на кольцах A и B. Это указывает на неправильную установку третьего датчика окружной деформации и правильную геометрию стального кольца. Как упоминалось выше, для кольца C должен применяться калибровочный коэффициент из-за отклонения измеренной деформации от теоретических значений в пределах 15%. Диапазоны допусков от ± 5% до ± 15% были проанализированы для каждого датчика окружной деформации и для среднего значения деформации кольца относительно теоретического значения.

Когда тензодатчики регистрируют дифференциальные значения деформации при постоянном уровне давления, это указывает на их неправильную или непараллельную установку на внутренней поверхности кольца. Однако, если все зарегистрированные значения деформации аналогичны и ниже или выше теоретического значения, то, скорее всего, геометрия измерительного кольца отличается.

показывает точность измерения испытанных колец относительно теоретических значений деформации. Кольца A и B показывают значения деформации, близкие к рассчитанным по уравнению (1), тогда как кольцо C имело значительную ошибку измерения.

Окружная деформация испытанных стальных колец под давлением 5,5 бар с отнесением к зонам правильности измерения: 1 — деформация кольца в пределах допуска ± 5%, 2 — деформация кольца требует использования калибровочного коэффициента в пределах ± 15%, 3 — неправильная регистрация деформации кольца.

показывает измеренную функцию окружной деформации и радиального напряжения для стальных колец и теоретическую кривую. Функция деформации для колец A и B развивается в соответствии с теоретической зависимостью.Исходя из этого, можно сказать, что кольца A и B откалиброваны должным образом, и нет необходимости в дополнительном усилении с помощью калибровочного коэффициента. Деформации кольца C существенно отличаются от теоретических расчетов. Чтобы правильно откалибровать кольцо C, необходимо изменить коэффициент наклона функции окружной деформации и радиального напряжения.

Определение калибровочного коэффициента для индивидуального кольца.

4.2. Коэффициент калибровки для отдельного кольца

Результатом процесса калибровки является индивидуально определенный коэффициент калибровки кольца (3), который регулирует коэффициент наклона графика измеренных значений в соответствии с теоретическим графиком.Этот коэффициент учитывает геометрические дефекты кольца и неправильную установку тензодатчика. Коэффициенты калибровки для трех рассматриваемых измерительных колец показаны на рис.

где εθ.t представляет собой теоретическую окружную деформацию стального кольца при заданном давлении (м / м · 10 −6 ), εθ.m представляет собой измеренную окружную деформацию стального кольца при заданном давлении (м / м · 10 ). −6 ), а γc представляет собой калибровочный коэффициент.

Таблица 2

Допуск на погрешность и калибровочные коэффициенты.

Теория
Кольцо Деформация при 5,5 бар [м / м · 10 −6 ] Отклонение [%] Калибровочный коэффициент [-]
A −36,32 9018 1.000
B −35.58 −1.0 1.000
C −33.86 −5.8 1.061
−35.93

Зарегистрированные деформации колец A и B находятся в пределах допуска нижней границы 5%, поэтому их не нужно калибровать, и их можно напрямую использовать в дальнейших анализах. Измеренные деформации для кольца C должны быть рассчитаны, включая калибровочный коэффициент, в соответствии с уравнением:

где εθ.n представляет собой измеренную окружную деформацию стального кольца «n» (м / м · 10 -6 ), а εθ.n.m представляет зарегистрированную окружную деформацию стального кольца «n».

Калибровочный коэффициент также можно использовать для корректировки времени растрескивания бетона, как показано в уравнении (5). В случае равномерного отклонения зарегистрированных деформаций от всех тензодатчиков данного кольца это ясно указывает на жесткость, которая отклоняется от жесткости теоретического кольца. В такой ситуации, когда отклонение деформации находится в диапазоне от 5% до 15%, разумно изменить зарегистрированное время растрескивания бетона с помощью калибровочного коэффициента. На основании результатов только один тензодатчик с С-образным кольцом показал значения значительно ниже теоретического значения, что ясно указывает на ошибку установки этого тензодатчика и отсутствие причин для изменения времени растрескивания этого кольца.

tcrack.n = tcrack, n.mγc

(5)

где tcrack.n представляет собой измеренное время растрескивания стального кольца «n» после калибровки (дни), а tcrack.n.m представляет зарегистрированное время растрескивания стального кольца «n» (дни).

Использование такой калибровки необходимо для каждого измерительного кольца, которое было подготовлено для испытаний на устойчивость к растрескиванию в соответствии со стандартом ASTM C 1581 / C 1581M – 09a.

4.3. Отношение σ-ε

Использование калибровочных коэффициентов для каждого измерительного кольца позволяет выполнить общую интерпретацию результатов, усреднить значения деформации, определить среднее время растрескивания как среднее значение времени растрескивания для отдельных образцов и определить функцию окружная деформация измерительного кольца εθ до максимальных значений окружных напряжений в бетонных кольцевых образцах σθmax, c.представлена ​​линейная зависимость обсуждаемых параметров.

Теоретическая взаимосвязь между деформацией стального кольца и растягивающим напряжением образца бетонного кольца.

5. Экспериментальные исследования

Анализ влияния калибровки стального измерительного кольца был проведен для двух самоуплотняющихся бетонов: бетона С-1 с мелким и крупным естественным заполнителем и бетона С-2 с предварительно замоченным мелким заполнителем. и крупный легкий заполнитель. Для обоих проанализированных бетонов были проведены два типа испытаний бетона на усадку; первый был основан на деформации бетона через 24 часа после бетонирования, а второй не предполагал деформации образца.

Состав рассматриваемых бетонных смесей приведен на. Кольцевые бетонные образцы были сформированы вокруг стальных измерительных колец, и их геометрия соответствовала требованиям ASTM C 1581 / C 1581M – 09a. Измерительные стенды помещались в климатическую камеру, где испытания проводились при постоянной температуре T = 20 ± 2 ° C и относительной влажности RH = 50 ± 3%. Разработанные бетоны должны были иметь высокую склонность к растрескиванию под влиянием общей усадки.

Таблица 3

Состав и обозначение бетонных смесей.

Бетон Цемент 42,5R [кг / м 3 ] Зола-унос
[кг / м 3 ]
Пары кремнезема
[кг / м 3 ]
Вода [ кг / м 3 ] SP [кг / м 3 ] Агрегат [кг / м 3 ]
Натуральный Легкий
0–2 2–8 0–4 4–8
C1 / 450 / NA 450 72 38 155 11 624 1072 C2 / 450 / NA-LWA 450 72 38 155 7.65 310 540

Испытания на деформацию проводились одновременно на трех калиброванных измерительных кольцах, как показано на.

Испытание бетона на ограниченную усадку: ( a ) образцы бетона, изолированные и подвергнутые автогенной усадке; ( b ) снятие боковой опалубки через 24 часа бетонирования и измерение влияния усадки при высыхании.

и представить результаты испытаний на деформацию стального кольца типа 1 и развитие растягивающих напряжений на внутренней поверхности бетонных образцов с момента их образования с последующей деформацией через 24 ч и до их растрескивания в результате постепенного высыхания. усадка.

Развитие деформации в стальных кольцах и прогресс напряжения в бетоне C-1, вызванный полной усадкой.

Развитие деформации в стальных кольцах и прогресс напряжения в бетоне C-2, вызванный полной усадкой.

Проведенные испытания на деформацию позволили провести два отдельных анализа. Первый анализ касался деформаций измерительного кольца C до и после калибровки с учетом определенного калибровочного коэффициента. На основании этого можно сделать вывод, что калибровка подтверждает правильность кольца C относительно колец A и B.Следовательно, значения деформации характеризуются низким стандартным отклонением и позволяют определить среднее развитие деформации, влияющее на правильную интерпретацию результатов.

Второй анализ касался интерпретации свойств материала бетона на основе отношения деформации стального кольца к растягивающему напряжению на внутренней поверхности кольцевых образцов бетона как функции времени. Использование природного заполнителя в бетоне С-1 привело к более высоким прочностным параметрам, а также к более воздухонепроницаемой и однородной структуре по сравнению с бетоном С-2 с легким заполнителем.Тем не менее, бетон С-1 потрескался на третьи сутки после бетонирования при среднем значении деформации стального кольца -76,8 мкм / м и среднем растягивающем напряжении 6,2 МПа на внутренней поверхности образцов бетона. Динамическое развитие автогенной усадки в первые сутки и дополнительное влияние усадки при высыхании через сутки привели к быстрой потере прочности из-за растрескивания образцов бетона С-1. В случае бетона С-2 в первые сутки автогенной усадки не наблюдалось и наблюдалось умеренное развитие усадки от высыхания после деформирования образца.Легкий пропитанный заполнитель привел к внутреннему уходу, который вызвал более медленное развитие усадки и напряжения. Использование легкого заполнителя увеличило время растрескивания примерно до 5 дней и снизило прочность бетона. Растрескивание бетона C-2 произошло при среднем значении деформации стального кольца -16,3 мкм / м, что вызвало среднее напряжение растяжения внутренней поверхности 1,3 МПа. показана морфология трещин образца бетона после потери прочности из-за автогенной усадки и усадки при высыхании. Развитие деформации измерительных колец отражает однородность структуры материала.Следовательно, наблюдается, что для бетона C-2 ход деформации был более неравномерным.

Кольцевые образцы бетона с трещинами: ( a ) высококачественный бетон с крупным естественным заполнителем 2-8, ширина трещины = 0,9 мм; ( b ) высокопрочный бетон с крупным легким заполнителем 4-8, шириной трещины = 2,4 мм.

В следующих испытаниях ограниченного бетона типа 2 было проанализировано влияние калибровки стальных колец на правильность измерений в течение более длительного периода времени.Кольцевые образцы бетонов С-1 и С-2 не деформировались через 1 день, но оставались изолированными в течение 28 дней. В то время развивалась только автогенная усадка, и было проанализировано ее влияние на деформации стального кольца. Результаты тестирования показаны в и.

Развитие деформации в стальных кольцах и прогресс напряжений в бетоне С-1, вызванный автогенной усадкой.

Развитие деформации в стальных кольцах и прогресс напряжений в бетоне С-2, вызванный автогенной усадкой.

Измерение деформации стальных колец под действием автогенной усадки, особенно для бетона С-1, показало правильность процедуры калибровки в диапазоне 28 суток.Для С-образного кольца представлены результаты до и после калибровки. Применение калибровочного коэффициента для деформации С-образного кольца позволило правильно проанализировать результаты и определить склонность бетона к растрескиванию как в короткие, так и в длительные периоды измерения.

На основании анализа развития параметров бетона С-1 с натуральным заполнителем можно заметить монотонное увеличение деформации измерительных колец в результате непрерывного развития автогенной усадки бетона.В течение 28 дней бетон не проявляет склонности к растрескиванию при заданном уровне ограничения. С другой стороны, характер увеличения и величина среднего растягивающего напряжения на внутренней поверхности образцов бетона на уровне 5,5 МПа может свидетельствовать о развитии микротрещин в структуре и разрушении образцов на позднее время. Отсутствие растрескивания образца в течение 28 дней вызвано увеличением прочности бетона во время испытания и отсутствием усадки при высыхании.

Анализ хода деформации мерных колец для бетона С-2 с легким заполнителем не показал влияния автогенной усадки. Пропитанный легкий заполнитель во всем диапазоне измерений проявил свойства отверждения, в результате чего в кольцевых образцах бетона не развивалась автогенная усадка. Регистрация деформаций стального кольца во всем диапазоне измерений составляла от 0 до -10 мкм / м, создавая минимальное растягивающее напряжение в образцах бетона.

доказывает необходимость калибровки стального кольца C, где калиброванные значения деформации сходятся с деформациями для колец A и B.Неоткалиброванная зарегистрированная деформация кольца C также была нанесена на график и показывает приблизительное отклонение растягивающих напряжений бетона через 28 дней примерно на 0,4 МПа, что означает занижение примерно на 7% относительно среднего напряжения для всех образцов.

6. Выводы

При калибровочном испытании давление, прикладываемое к измерительному кольцу резиновой манжетой, имитирует нагрузку, вызванную усадкой бетона. Измерение давления воздуха с помощью цифрового манометра позволяет определить график функции окружной деформации и радиального напряжения.Калибровочный тест дополнительно устраняет ошибку, вызванную геометрией и модулем упругости материала. Пневматическая калибровка позволяет компенсировать ошибки, вызванные неправильной установкой тензодатчика, путем применения определенного в ходе испытаний калибровочного коэффициента, который переводит зарегистрированные деформации в калиброванные окружные деформации, близкие к теоретическим значениям.

Процедура калибровки позволила провести одновременные измерения деформации при заданном напряжении для всех колец испытательного стенда.Полученные калибровочные функции используются для расчета средних значений результатов, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях. Калиброванные деформации помогают определить напряжения, возникающие в момент растрескивания бетонных кольцевых образцов, с помощью стандартного жесткого измерительного кольца. Это позволяет классифицировать склонность бетона к растрескиванию.

Краткосрочные и долгосрочные испытания подтверждают эффективность калибровки для правильной интерпретации результатов испытаний на склонность бетона к растрескиванию с использованием ограничительных колец.Применяемый метод калибровки расширяет объем испытаний за счет правильного анализа средней деформируемости стальных колец и определения величины растягивающего напряжения в бетоне при заданном уровне деформации стального кольца.

В дальнейшем планируется провести исследования влияния процентного содержания минеральных добавок на время растрескивания кольцевых бетонных образцов, вызванного эффектом автогенной усадки.

7. Патенты

№ PL225785: Метод калибровки измерительных колец, используемых для измерения их деформируемости в результате деформации сжатия заливаемых материалов, и система калибровки измерительных колец, используемых для измерения их деформируемости в качестве результат усадочной деформации заливаемых материалов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить факультет гражданского строительства и архитектуры Западно-Поморского технологического университета в Щецине и поблагодарить за возможность проведения исследования, описанного в этой статье. Мы благодарим нашего технического специалиста Рышарда Войташевского и рецензента доктора Патрика Дж. Волерта, чьи предложения значительно улучшили эту рукопись.

Вклад авторов

Концептуализация, A.Z. и М.К .; методология, А.З .; программное обеспечение, А.З .; проверка, А.Z .; формальный анализ, А.З .; следствие, А.З., М.К .; письменность — подготовка оригинального черновика, А.З., М.К .; написание — просмотр и редактирование, А.З., М.К .; надзор, А.З., М.К. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получало внешнего финансирования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

2. Тадзава Э. Автогенная усадка бетона. 1-е изд. A&FN Spon Press; Лондон, Великобритания: 1999.[CrossRef] [Google Scholar] 3. Се Т., Фанг С., Мохамад Али М.С., Визинтин П. Характеристики автогенной усадки и усадки при высыхании бетона со сверхвысокими характеристиками (UHPC): экспериментальное исследование. Джем. Concr. Compos. 2018; 91: 156–173. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2018.05.009. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Ян Ю., Сато Р., Каваи К. Автогенная усадка высокопрочного бетона, содержащего микрокремнезем, при высыхании в раннем возрасте. Джем. Concr. Res. 2005. 35: 449–456. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2004.06.006. [CrossRef] [Google Scholar] 5.Dueramae S., Tangchirapat W., Chindaprasirt P., Jaturapitakkul C., Sukontasukkul P. Автогенная и высыхающая усадка строительных растворов и пористая структура паст, изготовленных с активированным связующим из остатков карбида кальция и летучей золы. Констр. Строить. Матер. 2020; 230: 116962. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.116962. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Карлсон Р.В., Ридинг Т.Дж. Растрескивание бетона. J. Boston Soc. Civ. Англ. 1942; 29: 98–109. [Google Scholar] 7. Hogancamp J., Grasley Z. Использование тонкодисперсного цемента для повышения эффективности углеродных нановолокон в отношении устойчивости портландцементных растворов к высыханию при усадке и растрескивании.Джем. Concr. Compos. 2017; 83: 405–414. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2017.08.006. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ю Д.-Х., Бантия Н., Юн Ю.-С. Бетон со сверхвысокими характеристиками, армированный фиброй: развитие деформации усадки в раннем возрасте и возможность растрескивания. J. ASTM Int. 2017; 45: 2061–2070. DOI: 10.1520 / JTE20160114. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Бриффо М., Бендуджема Ф., Д’Алоя Л. Влияние волокон на растрескивание бетонной футеровки в раннем возрасте. Часть I: Лабораторный кольцевой тест. Тунн. Undergr. Space Technol.2016; 59: 215–220. DOI: 10.1016 / j.tust.2016.07.016. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Карлсон Р.В., Ридинг Т.Дж. Модельное исследование усадочного растрескивания в бетонных стенах зданий. ACI Struct. J. 1988; 85: 395–404. [Google Scholar] 11. Хоссейн А.Б., Вайс Дж.В. Роль геометрии образца и граничных условий на развитие напряжений и растрескивание при испытании с удерживаемым кольцом. Джем. Concr. Compos. 2006; 26: 189–199. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2004.06.043. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Гжибовски М., Шах С.П. Усадочное растрескивание фибробетона.ACI Mater. J. 1990; 87: 138–148. [Google Scholar] 13. Дин С.В., Шлиттер Дж. Л., Сентер А. Х., Бенц Д. П., Нантунг Т., Вайс В. Дж. Тест с двойным концентрическим кольцом для оценки развития остаточного напряжения из-за ограниченного изменения объема. J. ASTM Int. 2010; 7: 1–13. DOI: 10.1520 / JAI103118. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Донг В., Чжоу X., Ву З. Метод, основанный на механике разрушения, для прогнозирования растрескивания круглых и эллиптических бетонных колец при ограниченной усадке. Англ. Фракт. Мех. 2014; 131: 687–701.DOI: 10.1016 / j.engfracmech.2014.10.015. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Донг В., Чжоу X., Ву З., Кастюкас Г. Влияние размера образца на оценку усадочного растрескивания бетона через эллиптические кольца: тонкий против толстого. Comput. Struct. 2016; 174: 66–78. DOI: 10.1016 / j.compstruc.2015.12.005. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Бентур А., Ковлер К. Оценка характеристик растрескивания в цементных системах в раннем возрасте. Матер. Struct. 2003. 36: 183–190. DOI: 10.1007 / BF02479556. [CrossRef] [Google Scholar] 17.Ли З., Ци М., Ли З., Ма Б. Ширина трещины в высокоэффективном бетоне из-за ограниченной усадки. J. Mater Civ. Англ. 1999; 11: 214–223. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0899-1561 (1999) 11: 3 (214). [CrossRef] [Google Scholar] 18. Шах Х. Р., Вайс Дж. У. Количественная оценка усадочного растрескивания в фибробетоне с помощью кольцевого теста. Матер. Struct. 2006; 39: 887–899. DOI: 10.1617 / s11527-006-9089-9. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Беушаузен Х., Чилвеса М. Оценка и прогноз растрескивания при усадке при высыхании в перекрытиях из клеевого раствора.Джем. Concr. Res. 2013; 53: 256–266. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2013.07.008. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Ковлер К., Сикулер Дж., Бентур А. Испытания на ограниченную усадку кольцевых образцов из фибробетона: влияние теплового расширения сердцевины. Матер. Struct. 1993; 26: 231–237. DOI: 10.1007 / BF02472616. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Хуан Л., Хуа Дж., Кан М., Ло К., Чжоу Ф. Влияние стальных пластин и шпилек на усадочные свойства и потенциал растрескивания высокопрочного бетона. Материалы. 2019; 12: 342.DOI: 10.3390 / ma12030342. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Ма Л., Чжао Ю., Гонг Дж. Сдержанные свойства растрескивания при усадке в раннем возрасте высокоэффективного бетона, содержащего летучую золу и измельченный гранулированный доменный шлак. Констр. Строить. Матер. 2018; 191: 1–12. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.09.154. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Kaszyńska M., Zieliński A. Влияние состава смеси на усадочное растрескивание легкого самоуплотняющегося бетона. Композиты с хрупкой матрицей.2012; 10: 265–274. DOI: 10,1533 / 9780857099891,265. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Kaszyńska M., Zieliński A. Влияние легкого заполнителя на минимизацию автогенной усадки в самоуплотняющемся бетоне. Процедуры Eng. 2015; 108: 608–615. DOI: 10.1016 / j.proeng.2015.06.186. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Ву X., Чжоу Дж., Кан Т., Ван Ф., Дин X., Ван С. Лабораторные исследования растрескивания при усадке в переработанном заполненном бетоне, армированном отработанным волокном. Материалы. 2019; 12: 1196. DOI: 10.3390 / ma12081196.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Сарадар А., Тахмуреси Б., Мохсени Э., Шадмани А. Ограниченное растрескивание при усадке армированного волокном высокопрочного бетона. Волокна. 2018; 6: 12. DOI: 10.3390 / fib6010012. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Шах С.П., Карагулер М.Е., Саригафхути М. Влияние добавок, снижающих усадку, на ограниченное усадочное растрескивание бетона. ACI Mater. J. 1992; 89: 291–295. [Google Scholar] 29. Вайс Дж., Лура П., Раджабипур Ф., Сант Дж. Эффективность добавок, уменьшающих усадку, при различной влажности в раннем и раннем возрасте.ACI Mater. J. 2008; 105: 478–486. DOI: 10,14359 / 19977. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Аль-Мусави Х., Хуанг Х., Гуаданьини М., Пилакутас К. Численное исследование влияния ограниченной усадки на быстротвердеющие плоские и переработанные чистые стальные фибробетонные покрытия. Констр. Строить. Матер. 2020; 244: 117723. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117723. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Бриффо М., Бенбуджема Ф., Торренти Дж. М., Нахас Г. Численный анализ испытания термоактивного удерживаемого кольца на усадку для изучения поведения массивных бетонных конструкций в раннем возрасте.Англ. Struct. 2011; 33: 1390–1401. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.12.044. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Радлиньска А., Кашиньска М., Зелиньски А., Е. Х. Раннее растрескивание самоуплотняющегося бетона с легкими и нормальными заполнителями. J. Mater. Civ. Англ. 2018; 30: 04018242. DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0002407. [CrossRef] [Google Scholar] Таблица размеров бетонных конструкций

— Sonotube

Таблица размеров требований к бетону

Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы определить конкретные требования для вашего проекта.

Бетонные формы Sonotube® доступны в следующих диаметрах
Sonotube® Finish Free®: 12–48 дюймов
Sonotube® Round: 6–36 дюймов
Sonotube® Commercial: 6–60 дюймов

Требования к бетону (Выражается в кубических ярдах для колонн различной высоты)

3 фута.

. .087 87 .310 .970

0

7

9187 1,655 4 2,807 4 2,807 4 2,807 .464

2

14,544

Оценка способности бетона к растрескиванию при усадке с использованием кольцевых образцов с различными граничными условиями

Раннее растрескивание из-за ограниченной усадки влияет на характеристики и срок службы бетонных конструкций.В недавних исследованиях успешно используется тест на усадку свободного кольца в сочетании с измерениями ограниченной усадки для оценки потенциала растрескивания в цементных материалах. Это исследование предоставляет информацию для улучшения интерпретации трещин в кольцевых образцах и теоретический подход к прогнозированию скорости напряжения толстых кольцевых образцов. Результаты показывают, что скорость развития деформации и возраст при растрескивании изменяются в зависимости от направления сушки образца и отношения поверхности теплообмена к объему.Результаты также показали, что растрескивание при усадке в раннем возрасте больше зависит от степени усадки , чем от величины самой усадки . Кроме того, было обнаружено, что, хотя образцы с фиксированными кольцами достигли примерно одинаковых уровней деформации, возраст растрескивания значительно варьируется, что позволяет предположить, что анализ упругого напряжения-прочности сам по себе может быть неадекватным для прогнозирования растрескивания в раннем возрасте из-за вклада явления релаксации ползучести.

1. Введение

Усадка вяжущих материалов неизбежна, когда материал подвергается воздействию окружающей среды с более низкой относительной влажностью (Р.Ч.) И подвергается сушке. Если усадка ограничена, в элементе постепенно возникают внутренние растягивающие напряжения, которые в конечном итоге могут превысить прочность материала, что приведет к растрескиванию. Растрескивание из-за усадки при высыхании является серьезной проблемой в технологии бетона [1–5]. В частности, преждевременное растрескивание из-за ограниченной усадки является ключевой проблемой для долговечности и срока службы бетонных элементов. Действительно, многие бетонные конструкции по всему миру требуют ремонта и восстановления, иногда неоднократно, из-за проблем, вызванных ограниченным растрескиванием при усадке.Многие исследования, связанные с растрескиванием при усадке, были сосредоточены на деформациях свободной усадки. Однако усадка при естественном высыхании сама по себе не обязательно является надежным индикатором риска преждевременного растрескивания. Фактически, помимо величины усадочной деформации, риск усадочного растрескивания зависит от комбинации явлений и параметров, в первую очередь от прочности бетона на растяжение, модуля упругости, ползучести и эффективной степени сдерживания.

В последние годы кольцевое испытание (e.g., AASHTO T334-08 [6] и ASTM C1581 [7]) стал наиболее широко используемым методом испытаний для оценки и количественного определения чувствительности материалов на основе цемента к растрескиванию при ограниченной усадке. Испытание состоит в заливке бетонного кольца вокруг внутреннего стального кольца, которое обеспечивает равномерное ограничение усадки бетона, когда он подвергается высыханию. Ограничение движения приводит к развитию деформации сжатия в стальном кольце при усадке бетонного кольца. Стальное кольцо обычно оборудовано тензодатчиками для отслеживания изменения деформации при сжатии образца бетона.Внезапное снижение показаний одного или нескольких тензодатчиков указывает на то, что бетонный образец треснул. Кроме того, непрерывно отслеживая развитие деформации в стальном кольце, можно рассчитать соответствующее напряжение и, исходя из соображений механического равновесия, среднее напряжение в бетонном кольце [8–12]. Таким образом, кольцевое испытание предназначено не только для измерения времени до образования трещин, но также для получения сравнительных данных ограниченной усадки смесей.

Метод кольцевых испытаний хорошо зарекомендовал себя для оценки чувствительности к растрескиванию при усадке обычного литого бетона [8, 9, 12, 13], но его использование для оценки растрескивания при усадке торкретбетона практически не изучалось.Читатель должен понимать, что торкрет-бетон явно отличается от литого бетона из-за его уникального состава смеси, методов укладки, динамики уплотнения, механизмов увеличения прочности и внутренней структуры [14]. Процесс торкретирования сложен во многих аспектах, поскольку конечное качество на месте зависит от взаимодействия цепочки явлений (таких как манипуляции с форсункой, воздушный поток, поток материала, равномерность выстрела и отскок) во время распыления. Таким образом, наше традиционное понимание поведения литого бетона при растрескивании при усадке в ограниченных условиях может применяться к торкрет-бетону только с осторожностью.Для правильной оценки потенциала растрескивания торкретбетона необходимо учитывать конкретные пропорции и свойства материала и, что наиболее важно, метод укладки [15].

В частности, необходимо учитывать ориентацию формы для кольцевых испытаний из-за отскока материала (т. Е. Рикошетирования частиц от мишени во время распыления). Отскочившие частицы, попавшие в свежий торкретбетон, могут создать дефекты, которые могут отрицательно повлиять на результаты кольцевых испытаний [15].Методы торкретирования также затрудняют напыление кольцевого образца из торкретбетона из-за его геометрии и ограниченного пространства в кольцевой форме. Это делает установку для кольцевых испытаний AASHTO более предпочтительной по сравнению с установкой для кольцевых испытаний ASTM C1581, поскольку она предлагает больше места для размещения распыляемого торкретбетона, что упрощает достижение однородности внутри образца [15]. По этой причине в лаборатории торкретбетона Университета Лаваля (Квебек, Канада) было проведено более раннее исследование по адаптации кольцевого теста AASHTO для напыляемого бетона , ориентированного в первую очередь на интерпретацию данных.В данной статье представлен метод анализа данных на основе среднего напряжения и скорости растрескивания для торкретбетона в соответствии с процедурой AASHTO T334-08 [6].

Простой подход, основанный на механическом равновесии между внутренним стальным кольцом и внешним бетонным кольцом, был реализован для определения среднего напряжения, развиваемого в бетоне. Было предложено множество подходов [8, 10, 12, 16] для оценки развития максимального напряжения в толстом бетонном кольце. Распространенным упрощающим допущением в этих подходах является применимость теории упругости к бетону, который, по сути, является вязкоупругим материалом.Подход, предложенный в этом исследовании, не зависит от упругой или вязкоупругой природы материала.

Кроме того, в этом исследовании для толстого кольца AASHTO был разработан метод анализа данных на основе скорости напряжения в растрескивающем кольце. Следует отметить, что аналогичное решение было недавно предложено для тонкого кольца ASTM [13]. Тем не менее, предлагаемый анализ неадекватен для толстых бетонных колец (используемых в данном исследовании), которые показывают другое поведение к растрескиванию по сравнению с тонкими бетонными кольцами.Например, для образцов, изготовленных с более толстым кольцом AASHTO, потребуется больше времени для растрескивания по сравнению с более тонким кольцом ASTM. Более того, как указывалось ранее, кольцо AASHTO предпочтительнее для торкретбетона, потому что оно дает больше места для размещения брызг торкретбетона.

Следует подчеркнуть, что размер (толщина и высота) и конфигурация сушки (открытая поверхность (поверхности)) образца для кольцевых испытаний значительно влияют на процесс сушки и, таким образом, на результирующую усадку и растрескивание.Тем не менее, только несколько исследований (например, [17]) изучали влияние граничных условий на растрескивание строительных растворов с использованием образцов толстых колец « нестандартных ». В настоящем исследовании кольцевая процедура AASHTO T 334-08 [6] использовалась для оценки влияния граничных условий (т. Е. Направления сушки) и отношения поверхности обмена к объему ( S e / V ) об усадке и связанном с ней растрескивании толстых кольцевых образцов AASHTO.Ожидается, что полученные результаты послужат руководством для реализации подходящего метода сушки для испытаний торкрет-бетона кольцевого типа, чтобы гарантировать, что растрескивание произойдет в разумные сроки.

Ожидается, что представленные здесь экспериментальные исследования помогут лучше понять поведение торкретбетона при растрескивании. Процедура кольцевых испытаний, недавно разработанная для напыляемого бетона [15], все чаще применяется или широко используется в торкретбетонной промышленности для оценки растрескивания конструкций торкретбетонной смеси.Представленные здесь методы анализа данных помогут лучше интерпретировать данные, полученные таким образом в результате процедуры кольцевых испытаний, недавно разработанной для напыляемого бетона [15]. В целом, настоящее исследование является частью продолжающихся исследований долговечности бетона и смесей торкретбетона и направлено на лучшее определение способности торкретбетона к растрескиванию при усадке при высыхании за счет улучшенной интерпретации результатов кольцевых испытаний. Процедура определения кольца AASHTO T 334-08 была изменена для количественной оценки как сдерживаемой, так и свободной усадки торкретбетонных смесей.

1.1. Краткое содержание исследования

Испытание на усадочное кольцо является наиболее распространенным испытанием для определения способности цементирующих материалов к растрескиванию при усадке. В данной статье показано, как это можно использовать для количественной оценки развития напряжений в бетоне, подвергающемся ограниченной усадке. В статье представлена ​​полезная информация о влиянии направления высыхания (граничных условий) на развитие напряжений и старение при растрескивании в образце с фиксированным кольцом.Аналитическое уравнение, основанное на механическом равновесии, представлено для оценки среднего напряжения, развивающегося в бетонном кольце. Кроме того, обсуждается влияние водно-цементного отношения (в / см) и отношения поверхности к объему обмена. Это исследование представляет интерес для инженеров и разработчиков материалов с точки зрения лучшей оценки и / или прогнозирования чувствительности бетона к усадке при высыхании.

2. Экспериментальная программа

Для лучшего понимания явления ограниченной усадки в бетоне и влияния граничных условий на усадку и развитие напряжений были проведены испытания на свободную и ограниченную усадку.Серии образцов для испытаний были отлиты с использованием одной и той же предварительно расфасованной ремонтной бетонной смеси с номинальным максимальным размером заполнителя 10 мм, приготовленной с различным соотношением воды к цементу (в / см) (0,42, 0,45 и 0,60), предназначенным для достаточно хорошего покрытия варьируются от умеренного до высокого содержания воды в смесях. За исключением смеси 0,60 Вт / см, для достижения желаемой обрабатываемости использовали суперпластификатор на основе нафталина с осадкой в ​​диапазоне от 100 до 140 мм. Используемые эффективные пропорции бетонной смеси приведены в таблице 1.Обратите внимание, что для смеси 0,42 Вт / см были проведены только испытания с удерживающими кольцами, чтобы подтвердить предложенную модель и расширить интерпретацию испытаний с удерживающими кольцами. Реализованные процедуры тестирования описаны в следующих разделах.

Диаметр
(дюйм)

Высота колонны

6 футов.

8 футов.

10 футов.

12 футов.

16 футов.

20 футов.

6

.022 .044 .058 .073 .088 .117 .146

8

.039 .155 .206 .258

10

.061 .121 .162 .202 .242 .323 .404

12

.087 . .349 .466 .582

14

.119 .238 .317 .396 .475 .634 .792

16

.155 .620 .827 1.034

18

.196 .392 .523 .654 .785 1.046 1.310

20

.242 1,293 1,616

22

.293 .587 .782 .978 1,173 1,565 1.956

24

.349 1,862 2,328

26

.410 .820 1.093 1,366 1,639 2,186 2,732

28

0,475 3.170

30

.545 1.091 1.454 1.818 2,182 2.909 3,636 2.069 2,483 3,310 4,138

34

.701 1,401 1,868 9,335 2,335 .785 1,571 2,094 2,618 3,142 4,189 5,236

40

0,970 1,939

42

1,069 2,138 2,850 3,563 4,276 5,701 7,126 4.654 5,585 7,446 9,308

54

1,767 3,534 4,712 5,890 7,0146 7 7,0146 7 7,0146 7 2.181 4,363

5,817

7,272

8,727

11,634

14,544


Вт / см Цемент OPC (кг / м 3 ) 2,5–10 мм известняковый щебень (кг / м 3 ) 0,08–5 мм натуральный песок (кг / м 3 ) Вода (кг / м 3 )

0.42 451 746 1068 186
0,45 445 736 1054 197

2.1. Механические характеристики

Прочность на сжатие, прочность на растяжение при раскалывании и модуль упругости были определены в соответствии с методами испытаний ASTM C39, C496 и C469 соответственно.Двадцать один цилиндр 100 × 200 мм был подготовлен для каждой из трех исследованных бетонных смесей для проведения механических испытаний характеристик. Наборы из четырех цилиндров были испытаны на сжатие через 3, 7 и 28 дней, чтобы определить модуль упругости, в то время как наборы из трех цилиндров использовались для определения прочности на разрыв при раскалывании через 3, 7 и 28 дней.

2.2. Ограниченная усадка

Исследовательская работа, представленная в данном документе, является частью проекта, направленного на лучшее понимание и предотвращение растрескивания торкретбетона.Несмотря на то, что процедура кольцевых испытаний была разработана специально для напыляемого бетона в последние годы [15], в данной статье основное внимание уделяется интерпретации данных путем оценки способности к растрескиванию в раннем возрасте смесей торкретбетона мокрой смеси, отлитых традиционным способом в соответствии с AASHTO T334-08 процедура [6] ( ранее AASHTO PP 34-99 [18]). Как схематично показано на рисунке 1, внутренний диаметр бетонного кольца составляет 305 мм, его внешний диаметр составляет 457 мм (толщина 76 мм), а его высота составляет 152 мм.Ограничивающее внутреннее стальное кольцо имеет ту же высоту, что и бетон, но внутренний диаметр и внешний диаметр составляют 280 мм и 305 мм соответственно (толщина 12,7 мм). Степень ограничения с этой конкретной геометрией составляет порядка 53–60%, в зависимости от фактического модуля упругости и ползучести бетона (на основе аналитической формулы, предложенной Мун и др. [9]). Для сравнения, степень ограничения для кольцевой установки ASTM выше (примерно от 70 до 75%) из-за меньшей толщины бетонной стены.

Во время эксперимента во внутреннем стальном кольце возникает деформация сжатия, поскольку внешнее бетонное кольцо высыхает и сжимается. Четыре резистивных тензодатчика, установленных на внутренней поверхности стального кольца на средней высоте, на одинаковом расстоянии друг от друга, позволяют отслеживать деформацию в реальном времени и, в конечном итоге, обнаруживать возникновение трещин. Для каждой смеси эксперименты проводились для двух различных периодов отверждения во влажном состоянии, 3 и 7 дней соответственно. В каждом случае были подготовлены две отдельные тестовые партии, чтобы обеспечить более надежную основу для сделанных выводов.По крайней мере, четыре бетонных кольцевых образца были отлиты на смесь в каждой повторной партии. В каждом случае кольца делили на два, представляя две исследуемые конфигурации сушки. После отливки образцы покрывали влажной мешковиной и пластиковыми листами и оставляли в форме на первые 24 часа. Наружная стенка формы была удалена через 24 часа, и образцы подвергались дальнейшему отверждению во влажной среде в течение еще 2 или 6 дней. Мешковину смачивали каждый день в период отверждения, чтобы обеспечить надлежащее отверждение.

После отверждения образцы были заклеены липкой алюминиевой лентой таким образом, чтобы они могли высохнуть либо по их радиальному направлению , также называемому « круговая сушка », либо по их осевому направлению , также называемому как « верхняя и нижняя сушка » с боковых граней. Две исследованные конфигурации сушки показаны на рисунке 2. Образцы подвергали сушке при 21 ± 2 ° C и относительной влажности 50 ± 4% до появления трещин во всех образцах набора.В этом исследовании мониторинг деформации начинался сразу после размещения. Таким образом, регистрировались все деформации, происходящие в периоды влажного отверждения. Данные о деформации записывали с 5-минутными интервалами. Время появления трещин можно довольно точно определить по внезапному резкому изменению показаний тензодатчика (обычно более 30 микродеформаций).

2.3. Бесплатная усадка

Метод AASHTO T 334-08 не содержит положений или средств для сравнения ограниченной и свободной усадки. Для измерения усадки при свободном высыхании были отлиты кольцевые образцы, идентичные по размеру кольцам AASTHO, но с заменой внутреннего стального кольца сердечником из материала с очень низкой жесткостью по сравнению с бетоном.Цель состояла в том, чтобы измерить свободной усадки на образцах, имеющих такую ​​же геометрию, размер и отношение открытой поверхности к объему, чтобы они подвергались тем же условиям сушки, что и удерживаемые кольца. При испытании на свободное кольцо образец бетона не ограничивается и, следовательно, может сжиматься « свободно, ». Измерители DEMEC устанавливаются поверх образцов со свободным кольцом для измерения изменения длины (4 длины хорды, распределенные по окружности). Для каждого набора образцов колец AASHTO (0.45 и 0,60 Вт / см), такое же количество свободных сопутствующих колец было отлито в соответствии с тем же протоколом, за исключением внутреннего стального кольца, замененного сердечником из пенополистирола (EPS) (очень низкая жесткость). Подробный метод описан в [19]. Образцы со свободным кольцом прошли режимы отверждения и сушки, описанные в разделе 2.2. Измерения свободной усадки проводились регулярно в течение всего периода мониторинга кольца AASHTO, начиная с момента извлечения из формы (± 24 часа).

3.Анализ
Ограниченное испытание на усадку Кольцо

В испытании ограниченного кольца деформация, измеренная в стальном кольце, может использоваться для оценки растягивающего напряжения, развивающегося в бетонном кольце [8–10]. В общем, распределение напряжений анализируется на основе предположения об относительном движении без трения между двумя кольцами, при этом стальное кольцо подвергается внешнему давлению P s , а бетонное кольцо подвергается взаимному внутреннему давлению. давление P c , как показано на рисунке 3.См. Et al. В [13] предложены выражения, применимые к тонким бетонным кольцам. Подход основан на классическом подходе тонкостенных цилиндров и выводится из расчета равновесия того же типа, что и рассмотренный в данном исследовании.

Для толстостенных бетонных колец Weiss et al. [8, 12, 16] предложили общее выражение для определения максимального остаточного растягивающего напряжения, которое возникает на границе раздела, а Mojabi-Sangnier [10] предложил аналогичное решение для определения среднего растягивающего напряжения.Общим упрощающим допущением в обоих подходах является применимость теории упругости к бетону, который, по сути, является вязкоупругим материалом. Более того, Мун и Вейсс [11] обнаружили, что эти уравнения подходят только для равномерной сушки в радиальном направлении.

В этой статье предлагается упрощенный подход, основанный на механическом равновесии между стальным и бетонным кольцами для определения среднего развития напряжений в толстых бетонных кольцевых образцах.При таком подходе к стальному кольцу применяется теория упругости. Поскольку сталь ведет себя упруго при испытании на кольце, средние силы в стальном кольце из-за давления на границе раздела могут быть определены на основе теории упругости. По уравновешиванию сил результирующая сила в бетонном кольце должна равняться расчетной в стальном кольце. Решение действительно независимо от природы материала (эластичный или вязкоупругий).

3.1. Определение среднего растягивающего напряжения

Механическое равновесие требует, чтобы независимо от условий сушки, наложенных на образец бетонного кольца, по мере роста контактного давления на границе между двумя кольцами возникающие внутренние силы во внутреннем и внешнем кольцах уравновешивались, поскольку показано на рисунке 4.Общее равновесие можно просто описать следующим образом: где и — результирующие внутренние силы, индуцированные в стальном и бетонном кольцах, соответственно. Независимо от того факта, что контактное давление может изменяться по ширине колец, соотношение между средними напряжениями в стальном и бетонном кольце, таким образом, можно описать следующим образом: где и — средние напряжения в каждый момент времени,, в стали кольцо и бетонное кольцо, соответственно, а A s и A c — соответствующие площади поперечного сечения.


Из классического решения для толстостенного цилиндра распределение упругих напряжений в стальном кольце (рис. 3) по радиусу получается следующим образом: где — внешнее давление, оказываемое на стальное кольцо, — радиальное расстояние, равно радиус внутреннего стального кольца, а — радиус внешнего стального кольца. Затем напряжение в стальном кольце может быть получено следующим образом: где — смещение внешней поверхности стального кольца, которое можно рассчитать следующим образом: где — модуль упругости стали [200 ГПа (29 × 10 6 psi)], — коэффициент Пуассона стального кольца (≈0.30). Комбинируя уравнения (4) и (5), можно определить деформацию в стальном кольце с помощью следующего выражения:

Деформация, измеренная на внутренней поверхности стального кольца в любой момент времени, может быть получена следующим образом:

Уравнения (3) и (7), чтобы удалить, распределение упругих напряжений в стальном кольце можно получить из следующего выражения:

Среднее упругое напряжение стального кольца затем может быть определено интегрированием по толщине бетонного сечения:

Среднее напряжение в стали в любой момент времени t можно определить с помощью следующего выражения:

С учетом уравнений (2) и (10) среднее растягивающее напряжение в бетонном кольце получается следующим образом:

Геометрические свойства и свойства материала постоянны для данной установки кольца; следовательно, растягивающее напряжение, индуцированное в бетонном кольце, можно просто записать следующим образом: где — постоянная для кольцевой установки и получается следующим образом:

Для кольцевой установки, использованной в этом исследовании, = 31.55 ГПа (4,58 × 10 6 фунтов на кв. Дюйм). Здесь это синоним термина, полученного See et al. [13] для анализа скорости напряжения в тонком кольцевом образце.

3.2. Определение напряжения при растрескивании

Хотя анализ возраста растрескивания и среднего растягивающего напряжения представляет собой интересный эталон, анализ результатов кольцевых испытаний может быть расширен путем разработки практического метода оценки результатов испытаний на основе степени напряжений . Скорость напряжения, предложенная в этом исследовании для толстых колец, основана на аналогичном анализе, проведенном See et al.[13] для тонких бетонных колец. Следует отметить, что анализ среднего растягивающего напряжения не использует напрямую градиент влажности для расчета развития напряжений. Хотя в прошлом были предприняты попытки учесть напряжение, вызванное градиентом влажности [11], прямое применение предложенного решения в [11] не является прямым, поскольку трудно проверить и откалибровать параметры, необходимые для процедуры. Таким образом, метод скорости напряжения является более практичным подходом к количественной оценке потенциала растрескивания смесей.Действительно, недавнее исследование показало, что среднее остаточное напряжение при растрескивании с учетом градиента влажности обратно пропорционально квадратному корню из времени образования трещин [20].

При небольших изменениях скорость напряжения после начала сушки в кольце может быть выражена следующим образом: где — чистая скорость деформации стали во времени. Аттиогбе и др. [20] обнаружили, что деформация стали пропорциональна корню квадратному из времени высыхания до времени до образования трещин. Следовательно, его можно подобрать с помощью линейной регрессии следующим образом: где — наклон линейной функции, или скорость деформации (м / день 1/2 ), а — константа регрессии.Таким образом, из уравнений (14) и (15) скорость напряжения во время сушки определяется как

Скорость напряжения при растрескивании для каждой испытательной смеси определяется из уравнения (16) путем подстановки времени до растрескивания, t cr , вместо времени,. Эта скорость напряжения будет использоваться в дополнение к обычному « время до растрескивания », используемому при анализе данных кольцевых испытаний. Следует отметить, что уравнение (16) является общим решением, применимым как к тонким, так и к толстым кольцевым образцам (где = 72.2 ГПа (10,47 × 10 6 фунтов на квадратный дюйм) для тонких кольцевых образцов [13, 20], в то время как = 31,55 ГПа (4,58 × 10 6 фунтов на квадратный дюйм) для кольцевых образцов).

4. Результаты тестирования и обсуждение
4.1. Механические свойства

Испытания на прочность при сжатии ( f c ), прочность на разрыв ( f t ) и модуль упругости ( E c ). через 3, 7 и 28 дней для в / см 0.Смеси 45 и 0,60 представлены в Таблице 2. Каждые представленные данные испытаний механических свойств являются средними для трех образцов для испытаний. Результаты показывают, что прочность зависит от соотношения Вт / см, как и ожидалось. Также было отмечено увеличение прочности на сжатие с возрастом. Неудивительно, что значения прочности на разрыв и модуля упругости следуют той же тенденции, что и прочность на сжатие.

06 9018 9014 9014 9014 9018 9014

Время после заливки (дни) 0.45 Вт / см 0,60 Вт / см
f c (МПа) f t (МПа) E 914 GPa ( 914 GPa) ) f c (МПа) f t (МПа) E c (ГПа)
26.9 2,5 25,8 25,5 2,4 25,4
7 30,6 2,8 26,8 27,8 2,5 2,5 30,0 33,4 2,7 28,8

4.2. Свободная усадка бетона

Деформация усадки при свободном высыхании, зарегистрированная для 0.Бетонные смеси 45 Вт / см и 0,60 Вт / см представлены на рисунке 5. На каждом графике показана усадка как функция времени для двух условий сушки (радиальная и осевая сушка) с исследованными соответствующими режимами отверждения. Каждая точка данных представляет собой среднее значение, полученное по крайней мере для двух образцов кольца-компаньона. Как указывалось ранее, для проверки уравнения (12), разработанного в этом исследовании, и расширения интерпретации эксперимента по испытанию кольца с ограниченной усадкой для смеси 0,42 Вт / см были проведены только испытания на ограниченную усадку.Из рисунка 5 интересно наблюдать, что продолжительность влажного отверждения бетона перед сушкой влияет на скорость усадки при высыхании. Можно видеть, что продолжительное отверждение во влажной среде приводит к раннему снижению усадки при высыхании, которая, как было обнаружено, через некоторое время каким-то образом стабилизируется.

Кроме того, наблюдается, что длительное влажное отверждение оказало немного большее влияние на бетон с более низким в / см (0,45). Результаты испытаний также показывают, что усадка при сушке для образцов, высушенных в радиальном направлении, немного выше, чем для образцов, высушенных в осевом направлении.Это связано с несколько более высоким значением S e / V при сушке в радиальном направлении (0,0158 мм -1 против . 0,0132 мм -1 ). В целом, усадка происходит с большой скоростью в первые дни после начала сушки, и после периода порядка 28 дней скорость усадки значительно снижается.

Коэффициент усадки при свободном высыхании бетонных смесей 0,45 Вт / см и 0,60 Вт / см был рассчитан с использованием уравнения (15), в котором деформация стали заменена на (деформация свободной усадки).Значения скорости деформации, определенные для смесей 0,45 и 0,60 Вт / см, представлены на Фигуре 6. В целом результаты испытаний показывают, что скорость деформации увеличивается с соотношением S e / V . Действительно, этого следовало ожидать, поскольку на высыхание сильно влияет площадь поверхности, на которой происходит обмен [1, 17]. Влияние более длительного периода отверждения оказывается более выраженным при уменьшении в / см. Независимо от конфигурации сушки образца увеличение периода отверждения во влажной среде с 3 до 7 дней не повлияло на скорость деформации 0.Смесь 60 Вт / см. Напротив, для смеси 0,45 Вт / см увеличение периода влажного отверждения привело к значительно более низкому коэффициенту скорости деформации.

4.3. Растрескивание скрепленного бетона

Показаны типичные результаты эволюции среднего растягивающего напряжения, развивающегося в скрепленном образце бетона, оцененные на основе данных тензодатчиков, расположенных на внутренней поверхности стального кольца, и уравнения (12). на рис. 7. На графике показаны кривые напряжения, вызванного усадкой, для трехколец испытательных образцов, изготовленных из той же партии 0.Бетонная смесь 42 Вт / см и высыхание в радиальном направлении. Возраст растрескивания относится к возрасту, при котором в кольцевом образце начинается растрескивание. В целом, результаты на Рисунке 7 показывают, что сразу после высыхания бетон начинает усадку, вызывая в стальном кольце сжимающее напряжение, которое возрастает с уменьшающейся скоростью до разрушения, при этом резкое изменение регистрируется с помощью тензодатчиков и На образцах с закрепленным кольцом образовалась видимая трещина. Таким образом, развитие напряжения в кольцевом образце в конечном итоге приводит к растрескиванию удерживаемого образца.Из результатов экспериментов на Рисунке 7 видно, что образцы, отлитые из одной партии (и хранящиеся в одинаковых условиях окружающей среды), не обязательно трескаются одновременно. Это явление довольно часто встречается в тестах с ограниченным кольцом [5]. Частично это можно отнести к внутренней вариабельности бетона, на которую влияет ряд факторов, в частности неоднородный характер бетона и процесс укладки.


Действительно, свойства бетона (особенно прочность, модуль упругости и ползучесть при растяжении) по своей сути характеризуются некоторой пространственной изменчивостью, но свойства как таковые не являются случайными.Как правило, напряжение, создаваемое в кольце, постепенно увеличивается, приближаясь к пределу прочности на разрыв. Следовательно, отказ будет происходить на месте дефекта или слабого места, что объясняет потенциально значительные различия во времени до растрескивания между отдельными образцами. Тем не менее, можно видеть, что фактические максимальные зарегистрированные значения напряжения близки к возрасту образования трещин в кольцевом образце.

4.4. Влияние граничных условий на возраст растрескивания

В течение многих лет велись споры относительно условий высыхания в кольцевых испытаниях, разработанных для оценки поведения сдержанной усадки цементирующих материалов.В программе, представленной здесь, было изучено влияние направления сушки. Кольцевые образцы запаивали таким образом, чтобы сушить в одном направлении, в осевом или радиальном направлении. Каждое из этих условий подразумевает определенное соотношение S e / V , которое обязательно влияет на процесс сушки и, в свою очередь, на скорость усадки и самонапряжения. Результаты, полученные в обоих условиях сушки, суммированы на Рисунке 8 для бетонных смесей 0,45 Вт / см и 0,60 Вт / см.На каждом графике показано среднее напряжение как функция времени высыхания. Каждая точка данных представляет собой среднее значение, зарегистрированное как минимум на двух тестовых образцах. В целом, резкое падение деформации сжатия стального кольца было зарегистрировано во всех испытаниях, за исключением образцов 0,45 Вт / см, высушенных в осевом направлении и отвержденных в течение 7 дней, где вместо этого наблюдалась постепенная потеря деформации.

Как и ожидалось, результаты показывают, что направление высыхания оказывает значительное влияние на возраст образования трещин в кольцевом образце.Было замечено, что скорость высыхания более высока в образцах, в которых влагообмен происходит в радиальном направлении, по сравнению с образцами, экспонированными в осевом направлении, как для бетонных смесей 0,45, так и 0,60 Вт / см. Кроме того, большее изменение времени до образования трещин наблюдалось при сушке кольцевых образцов в осевом направлении. Кроме того, образцы для испытаний, высушенные в радиальном направлении, потрескались в более раннем возрасте ( от 8 до 14 дней, ) по сравнению с образцами, высушенными с поверхностей в осевом направлении (с от 39 до 95 дней, ).Сравнение возраста, при котором трещина обнаруживается по внезапному падению тензорезистора, показано на рисунке 9 для двух исследованных граничных условий.

Более серьезные последствия, наблюдаемые в образцах, высушенных в радиальном направлении, могут быть объяснены, по крайней мере частично, сопряженными эффектами более высокого S e / V и более неблагоприятных градиентов высыхания. Хорошо известно, что усадка очень чувствительна к соотношению обменной поверхности к объему [1, 17, 19, 21].Таким образом, несколько более высокое значение S e / V образцов, высыхающих в радиальном направлении, означает, что они, очевидно, будут усаживаться с большей скоростью и, следовательно, могут растрескаться в более раннем возрасте, когда бетон имеет меньшую предел прочности. При сушке образцов в осевом направлении скорость потери влаги ниже, и требуется больше времени для достижения сопоставимой величины усадки. Это позволяет дополнительно увеличить прочность и расслабление из-за ползучести, что в целом приводит к увеличению времени до растрескивания.

Эффект S e / V при сушке отражает тот факт, что сушка не происходит равномерно внутри материала из-за сильно нелинейных процессов переноса (обусловленных диффузией). Неравномерное высыхание приводит к градиентам влажности и, как следствие, к разным деформациям усадки по поперечному сечению образца бетона. В свою очередь, из-за нелинейности профиля деформации возникают внутренние напряжения (самоограничение).В частности, участки, где высыхание и усадка происходят первыми, то есть рядом с обменными поверхностями, могут, таким образом, подвергаться значительным растягивающим напряжениям, поскольку значительная часть свободного сжатия сдерживается внутренней частью элемента, которая не претерпела значительного высыхания пока нет. Следовательно, нелинейная усадка при высыхании вызывает per se развитие внутреннего ограничения (или самоограничения), и результирующие напряжения складываются с напряжениями, вызванными внешними ограничениями.

Два режима сушки, исследованные в настоящем исследовании, называемые радиальным и осевым, таким образом, приводят к переходным распределениям влаги, градиентам усадки и профилям напряжений, которые сильно различаются.В случае осевой сушки профиль переходной влажности однороден в радиальном направлении и неоднороден в осевом направлении. Для радиальной сушки все с точностью до наоборот. Как следствие, эффект самоограничения более выражен в радиальной схеме сушки. Учитывая, что стальное кольцо является постоянным для кольцевой установки, можно утверждать, что при сушке кольцевых образцов в радиальном направлении растрескивание при усадке происходит в основном из-за самоудержания.

4.5. Влияние скорости деформации и скорости напряжения на возраст растрескивания

Результаты испытаний на рисунках 8 и 9 показывают, что растрескивание происходит раньше при сушке в радиальном направлении, независимо от соотношения Вт / см.Такое поведение в первую очередь связано с более высокой скоростью напряжения, которая напрямую зависит от скорости усадки. Фактически, сравнивая рисунки 8 и 10, можно увидеть, что более высокие скорости деформации фактически приводят к более короткому времени до растрескивания в обеих испытанных смесях. На рисунке 8 можно заметить, что в образцах, высушенных в радиальном направлении, растрескивание происходило при систематически более низком среднем напряжении, чем в образцах, высушенных в осевом направлении. Как уже говорилось, это также произошло гораздо раньше, в момент, когда величина свободной усадки была намного ниже.Похоже, что риск растрескивания больше зависит от степени усадки, чем от фактической величины усадки. Об аналогичных наблюдениях сообщили Wei и Hansen [22] и Attiogbe et al. [20]. Считается, что высокие скорости усадки вызывают растягивающие напряжения на ранних этапах эксплуатации материала, слишком быстро, чтобы обеспечить достаточную релаксацию и избежать преодоления низкой прочности в раннем возрасте. Кроме того, предположительно более выраженные градиенты усадки в радиальной конфигурации сушки приводят к большим напряжениям самоограничения (и, следовательно, большей концентрации напряжений), что также может в некоторой степени объяснить, почему разрушение происходит раньше, при более низком среднем напряжении.

Кроме того, анализ взаимосвязи между возрастом растрескивания и соответствующей скоростью напряжения показывает сильную корреляцию между скоростью напряжения и возникновением трещин, при этом более высокие скорости напряжения приводят к более короткому времени до появления трещин. Результат на Рисунке 10 (b) указывает на сильную степенную зависимость между возрастом растрескивания и скоростью напряжения с коэффициентом детерминации ( R 2 ) 0,94. Результаты хорошо согласуются с выводами более ранних исследований [5, 13, 20, 23] о том, что чем выше скорость напряжения, тем короче время, необходимое для растрескивания при ограниченной усадке.В настоящем исследовании можно увидеть, что более высокие уровни напряжений регистрируются в схеме радиальной сушки по сравнению с схемой осевой сушки. Следовательно, при высыхании образца в радиальном направлении образование трещин происходило намного раньше, чем при сушке сопутствующего образца с осевой стороны. Это отчасти связано с тем фактом, что более низкая скорость напряжения позволяет ослаблять напряжения в течение более длительного периода времени и развивать дополнительную прочность. В целом, было обнаружено, что подход, основанный на скорости напряжения, лучше позволяет количественно оценить напряжение бетона и, таким образом, обеспечивает более фундаментальный способ оценки потенциала растрескивания смесей в эксперименте с кольцевыми испытаниями.

Кроме того, сравнение результатов, представленных здесь, с данными, доступными в литературе [5, 13], позволяет предположить, что кольцевой тест AASHTO дает более низкие скорости напряжения, чем те, которые зарегистрированы с помощью кольцевого теста ASTM C1581 [7], что, по существу, можно отнести к на более низкую эффективную степень сдерживания и более низкую S e / V в испытательной установке первого. Таким образом, пределы скорости напряжения, установленные в прошлых исследованиях [7, 13] для классификации характеристик тонкостенных колец ASTM, как показано в таблице 3, не подходят для толстых колец AASHTO.Аналогичные четыре рабочие зоны, хотя и немного разные пределы скорости напряжения, определенные для кольцевой установки AASHTO, использованной в этом исследовании, показаны в таблице 3. Эту таблицу можно использовать для оценки характеристик относительного растрескивания материалов при использовании кольцевого испытания AASHTO.

высокая

Чистое время до растрескивания, т кр , (дни) Скорость напряжения ASTM, S , (МПа / день) [7] Рекомендуемый скорость напряжения, S , (МПа / день) a Способность к образованию трещин

0 < т cr ≤ 7 S ≥ 0.34 S ≥ 0,17 Высокая
7 < t cr ≤ 14 0,17 ≤ S ≤ 0,34 0,11 ≤ S ≤ 0,17
14 < t cr ≤ 28 0,10 ≤ S ≤ 0,17 0,05 ≤ S ≤ 0,11 умеренно-низкий
t 2 9018 9018 S <0.10 S <0,05 Низкий

a рекомендуемые значения для настройки кольца AASHTO.

4.6. Влияние отношения w / cm на возраст при растрескивании

Результаты испытаний на рисунках 7, 8 и 10 ясно показывают, что растрескивание в раннем возрасте более вероятно, когда w / cm смеси низкое. Например, усадочные трещины возникли уже через 4–5 дней для смеси с самым низким соотношением масс / см, подвергнутой сушке в радиальном направлении.Эта тенденция, очень хорошо задокументированная в литературе [4, 17, 24], в первую очередь связана с проявлением аутогенной усадки, которая увеличивается с уменьшением w / cm. Аутогенная усадка вызывает увеличение скоростей ранней деформации и напряжения, тем самым увеличивая возможность растрескивания при усадке в смесях с низкой массой / см из-за более низкой прочности на разрыв и деформируемости в раннем возрасте.

4.7. Возникновение трещин и структура кольцевого образца

Типичные видимые трещины, которые развиваются в образцах с фиксированным кольцом, высыхающих в радиальном и осевом направлениях, показаны на рисунке 11 (0.Смесь 45 Вт / см). Рост и ширину трещины контролировали путем визуального осмотра через временные интервалы не более 2 недель после начала трещины. Визуальным осмотром / осмотром можно было определить, что в образцах, высушенных в радиальном направлении (Рисунок 11 (a)), трещины начинаются с внешней окружности, а затем распространяются внутри кольца, в то время как в случае образцов, высушенных в осевом направлении (Рисунок 11 (b)), трещины произошли на внутренней окружности и распространились по направлению к внешнему краю в кольцах.Используя акустическую эмиссию для отслеживания зарождения и распространения трещин, Хоссейн и Вейсс наблюдали ту же тенденцию [17]. Как уже обсуждалось, более высокие градиенты усадки, которые, по-видимому, возникают в конфигурации осевой сушки, создают большие напряжения самоограничения. В результате максимальное напряжение возникает на внешней поверхности кольцевого образца, где происходит потеря влаги.

В этом исследовании наблюдались несколько более крупные трещины в образцах, высушенных в радиальном направлении, чем в образцах, высушенных в осевом направлении.Средняя ширина трещины для образцов с 0,45 Вт / см, высушенных в осевом направлении, составляла около 0,18 мм, в то время как ширина трещин для образцов, высушенных в радиальном направлении, составляла примерно 0,35 мм. Точно так же средняя ширина трещины образца 0,60 Вт / см составляла примерно 0,13 мм и 0,29 мм в осевом и радиальном направлении сушки, соответственно.

5. Резюме

Это исследование было сосредоточено на влиянии условий сушки, S e / V и влажного отверждения на развитие напряжения и возраст при растрескивании в экспериментах с ограниченным усадочным кольцом.Исследование показало, что состояние высыхания образца бетонного кольца оказывает значительное влияние на усадку и скорость напряжения и, следовательно, на возраст образования трещин.

Было обнаружено, что кольцевые образцы, которым дали высохнуть в радиальном направлении, испытывают более высокую скорость напряжения, чем образцы, оставленные для высыхания в осевом направлении. В результате было обнаружено, что образцы, высыхающие в радиальном направлении, более склонны к растрескиванию в раннем возрасте, чем образцы, высыхающие в осевом направлении. Это можно объяснить тем фактом, что образцы, высыхающие в радиальном направлении, имеют более высокое отношение обменной поверхности к объему ( S e / V ), а также испытывают менее равномерную сушку, что увеличивает напряжение показатель.

Было также обнаружено, что риск растрескивания в раннем возрасте увеличивается по мере уменьшения вт / см смеси из-за увеличения вклада аутогенной усадки, которая происходит, как только начинается гидратация. Следовательно, при низком весе / см При оценке риска растрескивания из-за ограниченной усадки необходимо учитывать самовысыхание. Было замечено, что риск растрескивания при усадке больше зависит от степени усадки , чем от величины усадки. Поэтому, чтобы избежать или ограничить преждевременное растрескивание, рекомендуется защитить поверхность бетона, чтобы снизить степень усадки.

Было обнаружено, что скорость напряжения в кольцевом образце может быть лучшим способом оценки потенциала усадочного растрескивания смесей из-за внутренней изменчивости материала бетона, которая может значительно повлиять на возраст при растрескивании. Результаты также показывают, что правильное влажное отверждение может эффективно замедлить растрескивание бетонного элемента в условиях ограниченной усадки.

Кроме того, было обнаружено, что постепенная и продолжительная эволюция напряжений в случае сушки образцов в осевом направлении позволяет изучать поведение бетонных смесей в течение более длительного периода до появления трещин.Тем не менее, сушка в радиальном направлении рекомендуется для более быстрой оценки способности торкретбетона к растрескиванию из-за большей продолжительности испытания при сушке в осевом направлении.

Наконец, сравнение свободной усадки и соответствующей деформации, измеренной в ограничивающем стальном кольце для обеих смесей, показывает, что свободная усадка не обязательно является надежным показателем фактического потенциала растрескивания бетона при сдерживаемой усадке. В заключение следует отметить, что исследование все еще продолжается, чтобы количественно оценить влияние других важных параметров на растрескивание при усадке, таких как степень ограничения, профиль самоиндуцированного напряжения из-за дифференциальной усадки (т.е., самоограничение), а также способ отверждения.

Доступность данных

Данные таблиц включены в статью. Данные рисунков доступны по запросу у соответствующего автора, но они встроены и могут быть легко извлечены.

Раскрытие информации

Этот проект является частью долгосрочных усилий по снижению потенциала растрескивания при ремонте бетона и торкретбетона и увеличению срока их службы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Выражение признательности

Эта работа была проведена в CRIB (Centre de recherche sur les infrastructures en béton), Université Laval, и авторы благодарны г-ну Жан-Даниэлю Леме и г-ну Матье Томассену за их выдающийся технический вклад. Авторы выражают признательность за поддержку, полученную от King Shotcrete Solutions и Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады в рамках их Программы совместных исследований и разработок.

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / LastModified (D: 20061010135336-03’00 ‘) / ArtBox [-105,63135 -104,81348 615,5 789,5] / Большой палец 65 0 R / Содержание [66 0 R 67 0 R 68 0 R 69 0 R 70 0 R 71 0 R 72 0 R 73 0 R] / Ресурсы> / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 6 0 obj > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 87 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 7 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 94 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [95 0 R] >> эндобдж 8 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 96 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [97 0 R 98 0 R] >> эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 105 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 10 0 obj > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 111 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [112 0 113 0 руб. 114 0 руб. 115 0 руб. 116 0 руб. 117 0 руб. 118 0 руб. 119 0 руб. 120 0 руб. 121 0 руб. 122 0 R 123 0 R 124 0 R 125 0 R 126 0 R 127 0 R 128 0 R 129 0 R 130 0 R 131 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 135 0 R 136 0 R 137 0 R 138 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 R 143 0 R 144 0 R 145 0 R 146 0 R 147 0 R 148 0 R 149 0 R 150 0 R 151 0 R] >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 152 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Annots [153 0 R 154 0 R 155 0 R 156 0 R 157 0 R 158 0 R 159 0 R 160 0 R 161 0 R 162 0 R 163 0 R 164 0 R 165 0 R 166 0 R 167 0 R 168 0 R 169 0 R] >> эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 178 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [179 0 R] >> эндобдж 14 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 181 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [182 0 R] >> эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 185 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [186 0 R] >> эндобдж 17 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 188 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [189 0 R 190 0 R] >> эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 193 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [194 0 R] >> эндобдж 20 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 195 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 21 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 196 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [197 0 R 198 0 R] >> эндобдж 22 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 199 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [200 0 R 201 0 R 202 0 R] >> эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / XObject> / Затенение> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] >> / Содержание 213 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [214 0 R] >> эндобдж 25 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 216 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [217 0 R] >> эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] >> / Содержание 225 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [226 0 R 227 0 R] >> эндобдж 28 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] >> / Содержание 230 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 233 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 236 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 241 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 248 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 40 0 объект > эндобдж 41 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 251 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 42 0 объект > эндобдж 43 0 объект > эндобдж 44 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 256 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 45 0 объект > эндобдж 46 0 объект > эндобдж 47 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 261 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 48 0 объект > эндобдж 49 0 объект > эндобдж 50 0 объект > эндобдж 51 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 268 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 52 0 объект > эндобдж 53 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Содержание 271 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 >> эндобдж 54 0 объект > эндобдж 55 0 объект > эндобдж 56 0 объект > эндобдж 57 0 объект > эндобдж 58 0 объект > эндобдж 59 0 объект > / XObject> / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] >> / Содержание 295 0 руб. / MediaBox [0 0 612 792] / CropBox [0 0 612 792] / Повернуть 0 / Аннотации [296 0 R 297 0 R] >> эндобдж 60 0 объект > / LastModified (D: 20061010132448-04’00 ‘) / ArtBox [-188.88477 -25 640 807] / Большой палец 299 0 R / Содержание 300 0 руб. / Ресурсы> / XObject> / ProcSet [/ PDF / ImageC] >> / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 61 0 объект > эндобдж 62 0 объект > эндобдж 63 0 объект > эндобдж 64 0 объект > эндобдж 65 0 объект > ручей H_K \ Gƿ_

Самоукрепляющийся бетон с большим количеством летучей золы, шлака и переработанного асфальта.

Свежепримешанный SCC

Опубликованные результаты о влиянии относительно низкого содержания SCM на свойства свежего SCC показали, что летучая мышь зола и шлак повышают удобоукладываемость бетона (EFNARC 2005).В таблице 3 приведены свежие свойства всех смесей. Понятно, что Mix 2, Mix 8 и Mix 12 требовали наибольшей дозировки HRWRA для достижения целевого осадочного потока. Для достижения одного мм спада потока для смесей 2, 8 и 12 требуется дозировка HRWRA между 1875, 1730, 2960 мл / м 3 соответственно.

Таблица 3 Свежие свойства смесей SCC.

Также важно отметить, что бинарные смеси, состоящие из 30% летучей золы и 30% шлака, требовали 14% HRWRA для смесей с 25% заменой RAP по сравнению с контрольной смесью.Количество HRWRA увеличилось на 200% по сравнению с контрольной смесью для смесей с 50% заменой RAP. С другой стороны, для смесей, содержащих летучую золу, требовалась более высокая дозировка HRWRA, чем для контрольных смесей, где HRWRA в этих смесях на 30% выше, чем в контрольных смесях. Повышение сыпучести бетонных смесей с высоким содержанием шлака и золы-уноса объясняется сферической формой золы-уноса и частиц шлака, которые усиливают текучесть бетона.Таблица 3 также показывает, что, хотя было возможно разработать бетон с высокой текучестью с в / ц 0,37, такой бетон демонстрирует очень низкую деформируемость, о чем свидетельствуют высокие значения T 50 смесей. Большинство образцов соответствовало целевому значению Т 50 . Низкая деформируемость обусловлена ​​тем, что HRWRA, использованный в этом исследовании, содержит модифицирующий вязкость агент при его производстве, а использование высоких доз такой добавки для достижения значения оседания текучести выше 500 мм также увеличивает вязкость бетона, однако основное Причиной высокой вязкости смесей является плотная упаковка частиц и низкое содержание воды, что приводит к низкой деформируемости бетона.Это поведение также наблюдалось визуально при выполнении испытания на оседание-текучесть, в котором бетону требовалось больше времени для достижения полной остановки.

На рис. 2 показано, что замена СА на 25 и 50% RAP снизила значения оседания потока с J-образным кольцом на 14 и 11% соответственно для контрольных смесей (M1, M5 и M9). Влияние RAP также распространяется на смеси M6 и M10, которые содержат летучую золу, на значения оседания потока с J-образным кольцом. Значения снижаются на 22% по сравнению со смесями М2.Таблица 3 показывает SI для всех смесей. Все смеси вели себя хорошо, за исключением смесей M1, M3 и M12, которые показали некоторое накопление СА в середине бетонного пирога. На рис. 2 показаны значения спада потока с J-образным кольцом и без него.

Рис. 2

Понижающийся поток с J-образным кольцом и без него для всех смесей.

Механические свойства затвердевшего SCC

На рис. 3 показана прочность на сжатие смесей SCC через 3, 14 и 28 дней. На рис. 3а суммирован эффект от включения летучей золы, шлака и как летучей золы, так и шлака в смеси SCC без RAP.Добавление шлака к смесям оказало минимальное влияние на прочность на сжатие через 14 и 28 дней, как показано на рис. 3c. Прочность на сжатие за 14 дней составляла 91% прочности контрольной смеси, в то время как прочность на 28 дней составляла 96% прочности контрольной смеси (M1) соответственно, однако прочность на сжатие за 3 дня значительно снизилась с добавлением шлака примерно на 46,5 %. Смеси с летучей золой показали наибольшее снижение прочности; 46, 23 и 16% контрольной смеси через 3, 14 и 28 дней соответственно.Смеси SCC и с золой-уносом, и со шлаком показали промежуточную прочность между смесями только с золой-уносом и смесями только с шлаком через 14 и 28 дней, но прочность за 3 дня была самой низкой из всех смесей. На рис. 3b, c приведены результаты добавления летучей золы, шлака и летучей золы и шлака к смесям с содержанием RAP 25 и 50% соответственно. Смеси с содержанием 25% RAP показали очень похожую тенденцию в скорости изменения прочности на сжатие по сравнению со смесями с 0% RAP через 14 и 28 дней. Для смесей с 50% RAP тенденция была иной: добавление летучей золы привело к наименьшему падению прочности, а добавление летучей золы и шлака дало наименьшую прочность.

Рис.3

Прочность на сжатие SCC: a 0% содержание RAP, b 25% содержание RAP, c 50% содержание RAP.

Чтобы изолировать влияние РАП на прочность SCC, результаты, показанные на рис. 2, были перегруппированы на рис. 4; На рис. 4a показан эффект добавления RAP к смесям SCC, на рис. 4b показан эффект от добавления RAP к смесям SCC и летучей золы, на рис. 4c показан эффект добавления RAP к смесям SCC и шлака, а на рис. 3d показан эффект от добавления РАП к смесям золы и шлака SCC-уноса.Во всех четырех случаях добавление RAP показало устойчивый эффект с падением силы через 3, 14 и 28 дней, когда содержание RAP увеличилось с 0 до 50%.

Рис.4

Прочность на сжатие SCC: a SCC-контроль, b SCC-зола-унос, c SCC-шлак, d SCC-зола и шлак.

Результаты расщепленного растяжения суммированы на рис. 5. Результаты приведены для изучения эффекта добавления RAP к SCC-control, SCC-зольной пыли, SCC-шлаку и SCC-летучей золе и шлаку, как показано на рис.5а – г соответственно. Результаты ясно показывают, что прочность на разрыв при разделении упала из-за добавления РАП. В отношении снижения прочности на разрыв при разделении были продиктованы две различные тенденции. В случае SCC-контроль и SCC-летучая зола (рис. 5a и 5b) содержание 25% RAP показало большее снижение, чем 50% RAP. Противоположное наблюдалось для SCC-шлака и SCC-летучей золы и шлака.

Рис. 5

Прочность на растяжение при разделении SCC: a SCC-контроль, b SCC-зола-унос, c SCC-шлак, d SCC-зола и шлак.

Помимо важности предела прочности бетона на сжатие, еще одним важным показателем прочности бетона является скорость развития прочности на сжатие. На рисунке 6 показано изменение прочности на сжатие 12 смесей в этом исследовании за 28 дней. Результаты скомпонованы так, чтобы позволить изучить влияние добавления RAP в контрольный SCC, летучую золу SCC, шлак SCC и зольную пыль и шлак SCC. Очень важно отметить, что этот анализ основан на 28-дневной прочности каждой смеси на сжатие.Таким образом, даже несмотря на то, что скорость развития прочности на сжатие важна, она имеет значение только в том случае, если смесь соответствует целевой прочности, требуемой спецификациями, которые будут изучены в следующем разделе. Как показано на рис. 6a, добавление RAP к контрольной смеси SCC увеличивало скорость развития силы в первые 3 дня, в то время как скорость развития силы в течение 3–14 дней снижалась, однако во всех случаях более 90% из 28-дневной силы было развито в течение первых 3 дней. 14 дней. Смесь SCC-летучая зола развивает около 87% своей прочности в течение 14 дней, добавление 25% RAP снизило это значение примерно до 76%, в то время как более 90% из 28-дневной прочности развивается в течение первых 14 дней, когда 50 % Содержания RAP используется, как показано на рис.6б. Как показано на рис. 6c, смеси SCC-шлак развивают примерно 90% своей полной прочности за первые 14 дней, этот процент улучшился примерно до 93% с добавлением RAP. Наконец, результаты смесей SCC со шлаком и летучей золой показали другую тенденцию, основное различие заключалось в том, что влияние RAP на 3-дневную прочность составляло около 10% для 50% RAP, однако 14-дневная прочность составляла около 80%. или больше для трех миксов.

Рис.6

Повышение прочности на сжатие SCC: a SCC-контроль, b SCC-зола-унос, c SCC-шлак, d SCC-зола и шлак.

Анализ в этом разделе показал общую тенденцию снижения прочности SCC при добавлении РАП, летучей золы и шлака в различных комбинациях, описанных выше, однако важным фактором является целевая прочность и то, достигнута она или нет. Для проведения этого анализа были приняты спецификации IDOT. IDOT требует минимум 24 МПа 14-дневной прочности на сжатие для бетона, используемого в тротуарах, конструкциях и массивных конструкциях, 22,1 МПа 14-дневной прочности на сжатие для бетона, используемого для ямочного ремонта мостовых и мостовых, и 27.5 МПа Прочность на сжатие в течение 14 дней для бетона надстройки моста. В таблице 4 приведены результаты проверки 14-дневной прочности на сжатие 12 смесей в этом исследовании по критериям IDOT для каждого типа применения. Результаты показывают, что 1 смесь не соответствовала требованиям внесения исправлений, 2 смеси не соответствовали требованиям к дорожным покрытиям и конструкциям, а 3 смеси не соответствовали требованиям к надстройкам моста. Некоторые из смесей, которые удовлетворяли требованиям надстройки моста, содержали высокие уровни RAP и SCM, такие как Mix 7 (25% RAP и 70% шлака) и Mix 10 (50% RAP и 60% летучей золы).

Таблица 4 Критерии IDOT для 14-дневной прочности на сжатие.

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон

Хозяйственные постройки … — Ch4 Строительные материалы: Бетон
Бетон

Содержание Назад Вперед

Бетон — строительный материал, изготовленный путем смешивания цементного теста. (портландцемент и вода) и заполнитель (песок и камень).В цементная паста — это «клей», который связывает частицы в совокупность вместе. Прочность цементного теста зависит от об относительном соотношении воды и цемента; более разбавленный паста слабее. Также относительные пропорции цементного теста а агрегат влияет на прочность; более высокая доля паста, делающая бетон более прочным. Бетон затвердевает через химическая реакция между водой и цементом без необходимости воздуха. После первоначального схватывания бетон хорошо затвердевает. под водой.Сила набирается постепенно, в зависимости от скорости химической реакции.

В бетонную смесь иногда добавляют добавки для добиться определенных свойств. Арматурная сталь используется для добавления прочность, особенно при растягивающих напряжениях.

Бетон обычно смешивают на строительной площадке и кладут в формы желаемой формы в том месте, которое займет агрегат готовая конструкция. Единицы также могут быть сборными либо на на стройплощадке или на заводе.

Свойства бетона

Бетон ассоциируется с высокой прочностью, твердостью, прочность, непроницаемость и пластичность. Это плохой тепловой изолятор, но обладает высокой теплоемкостью. Бетон не легковоспламеняющийся и имеет хорошую огнестойкость, но есть серьезный потеря прочности при высоких температурах. Бетон из обычный портландцемент имеет низкую стойкость к кислотам и сульфаты, но хорошая стойкость к щелочам.

Бетон — относительно дорогой строительный материал для фермы. конструкции. Стоимость может быть снижена, если часть портленда цемент заменяется пуццоланом. Однако когда пуццоланы химическая реакция протекает медленнее, а прочность увеличивается. с задержкой.

Прочность на сжатие зависит от пропорций ингредиенты, то есть соотношение цемент-вода и цемент совокупный коэффициент. Поскольку заполнитель составляет основную часть затвердевшего бетон, его прочность также будет иметь некоторое влияние.Прямой предел прочности на разрыв, как правило, низкий, всего от 1/8 до 1/14 от прочность на сжатие и обычно не учитывается при проектировании расчеты, особенно при проектировании железобетона.

Прочность на сжатие измеряется дроблением кубиков длиной 15 см. с каждой стороны. Кубики выдерживаются в течение 28 дней при стандартных условиях. температуры и влажности, а затем измельчают в гидравлическом прессе. Характерными значениями прочности через 28 дней являются те, ниже которых выпадает не более 5% результатов тестирования.Используемые оценки: C7, C10, Cl5, C20, C25, C30, C40, C50 и C60, каждый из которых соответствует с характеристической прочностью на раздавливание 7,0, 10,0, 15,0 Н / мм2, пр.

Таблица 3.11 Типичное увеличение прочности бетона

Возраст в тест

Средняя прочность на раздавливание

Обычный портландцемент

Хранение на воздухе 18C 65%, R H Н / мм2 Хранение в воде Н / мм2
1 день 5.5
3 дня 15,0 15,2
7 дней 22,0 22,7
28 дней 31,0 34,5
3 месяца 37,2 44,1

(1 цемент — 6 заполнитель, по весу, 0.60 вода — цемент соотношение).

В некоторых литературных источниках требуемая марка бетона обозначается пропорции цемент — песок — камень, так называемые номинальные смеси а не прочность на сжатие. Поэтому некоторые общие Номинальные смеси включены в Таблицу 3.12. Обратите внимание, однако, что количество воды, добавленной в такую ​​смесь, будет иметь большое влияние на прочность на сжатие затвердевшего бетона.

Более бедная из номинальных смесей, указанных напротив C7 и C10 классы пригодны для работы только с очень хорошо отсортированными агрегатами в диапазоне до довольно больших размеров.

Состав

Цемент

Обычный портландцемент используется в большинстве хозяйственных построек. Это продается в бумажных мешках по 50 кг или примерно 37 литров. Цемент необходимо хранить в сухом, защищенном от земли месте. влажность, и на периоды, не превышающие одного-двух месяцев. Даже сыро воздух может испортить цемент. Это должна быть консистенция порошка при использовал. Если образовались комки, качество снизилось, но все еще можно использовать, если комки могут быть раздавлены между пальцы.

Таблица 3.12 Предлагаемое использование для Различные марки и смеси бетона

Марка Номинальная смесь Использование
C7

C10

1: 3: 8

1: 4: 6

1: 3: 6

1: 4: 5

1: 3: 5

Ленточные опоры; заполнение траншеи фонды; основания стоек; неармированные фундаменты; наружный бетон и перемычки под плиты; этажи с очень легкий трафик; массивный бетон и др.
Класс 5

C20

1: 3: 5

1: 3: 4

1: 2: 4

1: 3: 3

Фундамент стены; подвал стены; конструкционный бетон; стены; усиленный пол плиты; полы для молочного и мясного скота, свиней и птица; полы в зерновых и картофельных складах, сенокосах, и машинные магазины; септики, резервуары для хранения воды; плиты для навоза с двора фермы; дороги, проезды, тротуары и прогулки; лестницы.
C25

C30

C35

1: 2: 4

1: 2: 3

1: 1.5: 3

1: 1: 2

Весь бетон в доении доильные залы, молочные заводы, силосные бункеры и кормово-поилки поилки; полы, подверженные сильному износу и погодным условиям, или слабые растворы кислот и щелочей; дороги и тротуары часто используется тяжелой техникой и грузовиками; небольшой мосты; подпорные стены и дамбы; подвесные полы, балки и перемычки; полы, используемые тяжелыми, мелколесными оборудование, например автопогрузчики; столбы ограждения, сборные железобетонные изделия.
C40

C50

C60

Бетон в очень сильное воздействие; сборные элементы конструкции; предварительно напряженный бетон.

Совокупный

Заполнитель или балласт — это гравий или щебень. Те заполнители, проходящие через сито 5 мм, называются мелкими заполнителями. или песок, и те, что задерживаются, называются крупным заполнителем или камнем.Заполнитель должен быть твердым, чистым, не содержать соли и растительное вещество. Слишком много ила и органических веществ делает заполнитель непригоден для бетона.

Тест на ил выполняется путем помещения 80 мм песка в 200 мм высотой. прозрачная бутылка. Добавьте воды до высоты 160 мм. Встряхните энергично перемешайте бутылку и дайте содержимому осесть до тех пор, пока следующий день. Если слой ила, который будет оседать на поверхности песок, менее 6 мм песок можно использовать без дополнительных лечение.Если содержание ила выше, песок необходимо промывают.

Тест на органические вещества выполняется путем помещения 80 мм песка в Прозрачная бутылка высотой 200 мм. Добавьте 3% раствор натрия гидроксид до 120мм. Обратите внимание, что гидроксид натрия, который может быть куплен в аптеке, опасен для кожи. Закупорите бутылку и энергично встряхните в течение 30 секунд и оставьте до следующего дня. Если жидкость на песке превратится темно-коричневого или кофейного цвета, песок использовать нельзя.»Соломенный» цвет подходит для большинства работ, но не для тех, кому требуется максимальная прочность или водонепроницаемость. Однако учтите, что некоторые соединения двухвалентного железа могут реагировать с гидроксид натрия и вызывают коричневый цвет.

Сортировка совокупности относится к дозированию различных размеры заполнителя и сильно влияют на качество, проницаемость и удобоукладываемость бетона. С хорошо гранулированный заполнитель, частицы различных размеров перемешиваются между собой оставляя минимальный объем пустот для заполнения дорогостоящая цементная паста.Частицы также легко сливаются, то есть заполнитель является работоспособным, что позволяет использовать меньше воды. Классификация выражается в процентах от массы заполнителя. проходя через различные сита. Хорошо оцененный агрегат будет иметь довольно равномерное распределение размеров.

Содержание влаги в песке важно, так как соотношение смеси песка часто относится к кг сухого песка и максимальному количеству воды включает влагу в совокупности. Влажность составляет определяется путем взятия репрезентативной пробы массой 1 кг.Пример точно взвесить и тонко разложить на тарелке, пропитанной спирт (спирт) и обгорел при перемешивании. Когда образец охлажденный, он снова взвешивается. Снижение веса сводится к весу воды, которая испарилась, и выражается как процентов путем деления потерянного веса на вес высушенного образец. Нормальная влажность естественно влажного песка от 2,5 до 5,5%. В бетонную смесь добавляется гораздо меньше воды.

Плотность — это вес на единицу объема твердой массы без учета пустот, и определяется путем помещения одного килограмма сухого заполнителя в один литр воды.Плотность — это вес сухого заполнителя (1 кг), разделенного на объем воды, вытесненной из место. Нормальные значения плотности заполнителя (песок и камень) от 2600 до 2700 кг / м3 и для цемента 3100 кг / м3.

Насыпная плотность — это масса заполнителя на единицу объема. включая пустоты и определяется взвешиванием 1 литра совокупный. Нормальные значения для крупного заполнителя — от 1500 до 1650. кг / м3. Совершенно сухой и очень влажный песок имеют одинаковый объем, но из-за свойства набухания влажного песка он имеет большую объем.Насыпная плотность типичного естественно влажного песка составляет 15 на 25% ниже, чем у крупного заполнителя из того же материала, т. е. От 1300 до 1500 кг / м3.

Размер и текстура заполнителя влияет на бетон. Чем больше частицы крупного заполнителя не могут превышать одной четверти минимальная толщина бетонного элемента. В железобетон, крупный заполнитель должен пройти между арматурными стержнями, 20 мм обычно считается максимальный размер.

Агрегат с большей площадью поверхности и шероховатой текстурой, т.е. щебень, позволяет развить большую силу сцепления, но будет дают менее податливый бетон.

Груды заполнителя должны находиться близко к месту смешивания. Песок и камень следует хранить отдельно. Если твердой поверхности нет в наличии, нижняя часть стопки не должна использоваться во избежание осквернение землей. В жарком солнечном климате тень должна быть при условии, или агрегат обрызгивают водой для охлаждения.Горячий заполнители делают бетон плохим.

Дозирование

Измерение производится по весу или по объему. Дозирование по весу точнее, но используется только на крупных строительных площадках. При строительстве хозяйственных построек применяется дозирование по объему. Точное дозирование более важно для более высоких сортов конкретный. Дозировка по весу рекомендуется для бетона марки C30 и выше. Проверка насыпной плотности заполнителя позволит обеспечивают большую точность, когда марка C20 или выше дозируется объем.Мешок с цементом 50 кг можно разрезать пополам. через середину верхней стороны сумки, лежащей на пол. Затем мешок берется за середину и поднимается так, чтобы сумка делится на две половины.

В качестве мерной единицы можно использовать ведро или ящик. Материалы должен располагаться в измерительном блоке неплотно и не утрамбовываться. Кубический ящик со сторонами 335 мм удобно построить, так как он будет вмещать 37 литров, что составляет объем одного мешка цемент.Если ящик сделан без дна и размещен на платформа для смешивания при заполнении, она легко опорожняется просто подняв его. Ингредиенты никогда не следует измерять лопату или лопату.

Рисунок 3.19 Связь между комплексная прочность и водоцементное соотношение

Сумма объемов ингредиентов будет больше, чем объем бетона, потому что песок заполнит пустоты между крупный агрегат. Материалы обычно имеют от 30 до 50% больший объем, чем у бетонной смеси; От 5 до 10% допускается отходы и разливы.Добавляемый цемент заметно не увеличивается громкость. Приведенные выше предположения используются в примере 1 в примерно оценивая количество необходимых ингредиентов. В примере 2, более точный метод расчета количества бетона получено из ингредиентов.

Пример 1

Рассчитайте количество материалов, необходимых для строительства прямоугольный бетонный пол 7,5 на 4,0 м и толщиной 7 см. Использовать номинальная смесь 1: 3: 6.50 кг цемента равняется 371.

Общий требуемый объем бетона = 7,5 м x 4,0 м x 0,07 м = 2,1 м

Общий объем ингредиентов с учетом 30% уменьшения объем при смешивании и 5% отходов = 2,1 м + 2,1 (30% + 5+) м = 2,84 м

Объем ингредиентов пропорционален количество частей в номинальной смеси. В этом случае есть всего 10 частей (1 + 3 + 6) в смеси, но цемент не влияет на объем, поэтому только 9 частей для песка и камня используются.

Цемент = (2,89 x 1) / 9 = 0,32 м или 320

Песок = (2,84 x 3) / 9 = 0,95 м

Камень = (2,84 x 6) / 9 = 1,89 м

Количество мешков с цементом = 320/37 = 8,6 мешков, т.е. нужно купить 9 пакетов.

Требуемый вес песка = 0,95 м x 1,45 т / м = 1,4 тонны

Требуемый вес камня = 1,89 м x 1,60 т / м = 3,1 тонны

Максимальный размер камней = 70 мм x 1/4 = 17 мм

Пример 2

Предположим, что цементно-песчано-каменная смесь 1: 3: 5 по объем с использованием естественно влажных заполнителей и добавления 62 литров воды.Какая будет основная крепость и объем смеси быть, если используются 2 мешка цемента. Дополнительные предположения:

Влажность песка: 4%

Влажность камней: 1,5%

Насыпная плотность песка: 1400 кг / м

Насыпная плотность камней: 1600 кг / м

Плотность заполнителя: 2650 кг / м

Плотность твердого цемента: 3100 кг / м

Плотность воды: 1000 кг / м

1 Рассчитайте объем заполнителя в смеси.

2 мешка цемента имеют объем 2 x 37л = 74л

Объём песка 3 х 74л = 2221

Объем камней 5 х 74л = 3701

2 Рассчитайте вес агрегатов.

Песок 222/1000 м x 1400 кг / м = 311 кг

Камни 370/1000 м x 1600 кг / м = 592 кг

3. Рассчитайте количество воды, содержащейся в совокупный

Вода в песке 311 кг x 4/100 = 12 кг

Вода в камнях 592 кг x 1.5/100 = 9 кг

4 Отрегулируйте количество в партии для содержания воды в совокупный.

Цемент 100 кг (без изменений)

Песок 311 кг — 12 кг = 299 кг

Камни 592 кг — 9 кг = 583 кг

Общее количество сухого заполнителя = 299 кг + 583 кг = 882 кг

Вода = 62 кг + 12 кг + 9 кг = 83 кг

5 Расчет водоцементного отношения и цемента к заполнителю соотношение.

Водоцементное соотношение = (83 кг воды) / 100 кг цемента = 0 83

Соотношение заполнитель — цемент = (882 кг заполнителя) / 100 кг цемент = 8.8

Водоцементное соотношение указывает на то, что смесь имеет базовая прочность, соответствующая смеси C10. См. Приложение V: 12.

6 Рассчитайте «твердый объем» ингредиентов в смеси, исключая воздушные пустоты в заполнитель и цемент.

Цемент 100 кг / 3100 кг / м = 0,032 м

Заполнитель 882 кг / 2650 кг / м = 0,333 м

Вода 83 кг / 1000 кг / м = 0.083м

Итого = 0,448 м

Общий объем смеси 1: 3: 5, полученный из 2 мешков цемент 0,45м.

Обратите внимание, что 0,45 м бетона — это только 2/3 от общей суммы объемов компонентов — 0,074 + 0,222 + 0,370.

Таблица 3.13 Требования на куб. Счетчик дозирования бетонных смесей номинального размера

Пропорции по Цемент Нет.50 кг Естественно влажный заполнитель 1 Совокупный: цемент Песок в всего
Песок Камни
Объем мешков м тонн м тонн соотношение %
1: 4: 8 3.1 0,46 0,67 0,92 1,48 13,4 31
1: 4: 6 3,7 0,54 0,79 0,81 1,30 11,0 37
1 5: 5 3.7 0,69 1,00 0,69 1,10 10,9 47
1: 3: 6 4,0 0,44 0,64 0,89 1,42 10,0 31
1: 4: 5 4.0 0.60 0,87 0,75 1,20 9,9 41
1: 3: 5 4,4 0,49 0,71 0,82 1,31 8,9 35
1: 4: 4 4.5 0,66 0,96 0,66 1,06 8,7 47
1: 3: 4 5,0 0,56 0,81 0,74 1,19 7,7 40
1: 4: 3 5.1 0,75 1,09 0,57 0,91 7,6 54
1: 2: 4 5,7 0,42 0,62 0,85 1,36 6,7 31
1: 3: 3 5.8 0,65 0,94 0,65 1,03 6,5 47
1: 2: 3 6,7 0,50 0,72 0,74 1,19 5,5 37
1: 1: 5: 3 7.3 0,41 0,59 0,82 1,30 5,0 31
1: 2: 2 8,1 0.60 0,87 0.60 0,96 4,4 47
1: 1: 5: 2 9.0 0,50 0,72 0,67 1,06 3,9 40
1: 1: 2 10,1 0,37 0,54 0,75 1,19 3, 0,3 31

Эти количества рассчитаны с учетом песка. имеющий насыпную плотность 1450 кг / м и камень 1600 кг / м.В плотность агрегатного материала 2650 кг / м3.

Смешивание

Механическое перемешивание — лучший способ замешивания бетона. Партия мешалки с опрокидывающимся барабаном для использования на стройплощадках. доступны в размерах от 85 до 400 литров. Мощность для барабана вращение обеспечивается бензиновым двигателем или электродвигателем тогда как наклон барабана осуществляется вручную. Грушевидный барабан имеет лопасти внутри для эффективного перемешиванияСмешивание должно быть разрешено действовать не менее 2,5 минут после всех ингредиентов были добавлены. Для небольших работ в сельской местности это может быть Получить механический миксер сложно и довольно дорого.

Таблица 3.14 Смешивание воды Требования к плотному бетону разной консистенции и Максимальные размеры заполнителя

Максимум

размер из

агрегат 3

Вода требование 1 / м бетон
1/2 — 1/3 1 / 3–1 / 6 1/6 -1/2
Высокая

технологичность

Средняя обрабатываемость Пластичная консистенция
10 мм 245 230 210
14 мм 230 215 200
20 мм 215 200 185
25 мм 200 190 175
40 мм 185 175 160

3 Включает влагу в совокупности.Количество вода для смешивания — максимум для использования с достаточно хорошо угловатый крупный агрегат правильной формы. 2 См. Таблицу осадки. 3.15.

Рисунок 3.20 Смеситель периодического действия.

Простой ручной бетоносмеситель может быть изготовлен из пустую масляную бочку, установленную в каркас из оцинкованной трубы. Рисунок 3.21 показывает ручную рукоятку, но привод можно легко преобразовать в мощность машины.

Рисунок 3.21 Самостоятельная постройка бетономешалка.

Ручное смешивание обычно применяется для небольших работ. Смешивание должно делать на закрытой платформе или бетонном полу рядом с там, где нужно укладывать бетон, а не на голую землю из-за загрязнения земли.

Рекомендуется следующий метод смешивания вручную:

  • 1 Измеренные количества песка и цемента смешиваются переворачивать лопатой не менее 3 раз.
  • 2 Около трех четвертей воды добавляется в перемешивайте понемногу.
  • 3 Перемешивание продолжают до тех пор, пока смесь не станет однородный и работоспособный.
  • 4 Мерное количество камней ,. после смачивания с частью оставшейся воды, распределяется по смесь и перемешивание продолжалось, все ингредиенты были переворачивался не менее трех раз в процессе, используя как как можно меньше воды, чтобы получилась работоспособная смесь.

Все инструменты и платформу следует мыть водой при есть перерыв в перемешивании, и в конце дня.

Тест на оседание

Испытание на осадку дает приблизительное указание удобоукладываемость влажной бетонной смеси. Заполните конусообразную форму ведро с мокрой бетонной смесью и тщательно утрамбовать. Повернуть ведро вверх дном на смесительную платформу. Поднимите ведро, поместите его рядом с бетонной кучей и измерьте осадку, как показано на рисунке 3.22.

Размещение и уплотнение

Бетон следует укладывать с минимальной задержкой после смешивание завершено, и обязательно в течение 30 минут.Особый следует соблюдать осторожность при транспортировке влажных смесей, так как вибрации движущейся тачки могут вызвать разделять. Смесь не должна стекать или падать. в нужное положение с высоты более 1 метра. Бетон укладывать лопатой слоями не глубже 15 см и уплотняется перед нанесением следующего слоя.

При заливке плит поверхность выравнивается стяжкой. доска, которая также используется для уплотнения бетонной смеси, как только он был помещен для удаления любого захваченного воздуха.Менее работоспособный чем смесь, тем она пористее и тем больше уплотнение нужно. На каждый процент захваченного воздуха бетон теряет до 5% от его прочности. Однако чрезмерное уплотнение мокрой смеси переносят мелкие частицы наверх, в результате чего получается слабый пыльный поверхность.

Ручное уплотнение обычно используется при строительстве фермы. здания. Может использоваться для смесей с высоким и средним удобоукладываемость и для пластических смесей. Мокрые смеси, используемые для стен, уплотняется при помощи обрешетки, палки или куска арматурный стержень.Также помогает стук опалубки. Меньше рабочие смеси, такие как те, что используются для дверей и дорожных покрытий, лучше всего уплотняется трамбовкой.

Рисунок 3.22 Осадка бетона Тесет.

Таблица 3.1 5 Осадка бетона для Различное применение

Согласованность Оседание Использование Метод уплотнения
Высокая обрабатываемость 1/2 — 1/3 Конструкции с узкой проходы и / или сложные формы.Сильно усиленный конкретный. Ручная
Средняя удобоукладываемость 1/3 — 1/6 Обычное использование. Неармированный и нормально армированный бетон. Ручная
Пластик 1/6 — 1/12 Открытые конструкции с достаточно открытая арматура, которую тяжело обрабатывают вручную для уплотнение полов и дорожных покрытий.Массовый бетон. Ручное или механическое
Жесткий 0–1 / 2 Без армирования или редко армированные открытые конструкции, такие как полы и тротуары, которые механически вибрируют. Заводское изготовление ЖБИ. Бетонные блоки. Механический
Влажный 0 Заводская сборка ЖБИ. Механическое или давление

Рисунок 3.23 Руководство уплотнение фундамента и плиты перекрытия.

Более густые смеси можно тщательно уплотнять только механические вибраторы. Покерный вибратор для стен и фундамента (вибростойка) погружается в уложенную бетонную смесь на точки на расстоянии до 50 см друг от друга. Полы и тротуары вибрируют лучевой вибратор.

Рисунок 3.24 Механический вибраторы.

Строительные муфты

Литье следует спланировать так, чтобы работа над элементом могла быть завершенным до конца дня. Если остался литой бетон более 2 часов схватится настолько, что нет прямого продолжение между старым и новым бетоном. Суставы потенциально слабые и должны быть спланированы там, где они повлияют на сила члена как можно меньше. Суставы должны быть прямой, вертикальный или горизонтальный.При возобновлении работы старую поверхность необходимо придать шероховатость и очистить, а затем обработать густая смесь воды и цемента.

Опалубка

Опалубка обеспечивает форму и текстуру поверхности бетона. элементов и поддерживает бетон во время схватывания и затвердевания.

Самая простая форма возможна для кромок тротуара, плиты перекрытия, дорожки и др.

Рисунок 3.25 Простой тип опалубка для бетонной плиты.

В больших бетонных плитах, таких как пол, обычно возникают трещины. в ранний период схватывания. В обычной плите, где водонепроницаемость не важна, ее можно контролировать, укладывая бетон в квадратах с швами между допусками бетона слегка двигаться, не вызывая трещин в плите. Расстояние между стыками не должно превышать 3 метра. Самый простой вид это так называемый сухой шов. Бетон заливается прямо против уже затвердевший бетон другого квадрата.

Более сложный метод — это заполнение шва. Зазор 3 мм между квадратами оставляется минимум и заливается битумом или любой сопоставимый материал.

Опалубки для стен должны иметь прочную опору, потому что бетон, в мокром состоянии оказывает большое давление на боковые доски. Чем больше чем выше высота, тем больше давление. Бетонная стена не будет обычно тоньше 10 см или 15 см в случае армированного материала. конкретный. Если он выше одного метра, он не должен быть меньше толщиной более 20 см, чтобы можно было уплотнить бетон правильно с тампером.Стыки опалубки должны быть плотными. достаточно, чтобы предотвратить потерю воды и цемента. Если поверхность готовая стена должна быть видна, дальнейшая обработка не требуется. ожидаемые, шпунтовые и рифленые доски, строганные с внутренней стороны использоваться для получения гладкой и привлекательной поверхности. Альтернативно Можно использовать фанерные листы толщиной 12 мм. Размеры и расстояние между шпильки и стяжки показаны на рисунке 3.26. Правильный интервал и установка стяжек важна для предотвращения перекоса или полный отказ форм.

Формы должны быть не только хорошо закреплены, но и закреплены. надежно предотвратить их всплытие, позволяя бетону сбежать снизу.

Формы смазать маслом и тщательно полить. перед заливкой бетоном. Это сделано для предотвращения попадания воды в бетон от впитывания деревянными досками и предотвратить прилипание бетона к формам. Растворимое масло лучше всего, но на практике используется моторное масло, смешанное с равными частями дизельное топливо — самый простой и дешевый в использовании материал.

Деревянные формы при осторожном обращении можно использовать несколько раз. прежде, чем они будут оставлены. Если возникает повторная потребность в Такой же формы выгодно делать формы из стальных листов.

Форму работу можно забрать через 3 дня, но оставив ее в течение 7 дней помогает поддерживать бетон во влажном состоянии.

Для экономии материала на опалубку и ее несущая конструкция, высокие силосы и колонны отлиты с помощью шпонки форма.Форма не построена на всю высоту силоса, но на самом деле может быть всего несколько метров в высоту. Как заливка бетона продолжается форма приподнята. Работа должна идти в быстром темпе что позволяет бетону затвердеть до того, как он покинет нижнюю часть форма. Эта техника требует сложной конструкции. расчеты, квалифицированный труд и авторский надзор.

Твердый бетон

Бетон схватится за три дня, но химическая реакция между водой и цементом продолжается намного дольше.Если вода исчезает при испарении, химическая реакция прекращается. Поэтому очень важно, чтобы бетон оставался влажным (влажным). минимум 7 дней.

Преждевременное высыхание также может привести к растрескиванию из-за усадка. Во время отверждения прочность и непроницаемость увеличивается, и поверхность затвердевает от истирания. Полив бетон должен начинаться, как только поверхность станет достаточно твердой во избежание повреждений, но не позднее, чем через 10 — 12 часов после заливки.Покрытие бетона мешками, травой, гессианом, слоем песка. или полиэтилен помогает удерживать влагу и защищает поверхность от сухих ветров. Это особенно важно в тропический климат.

Температура также является важным фактором при отверждении. Для температурах выше 0 C и ниже 40 C Развитие прочности функция температуры и времени. При температуре выше 40С застывание и отверждение могут происходить быстрее, чем хотелось бы, и приводит к снижению прочности.

Приблизительное время отверждения, необходимое для достижения характеристик прочность на сжатие при различных температурах отверждения для бетона смеси обыкновенного портландцемента. Показать на рисунке 3.27

Рисунок 3.26 Размеры и расстояние между стойками и стяжками в опалубке стен.

Рисунок 3.27 Время отверждения для бетона.

Отделка по бетону

Поверхность свежеуложенного бетона не подлежит обработке. пока не произойдет какая-то настройка.Тип отделки должен быть совместим с предполагаемым использованием. В случае пола Желательна нескользящая поверхность для людей и животных.

Трамбовка: трамбовка оставляет грубую волнистую поверхность при он был использован для уплотнения бетона.

Отделка, нанесенная трамбовкой: возможно образование менее выраженной ряби перемещая слегка наклоненную трамбовку на хвостовой части над поверхность.

Брумчатая отделка: над щеткой проведен веник средней жесткости. свежеутрамбованная поверхность для получения довольно шероховатой текстуры.

Покрытие под дерево: для получения гладкой песчаной текстуры бетона. после утрамбовки можно гладить по дереву. Поплавок используется с полукруглое подметание, передняя кромка слегка поднятый; это сглаживает рябь и создает поверхность с мелкая зернистая текстура, покрытие, часто используемое для полов в животных дома.

Стальная затирка: затирка стали после затирки древесины дает более гладкую поверхность с очень хорошими износостойкими качествами.Однако во влажных условиях он может быть скользким.

Поверхности с обнаженным заполнителем можно использовать для декоративных цели, но также может дать шероховатую прочную поверхность на плиты. Эту поверхность можно получить, удалив цемент и песок. разбрызгивая воду на новый бетон или устанавливая заполните вручную незатвердевший бетон.

Железобетон

Бетон прочен на сжатие, но относительно слаб на сжатие. напряжение.Нижняя сторона нагруженной балки, например, перемычка над дверь, находится в напряжении.

Рисунок 3.28 Напряжения в бетонная перемычка

Бетон, подверженный растягивающим нагрузкам, необходимо армировать стальные стержни или сетка. Количество и вид арматуры должны быть тщательно рассчитанным или, альтернативно, стандартным дизайном полученный из надежного источника, следует выполнять без вариация.

Важные факторы относительно железобетона:

  • 1 Стальные стержни необходимо очистить от ржавчины и грязи. прежде, чем они будут размещены.
  • 2 Для получения хорошей адгезии между бетоном и стальные стержни, стержни должны перекрываться там, где они соединяются как минимум на сорок раз больше диаметра. Когда используются простые стержни, концы стержней должны быть зацеплены.
  • 3 Арматурные стержни должны быть хорошо связаны между собой и поддерживаются, поэтому они не будут двигаться при укладке бетона и уплотненный.
  • 4 Стальные стержни должны находиться в зоне растяжения и с бетоном толщиной в три раза больше диаметра или минимум на 25 мм для защиты от воды и воздуха что вызывает ржавчину.
  • 5 Бетон должен быть хорошо уплотнен вокруг стержней. 6 Бетон должен быть не менее C20 или 1: 2: 4 номинальной смеси и иметь максимальный размер заполнителя 20 мм.

Бетонные полы иногда армируют сварной сталью сетка или проволочная сетка, размещенная на расстоянии 25 мм от верхней поверхности бетон, чтобы ограничить размер трещин. Однако такие Распределительная арматура необходима только при нагрузках тяжелые, нижележащая почва ненадежна, или когда растрескивание должно быть минимизировано, как и в резервуарах для воды.

Рисунок 3.29 Размещение арматурные стержни.


Содержание Назад Вперед

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.