Бетон

Плотность бетонной плиты: Плотность железобетона, удельный вес в 1 м3, нюансы расчета и примеры

Автор

Содержание

Плотность железобетона в кг/м3, расчет веса, таблица, фото и видео

Железобетон представляет собой сочетание бетона и стали, обладает уникальными свойствами. Благодаря своей прочности, долговечности, надежности он нашел широкое применение в строительной сфере. При проектировании учитываются многие его технические характеристики, одной из которых является объемный вес. Значение этой величины требуется для расчета нагрузки на основание определения теплопотерь монолита, трудоемкости работ. Учитывается при оценке расходов на закупку и доставку нужного количества материала.

Оглавление:

  1. Какие виды железобетона существуют?
  2. Плотность
  3. Расчет удельного веса

Объемный вес напрямую связан с плотностью. Чем выше значение этого показателя, тем больше плотность бетонного камня. Зависит он и от наполнителей: оказывают влияние такие их характеристики, как плотность, степень пузырькового заполнения. К тому же, прочность продукта формируется под действием марки цемента.

Разновидности

Выделяют несколько типов железобетона в зависимости от его плотности:

1. Особо тяжелые (более 2500 кг/м3). Применяются магнетиты, бариты, гематиты, металлические скрапы.

2. Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Наполнителями этой марки служат щебень и гравий.

3. Легкие (от 500 до 1800 кг/м3): песок, перлит, керамзит, арболит и другие компоненты. К данному типу относятся пенобетон и газобетон.

4. Особо легкие (менее 500 кг/м3).

В зависимости от плотности различается область использования материала. Более легкие марки подходят для теплоизоляции. Облегченные применяются в качестве готовых блоков. Тяжелый бетон незаменим при закладке фундаментов, строительстве монолитных конструкций. Особо тяжелые составы требуются на ответственных участках бронеколпаков, возведения других защитных объектов. Они хорошо препятствуют радиоактивному излучению.

Фактическая и расчетная плотность

В большинстве случаев фактическая плотность железобетона отличается от расчетного значения величины. Причиной этого является технология его изготовления. При возведении монолитных или сборных сооружений в состав смеси попадает воздух, что приводит к образованию в бетонном растворе различного размера каверн. Для повышения качества конечного продукта и его уплотнения применяется вибропрессование. Обозначенные выше параметры объемного веса справедливы, если при производстве использовался этот метод.

На практике данная технология может не подходить по определенным причинам. При строительстве конструкций заливается готовый раствор, который впоследствии затвердевает. Плотность при таком типе монтажа железобетона снижается в среднем на 100-150 кг/м3.

Удельный вес железобетона

Следует учесть, что показатели объемного веса соответствуют чистой массе бетона. Но для сохранения эксплуатационных характеристик в условиях постоянного действия сил сжатия и растяжения его укрепляют металлическим каркасом. Он представляет собой пространственную рамку из сваренных стальных прутков. В процессе производства железобетонных конструкций раствор прочно соединяется с арматурой, создавая целостный материал.

На плотность будет влиять число и сечение прутьев, а также способ их укладки.

Для упрочнения используются различные виды арматуры, часто применяется класс AIII. В зависимости от необходимой прочности определяется количество стальных прутков для укладки. В 1 м3 железобетона может содержаться от 70 до 320 кг арматуры.

Для расчета удельного веса готового продукта следует определить объем, занимаемый стальными прутками. Затем вычесть массу бетона, которая способна занять его. К полученной величине добавить массу арматурного прутка. При возникновении сложностей можно сложить составляющие компоненты за вычетом испаряющейся воды.

Плотность железобетона и его удельный вес, характеристики, методика расчета

Знать массу железобетонных конструкций — насущная необходимость для проектировщика. Без этого невозможно рассчитать множество параметров, прямо влияющих на устойчивость сооружения, к примеру, опорную площадь фундамента или сечение колонны.

Оглавление:

  1. Классификация смесей
  2. Армирование, масса и плотность
  3. Правила расчета

Виды бетона

С точки зрения плотности одного кубометра железобетон делят на четыре класса:

1. Особо легкие. Ячеистые на сверхлегких заполнителях: вермикулите, перлите, а так же пластбетоны на пенопластах. Плотность — менее D800 кг/м3. Английская «D» перед числом означает марку по средней плотности, а цифры указывают тяжесть 1 м3 в килограммах.

2. Легкие. В пределах D800-D2000 кг/м3, заполнителями выступают шлаковые пески и щебни, керамзит.

3. Тяжелые. Весом 2000-2500 кг/м3, к ним относятся самые обычные, наиболее часто встречающиеся железобетоны на щебнях дробленых горных пород.

4. Особо тяжелые. Специальные материалы с добавками металла (свинцовая дробь, чугунный бой). Используются такие ЖБИ для сооружений, где требуются необычные свойства, например, защита от радиации, особо высокая прочность конструкции, в т.ч. ударная.

Бетонные изделия армируются в большинстве случаев. Исключение составляют камни для кладки стен, фундаментные стеновые блоки (ФБС), выравнивающие подготовки. Все остальные сооружения, даже черновые полы из бетона сочетают в себе искусственный камень с металлическими каркасами, а обозначаются аббревиатурой ЖБИ.

Армирование и вес

В зависимости от воспринимаемой нагрузки процент армирования может составлять от 0,05 до 3 %, а для специальных конструкций и больше. Соответственно изделия с наличием значительного количества металла могут относиться к особо тяжелым. Легкие применяются для устройства ограждений, самонесущих перекрытий, как утеплители и звукоизоляция.

Такие архитектурные элементы способны выдержать лишь самих себя, плюс обслуживающие и монтажные нагрузки. Для армирования используются проволочные каркасы тонкой арматуры периодического профиля. Из-за высокого влагопоглощения некоторые виды легкого железобетона плохо защищают металл от коррозии, поэтому сталь для них выбирают с цинковым либо анодированным покрытием.

Плотность и масса

Существует три параметра, составляющие исходные данные для расчетов нагрузок:

  • плотность показывает отношение массы к единице объема;
  • удельный вес определяет, сколько весит объем, полностью заполненный данным веществом;
  • объемный вес в отличие от удельного, говорит о том, сколько будет весить единица объема.

Разница в последнем случае не очевидна. Состоит она в том, что вещество имеет единство структуры, а материал может содержать внутри тот или иной объем пустот.

Яркий пример — заполнители железобетона. Истинная плотность песка — 2500-2700 кг/м3, а объемный (насыпной) вес — всего 1450-1550 кг/м3. Именно количеством пустот (воздушных пор) объясняется различный объемный вес.

Различия будут и у монолитов, изготавливаемых непосредственно на площадке. Они зависят не только от густоты армирования, но и водоцементного отношения. Для реакции гидратации цемента воды требуется всего 15 % от клинкера. Но из соображений удобоукладываемости и некоторых других параметров наливают ее в количестве, доходящем до 70-80 %.

Излишек испаряется, оставляя пустоты.

Расчеты

Разница между удельным весом и плотностью состоит в том, что во втором случае мы имеем дело с массой вещества. Являясь характеристикой инерции тела, она напрямую связана с ускорением свободного падения. Величина же последнего немного, но отличается в разных местах нашей планеты (скажем, на полюсе и на экваторе), а значит, и удельный вес с плотностью количественно будут разниться между собой.

Разница по отношению к железобетонным изделиям настолько незначительна, что в расчетах не учитывается. Другое дело — объемный вес, тут различие может быть большим. Тот же вермикулит — его куб весит десяток килограммов, а состоит из слюды плотностью 1800 кг/м3.

Чтобы посчитать теоретический удельный вес, необходимо знать этот показатель для всех входящих в состав ингредиентов: песка, щебня, цементного камня, а также их пропорции. На практике подобный расчет не нужен.

Нам необходимо знать вес 1 м3 железобетона, совпадающий с его массой, чтобы определить усилие на опору. Достаточно объемный вес готового (схватившегося) железобетона умножить на геометрический объем конструкции, затем добавить вес арматуры.

Данные мы узнаем из лабораторных замеров по испытаниям опытных образцов, так называемых «кубиков». Их объем составляет ровно 1 куб. дм, умножив вес одного на 1000, мы рассчитаем массу 1 м3 ЖБИ. Вес арматуры на куб можно получить несколькими способами:

  • Умножив показатель процента армирования на удельный вес железа.
  • Заглянув в спецификацию ЖБИ.
  • Посчитав количество и виды металлических изделий на чертеже, пересчитав их вес по таблицам сортамента.
  • Разделив фактический весовой расход стали из накладной на объем конструкции в кубах.

На практике, когда речь идет о самостоятельном строительстве, вес 1 м3 обычного железобетона при расчетах принимают 2,5 т, а то и с запасом — 2,7 . Что касается разницы между понятиями плотности и удельного веса ЖБИ, практической роли она не играет. Тем не менее, знать о том, что таковая существует, будет полезным.

 

Классы бетона по плотности и их особенности

Плотность бетона – один из важных признаков классификации, регламентируемый ГОСТом 25192-2012. Эта величина (D) равна отношению массы бетонной смеси после уплотнения к единице объема. В соответствии со стандартом производители предлагают особо легкие, легкие, тяжелые, особо тяжелые бетоны.

Особо легкие и легкие бетонные смеси

Особо легкие бетоны имеют плотность (D) < 800 кг/м3, легкие – 800 < D < 2000 кг/м3. Эти виды смесей изготавливаются из вяжущего, крупного пористого заполнителя, мелкого плотного или пористого заполнителя. Производство бетонной продукции регламентируется ГОСТом 25820-2014. Легкий бетон может иметь плотную структуру, в которой все поры заполнены мелким заполнителем, или поризованную, без мелкого заполнителя. В качестве крупных пористых заполнителей применяют керамзитовый, аглопоритовый, шунгизитовый, шлакопемзовый, перлитовый, термолитовый щебень или гравий. К особо легким бетонам относятся пено- и газобетоны. Порообразование производится пеной, газом, воздухововлекающими добавками.

Особо легкие бетоны применяются в основном в качестве теплоизоляционного материала. Легкие – выполняют функции конструкционно-теплоизоляционного материала при плотности 500-1400 кг/м3 и конструкционного при плотности 1400-1800 кг/м3. Легкие бетоны востребованы в жилом и индустриальном строительстве при необходимости сочетания высоких теплоизоляционных характеристик с прочностными параметрами.

Тяжелые бетоны: виды и основные характеристики

Плотность – 2000 < D < 2500 кг/м3. Технические условия на эту продукцию определяет ГОСТ 26633-2015. Бетонная смесь изготавливается из плотных заполнителей – крупного и мелкого. Тяжелые бетоны – наиболее распространенный материал, используемый в мало- и многоэтажном жилом и промышленном строительстве. При его изготовлении используют вяжущее (в массовом варианте – портландцемент марок М400 и М500 с минеральными добавками и без них), крупный заполнитель (щебень), мелкий заполнитель (песок) и воду. Разновидность тяжелого бетона – мелкозернистый продукт с плотностью 2000-2500 кг/м3. В его состав входят: вяжущее и плотный мелкий заполнитель.

При строительстве конструкций с высокими требованиями к прочности в качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень.

При выборе гранитного сыпучего материала обращают внимание на класс радиоактивности, поскольку гранит может иметь высокий естественный радиоактивный фон. Меньшие характеристики прочности – у гравийного и известнякового щебня. Высокомарочные бетонные смеси используются для сооружения объектов, эксплуатируемых в тяжелых условиях, при высокой влажности, в контакте с агрессивными средами.

Особо тяжелые бетоны: состав и технические характеристики

Особо тяжелые бетоны имеют плотность свыше 2500 кг/м3. Предназначены для строительства особо опасных и ответственных объектов – атомных электростанций и других предприятий, связанных с радиоактивными веществами.

Изоляционные характеристики бетонного продукта (в общем случае) возрастают с увеличением его плотности.

При производстве особо тяжелых бетонов используют металлические руды:

  • Магнетит (магнитный железняк) – слабокислая руда, плотность которой варьируется в пределах 4500-5000 кг/м3. Бетонная смесь с магнетитом имеет удельный вес примерно 4000 кг/м3.
  • Гепатитовая руда, включающая красный железняк, поднимает плотность бетонного продукта до 3500 кг/м3.
  • Лимонит (бурый железняк), несмотря на небольшое повышение удельного веса смеси, значительно улучшает защитные свойства конструкции.
  • Барит – наполнитель, изготавливаемый на базе сульфита железа. Бетон с баритом обладает высокой устойчивостью к воздействию воды.

Для создания особо тяжелых бетонов с плотностью выше 5 т/м3 используют чугунную крошку, дробь, крупный лом.

как расчитывают, от чего зависит

Важные характеристики строительного материала — вес и плотность железобетона. Эти параметры определяют эксплуатационные качества готового элемента или конструкции. Предлагается широкая классификаций железобетонных изделий по этим характеристикам. На величину веса и плотности влияют многие факторы, в частности количество и качество используемых в исходной смеси для изготовления.

Состав и свойства железобетона

Железобетон представляет собой композит, то есть материал, состоящий из бетона и стального каркаса. В результате такого соединения получается высокопрочное изделие, практически лишенное недостатков. Бетон устойчив на сжатие, но не на растяжение. Арматура, наоборот. При укреплении бетонных конструкций металлическим каркасом есть возможность получить материал, стойкий на сжатие и растяжение.

Основные требования к железобетону представлены в ГОСТ 13015–2012. Классификация ЖБИ (железобетонных изделий) широка, как и набор характеристик. Чтобы правильно выбрать нужный строительный материал, важно знать основные свойства. Параметрами выбора считаются:

При выборе строительного материала необходимо учитывать его параметры, такие как прочность и растяжение.
  • Средняя плотность. Представляет собой сумму массы металлического каркаса и бетона в 1 м3. с учетом способа кладки бетонной смеси (вибрирование или без него). Маркируется латинской буквой D с указанием величины — 2200, 2000 и т. п.
  • Прочность на осевое сжатие и растяжение. Определяется как давление на куб бетона с ребром в 15 см.
  • Влаго- и морозостойкость.

Классификация материала по основным параметрам

ВидОбъемный весЗаполнитель
Особо тяжелый≥ 2500 кг/м3Магнетитовые, лимонитовые, баритовые и др. с повышенной удельной массой
Тяжелый≥ 2200 кг/м3Щебень либо гравий
Легкий (облегченный)≥ 2200 кг/м3Армирование со сквозными полостями
Особо легкий≥ 500 кг/м3Ячеистый, вермикулитовый, керамзитовый, перлитовый

Действительная плотность бетона армированного изделия определяется несколькими параметрами (состав и вид заполнителей, исходные характеристики цемента), а также от метода заливки. Например, виброуплотнение бетонного состава увеличивает массу готового продукта на 100 кг/м3.

Посмотреть «ГОСТ 13015-2012» или cкачать в PDF (4.1 MB)

Понятия плотности и веса: от чего зависят величины?

Плотность железобетонных изделий зависит от типа и фракции заполнителя, который использовался при замесе раствора.

Важнейшие качества — вес ЖБ и его плотность. При правильном расчете можно избежать чрезмерных нагрузок железобетонных материалов и увеличить срок эксплуатации. Bec м3 железобетона представляется собой величину, равную сумме массовых частей бетона и арматуры. Средняя плотность ЖБИ зависит от таких факторов:

  • тип и фракция наполнителя;
  • количество воды;
  • метод загустения;
  • вид армирующей стали.

ЖБИ укрепляются арматурой. При этом состав стали должен варьироваться в пределах 70 до 320 кг. На вес 1 м3 железобетона влияет схема армирования, количество и сечение стальных прутьев. Перед определением общих характеристик нужно узнать внутренний объем, занимаемый арматурой и рассчитать ее вес. Приблизительные данные представлены в таблице при стандартной плотности стали 7850 кг/м3:

Вид ЖБИДиаметр прута, смРазмер ячейкиДлина в м3 ЖБИ, мМасса, кг
Отмостка8200166,3
Бетонные дорожки
Горизонтальные плиты12—161801614,2—25,2
Балки с опорой
Фундамент
Плиты перекрытия16—181304977,3—97,8
Консольные балки
Колонны14—181304959,2—97,8
Вертикальные стены

Как рассчитывают?

Вес конструкции рассчитывается исходя из масс составляющих компонентов, за исключением объема бетона, вытесненного каркасом.

Плотность ЖБИ можно получить, взяв за ориентир известные массовые объемы раствора. При этом исключаются данные по воде, так она исправляется из готового изделия. Как вариант, используются усредненные величины плотности материала по марке бетона. Также учитываются характеристики стальной арматуры и схема армирования. Например, удельный вес железобетона в фундаменте ленточного типа, изготовленный бетоном марки м300 и укрепленный стержнями размером 16 мм плостностью 7850 кг/м3, рассчитывается так:

  1. Определение объема, занимаемого арматурой в кубометре материала по формуле: π·r2·L = 3,14·(0,008)2·16 = 0,003 м3. В итоге на бетон приходится 0,997 м3.
  2. Расчет массы арматурин: 0,003×7850 = 23,6 кг.
  3. Определение массы бетона: 0,997×2400 = 2392,8 кг.
  4. Получение плотности ЖБИ: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м3.

Чтобы рассчитать, сколько весит железобетонная конструкция, нужно сложить массовые доли компонентов раствора и металла. Из полученной величины отнять объем бетона, вытесненного арматурой. Важно учесть, что самые тяжелые виды бетона будут весить больше расчетной массы, так как есть примеси, влияющие на конечный показатель. Если определение показателей нужно при разборке и сносе конструкции из ЖБИ, то нужно измерить высоту, ширину и длину разрушаемого сооружения. При этом железобетонные блоки будут иметь объемный вес, принимаемый за 2500 кг/м3. Этот показатель перемножается с данными замеров для получения тоннажа мусора.

Теплопроводность бетонных плит — плотность и характеристики

Главный плюс ЖБИ в том, что теплопроводность бетонных плит может быть существенно ниже, чем у монолита. Чтобы не вводить никого в заблуждение, разберем данный вопрос подробно. Коэффициент теплопроводности находится в прямой зависимости от плотности материала. В качестве примера можно рассмотреть бетоны легкие и тяжелые. В первом случае плотность искусственного камня составляет 500 единиц, во втором 2500. Такой разброс сказывается на теплопроводности бетона: в первом случае она может составлять всего 0,12 Вт/(мС), а во втором превышать отметку 1.7.

С ЖБИ ситуация обстоит аналогичным образом: если в легком типе бетона снижение средней плотности достигается за счет использования пористого заполнителя, то в случае с плитами все проще. Конструкция ЖБИ разрабатывается таким образом, что они имеют пустоты, снижающие среднюю плотность, но практически не влияющие на прочностные характеристики плиты.

Точное значение теплопроводности той или иной плиты может быть получено у производителя, а может быть и рассчитано, но в данном случае, необходимо знать точный состав и пропорции использованных компонентов:

  1. Песок. Плотность песка относительно велика, а в качестве теплоизолятора его даже рассматривать не стоит. Коэффициент теплопроводности данного материала составляет 0.35 Вт/(мС).

  2. Крупный наполнитель. В зависимости от типа бетона этот материал может быть пористым или однородным. К первой группе относятся шлаки, пемза, аглопорит и щебень из пористых горных пород. Во вторую группу вошли гранит, известняк и гравийный щебень. Пористый заполнитель, как уже было показано выше, существенно снижает теплопроводность, поэтому именно такие панели привлекательны для проектировщиков. Как правило, эти материалы относятся к группе конструкционно-теплоизоляционных, поэтому не только хорошо держат тепло, но и имеют необходимую прочность.

  3. Плотность армирования. Сталь – отличный проводник тепла. Именно она может выступать в роли мостика холода, но правильная конфигурация арматуры позволяет уменьшить её влияние на теплопроводность до приемлемого минимума.

Из вышесказанного очевидно, что теплопроводность бетонных плит в общем виде определяется двумя факторами: плотностью материала и характеристиками заполнителя. Причем нужно учитывать не только его плотность, но и тип, ведь аморфные вещества хуже проводят тепло, чем кристаллические.

Изготовление бетонной плиты – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Хабаровске

1Подготовка площадки

1. Лопатой или киркой (для почвы, содержащей строительный мусор) выройте яму глубиной 20-25 см на площадке, которую хотите бетонировать.


 

 

2. Насыпьте щебень на дно ямы слоем в 10-15 см, распределяя его граблями по всей площади ямы. Насыпьте слой песка и щебня на камни, чтобы укрепить их и выровнять почву.

 

3.  Обильно полейте водой и уплотните все ручной трамбовкой. Подождите, пока вода впитается, прежде чем утрамбовывать.

4. Покройте всю поверхность пленкой (подготовьте такое количество пленки, чтобы покрыть и опалубочные доски). Пленка должна выступать на 15 см за готовую плиту.

2 Подготовка опалубки

1. Укрепите пропитанные маслом опалубочные доски (толщиной 27 мм) по краям площадки, которую вы хотите бетонировать. Доски можно пропитать маслом после установки. Зафиксируйте их точно на уровне, равном толщине бетонной плиты (обычно 10 см), учитывая наклон (1 см на метр).

2. В зависимости от очертаний площадки, которую вы хотите бетонировать, и длины металлической рейки, которой вы воспользуетесь, установите пропитанные маслом доски (толщиной в 10 мм) или бруски компенсационных швов из ПВХ (которые останутся на месте) через каждые 2-4 м. Это позволит вам избежать появления опасных швов в бетоне, уменьшающих прочность плиты.
Эти доски или бруски будут опорой для рейки во время выравнивания бетона. Согласно приведенной здесь схеме разделите площадку для бетонирования на участки не больше или равные 20 м2.

3. Уложите арматурные сварные решетки: каждая решетка имеет размер около 2 м 40 см. Необходимо перевязать их между собой, чтобы получить желаемую площадь (ширина перекрываемых участков решеток 15 см или 1 ряд). Не соединяйте между собой решетки отдельных участков, чтобы не нагружать компенсационные швы.

      
       

Как рассчитать необходимый объем бетона

Количество бетона = Длина х Ширина х Высота

Например: 10 х 5 х 0,1 = 5 м3

Состав для 1м3 бетона

Сварные
арматурные
решётки

Цемент

Мешок 35 кг

Сухой песок
Грануло-
метрический состав: фракция
0,5 мм плотность
15 т/м3
Щебень/бетон
Грануло-
метрический состав: фракция
5-15 мм
Плотность
16 т/м3
Вода
Приблизительно

Рекомендации
Облегчите себе задачу, закажите доставку бетоновозом непосредственно на строительную площадку, бетон будет готов к укладке (таким образом, вам не придется покупать оборудование, например, бетономешалку). В зависимости от места расположения плиты (например, в погребе), чтобы увеличить устойчивость бетона к влажности, мы рекомендуем вам гидрофобную добавку.

3Укладка бетонной смеси


1. Установите арматурную сетку на участок бетонирования на подкладки толщиной 2-3 см.

2. Выложите бетонную смесь на участок, ограниченный досками, пропитанными маслом.

3. Прижимая линейку к направляющим доскам, разровняйте ею бетон.


Рекомендации
Передвигая линейку, производите реверсивные движения линейкой (влево-вправо) по всей поверхности бетона; при этом цементный раствор (смесь цемента и воды) поднимется на поверхность, и, таким образом, выравнивание поверхности бетона будет выполнить легче.

Важно!
Необходимо подождать 24 часа, прежде чем ходить по плите. В первые 3 дня бетон необходимо полировать водой. Необходимо подождать 7 дней, прежде чем начинать другие работы (облицовка плиткой, установка перегородки), в зависимости от времени года и атмосферных условий и 7 дней для нагрузки балок, консолей.
Следует знать: прочность бетонной плиты составит 90% через 28 дней.

После затвердения бетона (+/-24 ч):

Если вы использовали пропитанные маслом доски: выньте их (таким образом, вы освобождаете компенсационные швы, которые препятствуют растрескиванию плиты) и заполните образовавшееся пространство специальной уплотняющей мастикой для строительных швов.

Если вы использовали швы из ПВХ, оставьте их на месте, они позволят плите расширяться и предотвратят растрескивание. Выньте опалубочные доски, уложенные по периметру.


Рекомендации
В случае, если укладка бетонных плит происходит таким образом, что плита соприкасается с домом, рекомендуется сделать компенсационный шов между стеной и плитой, чтобы избежать образования трещин на доме из-за движения грунта. Для специфических плит, таких, как плита заполнения на полу, изолирующая плита, облегченная плита, проконсультируйтесь с нашими продавцами-консультантами.

4 Уход

Для непосредственного использования плиты без дальнейшей обработки (например, пол гаража) существует ряд средств по очистке и уходу: средства против пятен, краски, средства для удаления ржавчины, для обезжиривания, состав для очистки от гудрона.

Какая плотность у бетона?

Оглавление:
  • От чего зависит плотность бетона
  • Классификация типов бетона

Бетоном называют искусственно созданный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси. Готовый раствор состоит из вяжущего вещества, сухого цемента, крупных и мелких заполнителей, воды, и от этих составляющих зависит плотность бетона. Для ее увеличения в него можно вносить специальные добавки. Чтобы ответить на вопрос, какая плотность у применяемой бетонной смеси, нужно учесть множество факторов, влияющих на этот показатель.

Схема составляющих компонентов бетона.

Застывшие бетонные массы бывают плотной, пористой, ячеистой или крупнопористой структуры. Чем выше пористость у застывшего раствора, тем меньше у него будет плотность.

Самая высокая плотность бывает у плотной цементной массы с металлическим наполнителем, укладка которого велась с помощью вибраторов, заставляющих используемый раствор заполнять все пустоты.

От чего зависит плотность бетона

Сравнительная таблица физико-технических и теплоизоляционных характеристик бетона.

Плотность бетонной смеси легко можно высчитать, если знать пропорции всех ингредиентов или его марку. Если в смесь были добавлены различные добавки, имеющие название пластификаторы, предназначенные для уплотнения смеси и улучшения качественных характеристик цементного раствора, то и плотность бетона будет увеличена. Ее подсчет будет произведен эффективно, если смесь делали соответственно ГОСТу. В этом случае величина будет известна и указана во всех справочниках. Наибольший процент ошибочного высчитывания плотности происходит в том случае, если изменяется массовое соотношение используемого сухого цемента к наполнителям, песку, щебню. Показатель плотности может значительно изменяться из-за добавок, находящихся в растворе.

Увеличение этого показателя может произойти, если бетонную смесь при заливке подвергали дополнительной вибрации, чтобы раствор заполнил все пустоты равномерно, и в нем не осталось воздушных камер. Это увеличивает надежность строения после процесса полного отвердевания цементной массы.

Классификация типов бетона

Таблица средней плотности бетона.

Существует несколько групп типов бетонных смесей, классификация которых связана с плотностью застывшей бетонной массы.

  1. К первой группе относятся особо легкие бетонные смеси, которые используют для теплоизоляции. Они имеют большое количество воздушных пузырьков, которые существенно снижают плотность готового изделия. К ним относится пенобетон и газобетон. Их ячеистая структура может быть заполнена воздушными камерами до 70%. Несущая способность у таких составов невелика. Она составляет 300 400 кг/м³. Бетонные изделия, имеющие такие характеристики, используются прежде всего для возведения стен небольших зданий и внутренних перегородок. Для других задач они не предназначены.

  2. Вторая группа это легкие бетонные смеси, имеющие удельный вес от 500 до 1800 кг/м³. Они годятся для одноэтажного строительства, их применяют для устройства внутренних перегородок и возведения построек хозяйственного назначения. У такого бетона высокие теплоизоляционные характеристики, но меньшая прочность. К легким составам относятся пемзобетон, керамзитобетон, шлакобетон. Прочность перечисленных изделий низкая, и они быстро разрушаются.

Таблица соотношения классов и марок бетона.

Третья группа тяжелые бетоны. Это самая распространенная группа, чаще всего применяемая на практике в строительстве. Его используют для заливки фундаментов, стен, ограждений, стяжек. У раствора 3-4 группы есть классность, по которой и определяется его удельный вес. Оценка проводится по марке, указанной для данной смеси. При производстве тяжелого бетона, который называется Бетонная Смесь Готовая, используется стандарт, согласно ГОСТу 7473-94. Изготовленная на заказ смесь по этому ГОСТу имеет определенный класс, который называют «марка». Она присваивается бетону с соответствием определенных показателей качества. По ней можно узнать, для каких видов строительства готовая смесь предназначена и какой удельный вес будет иметь застывшая масса. Литера М указывает на количественное содержание цемента по отношению к бетонной смеси. В М100 его наименьшее количество, и он имеет невысокую плотность. Бетону, имеющему наивысшие показатели на осевое сжатие, присваивается марка М1000.

Тяжелый бетон имеет плотность 1600-2500кг/м³. Такая характеристика состава дает возможность производить высокие эксплуатационные характеристики, разрешенные для тяжелых составов.

Четвертая группа особо тяжелые бетонные смеси, применяемые в крупном промышленном строительстве. Их плотность составляет свыше 2500 кг/м³. Они имеют название баритовый, магнезитовый, лимонитовый. Его применяют для возведения защитных конструкций типа бункеров и различных подземных хранилищ. Бетон, обладающий таким качеством, может стать эффективной защитой от ионизирующего излучения, которое производят атомные электростанции и другие специальные предприятия с опасным производством. Увеличение плотности до значительных показателей происходит за счет специальных утяжелителей. В качестве компонента используется металлическая стружка.

Покупая готовые смеси, удельный вес массы можно узнать у изготовителя. Делая раствор самостоятельно, следует придерживаться ГОСТа, чтобы знать более точную его цифру. В остальных случаях придется использовать приблизительные значения.

(PDF) Лабораторные испытания пенобетонных плит, армированных композитной сеткой

344 Яцек Хулимка и др. / Procedure Engineering 193 (2017) 337–344

Волокна с поперечной сеткой создают эффективное закрепление волокон в главном направлении. Об этом свидетельствует разрушение, которое происходит

в результате расслоения и проскальзывания в плоскости армирующей сетки. Композитная сетка

эффективно предотвращает рост трещин при изгибе.

Из-за большего модуля упругости жесткость на изгиб образцов, армированных углеродной сеткой, больше

, чем жесткость образцов, армированных базальтовой сеткой.

Композитная сетка может быть исправлением самого серьезного недостатка пенобетона, а именно его склонности к растрескиванию при усадке

. Он не только ограничивает появление таких трещин, но и очень эффективно зашивает существующие.

В работе приведены только предварительные исследования образцов из относительно слабого пенобетона. Исследование

будет продолжено с использованием пенобетона более высокой плотности и других типов армирующих сеток, таких как стекло и дешевые георешетки из полипропилена

.

Благодарности

Авторы выражают признательность AKCES BK Sp. z o.o., Чеховице-Дзедзице, Польша, за техническую помощь

в производстве образцов.

Список литературы

[1] Н. Нараянан, К. Рамамурти, Структура и свойства пенобетона; обзор, Цемент Бетон Комп. 22 (2000) 321–329.

[2] К. Рамамурти К., Э.К. Кунханандан Намбиар, Дж. Инду Шива Ранджани, Классификация исследований свойств пенобетона, Цемент

Concrete Comp.31 (2009) 388–396.

[3] Y.H. Мугахед Амран, Н. Фарзадня, А.А. Абанг Али, Свойства и применение пенобетона; обзор, Констр. Строить. Матер. 101

(2015) 990–1005.

[4] М. Децки, М. Друсаа, К. Згутова, М. Блашко, М. Гайек, В. Шерфель, Пенобетон как новый материал в дорожном строительстве, Процедуры

Engineering 161 (2016) 428–433.

[5] М. Кадела, М. Козавски, Пенобетонный слой как основа промышленного бетонного пола, Процедура инжиниринга 161 (2016) 468–476.

[6] Ю. Хулимка, Р. Кшивёв, А. Кноппик-Врубель, Использование пенобетона в конструкции фундаментной плиты пассивного дома, Proc. 7-я

Международная конференция по аналитическим моделям и новым концепциям в бетонных и каменных конструкциях AMCM2011, Краков 2011.

[7] Ю. Хулимка, А. Кноппик-Врубель, Р. Кшивёв, Р. Рудишин, Возможности структурного использования пенобетон на примере плиты фундамента

, Учеб. 9-й Центральноевропейский конгресс по бетонным конструкциям CCC2013, Вроцав 2013.

[8] Y.H. Мугахед Амран, А.А. Абанг Али, Р.С.М. Рашид, Ф. Хиджази, Н. Азизи Сафи, Структурное поведение сборных железобетонных сэндвич-панелей с осевой нагрузкой

, Констр. Строить. Матер. 107 (2016) 307–320.

[9] Y.H. Мугахед Амран, Р.С.М. Рашид, Ф. Хиджази, Н. Азизи Сафи, А.А. Абанг Али, Реакция сборных пенобетонных сэндвич-панелей на изгибную нагрузку

, Журнал строительной инженерии 7 (2016) 143–158.

[10] M.A. Othuman Mydin, Y.К. Ван, Конструктивные характеристики облегченной системы стеновых перекрытий из легкого стального пенобетона и стали при сжатии

, Тонкостенная конструкция. 49 (2011) 66–76.

[11] E.A. Флорес-Джонсон, К. Ли, Структурное поведение композитных сэндвич-панелей с простой сердцевиной и сердцевиной из пенобетона, армированного волокном, и гофрированными стальными поверхностями

, Compos. Struct. 94 (2012) 1555–1563.

[12] Э. Икпонмвоса, К. Фапохунда, О. Коладжо, О. Эйо, Структурное поведение усиленной бамбуком плиты из пенобетона, содержащей поливинил

отходы

(PW) в качестве частичной замены мелкозернистого заполнителя, Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки (2015) В ПРЕССЕ.

[13] Лист технических данных BSC220.220.260.100 FGMW0019, Лист технических данных, 4 января 2014 г., Incotelogy GmbH, Германия.

[14] Технический паспорт C-Grid, армированный C50-2.36×2.36 Углеродные арматурные сетки для бетонных конструкций, март 2010 г., B&R Bulding

Materials, Арендонк, Бельгия.

[15] PN EN 12390-3: 2009 Испытания затвердевшего бетона. Прочность образцов для испытаний на сжатие.

Оценка влияния замены нормального заполнителя на порелинит на поведение слоистых стальных волокнистых самоуплотняющихся железобетонных плит при равномерной нагрузке

В этом исследовании была предпринята попытка изучить влияние замены всего заполнителя нормальной массы «NWA» по легкому заполнителю «LWA» (объем которого составляет 60% от объема нормального заполнителя) о поведении слоистых стальных волокнистых самоуплотняющихся железобетонных плит с различной объемной долей стальной фибры при равномерной поверхностной нагрузке. в технике мелкого песка. Экспериментальная работа состоит из двух групп «NWA» и «LWA», каждая группа состоит из трех образцов плиты (с соотношением сторон равным золотому сечению, т.е. 1,618), толщина каждой плиты разделена на два равных слоя, верхний слой не содержит стальных волокон, тогда как стальные волокна существуют только в нижнем слое с тремя объемными долями (0%, 0,4% и 0,8%). Предельная равномерная нагрузка слябов уменьшается с увеличением содержания стальной фибры, в то время как процент уменьшения насыпной плотности остается довольно постоянным.Также было обнаружено, что предельная равномерная нагрузка плит в каждой группе значительно улучшается с увеличением содержания стальной фибры, и процент этого улучшения выше в легком бетоне «LWC», чем в бетоне с нормальным весом «NWC». было замечено, что когда количество стальной фибры увеличивалось, прочность на изгиб плит увеличивалась выше прочности на сдвиг; поэтому режим разрушения был изменен с режима изгиба на режим сдвига для плит обеих групп «NWC» и «LWC».

1.Введение

Использование стального фибробетона (SFC) в производстве тротуарной плитки связано с определенными препятствиями, стоящими перед железобетонными элементами. Фактически, арматура может обеспечить отличное решение в борьбе с растрескиванием плит перекрытия, только если она установлена ​​в правильное положение. Использование волокон в производстве плит позволяет передавать силы по боковым поверхностям трещин и, следовательно, создавать пластичную среду для бетона [1].Поскольку собственный вес любой конструкции составляет большую часть общего веса, использование легкого бетона может значительно снизить вес этих конструкций и, следовательно, уменьшить сейсмические нагрузки и напряжения контакта между фундаментом и грунтом. Уменьшая вес любого здания, можно также добиться значительной экономии материалов и строительных затрат. Кроме того, легкие бетонные элементы обладают лучшими изоляционными характеристиками, чем нормальные, по шумо- и теплоизоляции [2].

Легкий бетон может быть изготовлен путем замены части или целого природного заполнителя с нормальным весом (NWA) естественным или искусственным легким заполнителем (LWA). Пониженная прочность на изгиб и растяжение (LWAC) может быть объяснена слабостью LWA. Хрупкость LWAC противоположна основной цели LWAC, которая требует пластичного поведения при анализе землетрясений. Этот дефект можно устранить, используя достаточное количество волокна [3–5]. Использование волокон для укрепления хрупких материалов восходит к эпохе египтян (около 5000 лет назад), когда волокна асбеста использовались для усиления глиняных горшков [6].Однако недавняя эволюция фибробетона в бетонной промышленности началась в 1960 году [7]. Наиболее ценными характеристиками элементов, армированных волокном, являются улучшение прочности на изгиб, жесткости, гибкости после разрушения и контроля растрескивания [8]. Легкий заполнитель обладает высокой абсорбционной способностью; таким образом, трудно оценить количество воды, необходимое для достижения заданной консистенции. Кроме того, это легкий заполнитель и из-за своей малой плотности они обычно поднимаются на поверхность (во время смешивания), вызывая обратную сегрегацию. Легкие бетоны имеют более низкий модуль упругости, большую ползучесть и большую хрупкость, чем бетон нормального веса [1]. Некоторые исследователи [1, 8–12] использовали стальную фибру для армирования бетона. Другие использовали стальную фибру для армирования легкого бетона [2–5, 10, 11, 13–15]. Остальные использовали самоуплотняющийся бетон в своих исследованиях [2, 3, 10, 11, 16, 17]. Аль-Рида [10] изучал влияние размера легкого заполнителя на механические свойства самоуплотняющегося бетона со стальными волокнами и без них.Они также изучили влияние стальных волокон на скорость ультразвукового импульса самоуплотняющегося легкого бетона [11].

2. Значение исследования

Целью данного исследования является получение двухсторонних плит из легкого железобетона путем замены 60% объема заполнителя с нормальным весом на легкий заполнитель и усиления их стальной фиброй, чтобы компенсировать слабость, вызванную такая замена по сравнению с соответствующими штатными.Кроме того, в настоящей работе изучена методика усиления только нижнего полуслоя упомянутых плит (стальной фиброй) для достижения максимально возможной эффективности роли стальной фибры при минимальном количестве используемого их количества. Образцы плиты в текущей работе подвергались равномерно распределенной нагрузке по площади, и новый метод включает в себя размещение мелкого песка между приложенной нагрузкой по площади, а образец плиты используется для обеспечения идеально равномерного распределения нагрузки.

3. Экспериментальная работа
3.1. Материалы
3.1.1. Цемент

Тип цемента, который использовался для всех образцов бетона в ходе этого исследования, представлял собой обычный портландцемент (тип I) местного производства фабрики «Таслуджа».

3.1.2. Песок (нормальный мелкозернистый заполнитель)

Песок (мелкозернистый заполнитель), который был выбран для текущего исследования, был доставлен из карьера Аль-Ухайтир. Частицы песка имеют округлую форму, гладкую поверхность, максимальный размер (4,75 мм) с удельным весом 2.6, и модуль тонкости 2,84. Результаты, полученные в результате химических и физических испытаний, которые были проведены для использованного песка, показали, что классификация и содержание сульфатов в песке находятся в допустимых пределах иракской спецификации № 45/1984 [18]. Перед использованием во всех партиях бетона песок подвергался воздействию сухого воздуха.

3.1.3. Гравий (нормальный крупнозернистый заполнитель)

Гравий (крупнозернистый заполнитель), использованный в данном исследовании, имел круглую форму, привезенный из района «Аль-Нибаай», с удельным весом 2.63 и максимальный размер (10 мм). Классификация крупного заполнителя находилась в допустимых пределах, установленных спецификацией ASTM-C33 [19], в то время как его содержание сульфатов находилось в допустимых пределах, установленных Спецификацией Ирака No. 45/1984 [18].

3.1.4. Добавки (суперпластификатор)

В нашем исследовании для повышения удобоукладываемости бетонных смесей в качестве суперпластификатора использовалась добавка под названием «Sika-Visco-Cete-PC-20» с дозировкой 3,5 литра на каждые 100 кг цемента. для всех исследовательских смесей.Эта дозировка была достигнута после нескольких пробных смесей, и было доказано, что эта добавка улучшает смесь в следующих аспектах: (i) Превосходная способность к уменьшению количества воды, приводящая к большой плотности, повышенной прочности и пониженной водопроницаемости (ii) Высочайшее качество пластифицирующие свойства, приводящие к улучшенной текучести, способности к заливке и уплотнению. (iii) Отлично подходит для производства самоуплотняющегося бетона (SCC).

Характеристики использованного суперпластификатора приведены в таблице 1.

127
№ Характеристика Описания
1 Коммерческое название S127- Химическая основа Модифицировать полимеры на основе поликарбоксилата
3 Формат Жидкость
4 Цвет Светло-коричневый
5 Вес единицы10–1,140 кг / л при 20 ° C
6 PH 3–7
7 Хлорид Без хлорида
Промышленный .
3.1.5. Стальные волокна

В этом исследовании использовались стальные волокна с крючковыми концами, которые коммерчески известны как Dramex-Type-ZC. Характеристики этой стальной фибры приведены в таблице 2.Этот тип стальной фибры отличается от используемой в [9], имеющей длину 30 мм, диаметр 0,5 мм и соотношение сторон 60.

производитель.
Коммерческое название Геометрическая форма Свойство Характеристики
Dramex-ZC 50 / 0,5 Концы с загнутыми кромками Плотность 7860 кг / м 3
Модуль упругости 200 × 10 3
Деформация при пределе пропорциональности 5651 × 0 −6
Коэффициент Пуассона 0.28
Средняя длина 50 мм
Номинальный диаметр 0,5 мм
Соотношение сторон (Lf / Df) 100
3.1.6. Вода для смешивания

Вода, которая использовалась для смешивания и отверждения всех бетонных смесей в данной работе, была обычной питьевой водой.

3.1.7. Порселинит

Порселинит, который является естественным местным легким заполнителем (LWA), используется в качестве легкого грубого заполнителя в ходе испытаний легкого бетона в этом исследовании. Этот камень был доставлен из карьера, расположенного на месторождении «Трефави» (недалеко от Аль-Рутба) в западной пустыне Ирака в провинции Аль-Анбар. Необходимое количество камней порелинита проверяется в лабораториях Главного геолого-разведочного и горнодобывающего предприятия.

Порелинит этого типа имеет белый цвет и образуется в основном из опалов, карбонатов и глинистых минералов [20]; следовательно, он характеризуется высоким содержанием оксида кремния (SiO 2 ), высокой проницаемостью и низкой плотностью.

Порселинитовые массы в первую очередь дробятся на более мелкие вручную с помощью специальной булавы, чтобы каменные массы попадали в загрузочный паз дробильной машины. Дробилка «Jaws» была настроена для получения конечного продукта, имеющего максимальный размер заполнителя около (10 мм).

В таблицах 3-5 представлены минеральные, химические и физические свойства, полученные в результате анализов, которые были выполнены для грубодисперсного порселинита LWA. В данном исследовании для получения крупного заполнителя были смешаны три размера порселинита крупного LWA, который удовлетворяет требованиям ASTM: C-330-2006 [23], как показано в Таблице 6.

Состав Процентное содержание (по весу) (%)
Глина 7,72
Доломиты 7,16
Гипс 0,60
Апатит 1,85
9012 Галит65
Кальцит 6,25
Минеральный анализ представлен General Company of Geological Surveying and Mining.
.
Оксиды Процентное содержание (по массе)
AL 9012 9032 O 12.05 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012 9012
Fe 2 O 3 0,38
MgO 0,56
SO 3 0,30123
TiO 2 0,05
CL 0,07
Потери при возгорании 5,1
Свойство Результат тестирования Технические характеристики
21122
Сухая насыпная плотность (кг / м³) 635 ASTM-C-29 / C 29M-17a [22]
Сухая штанга (плотность кг / м³) 680 ASTM-C -29 / C 29M-17a [22]
Поглощение (%) 33. 9 ASTM C-127-2000 [21]
% Размер сита (мм) 100
Размер сита порселинита (мм) (мм) Накопительный (%) проходящий Накопительный (%) проходящий (ASTM C-330)
12,6> S > 9,5 15 12,5
9.5> S > 4,75 55 9,5 85 80–100
S <4,75 30 4,75 30

Благодаря своей ячеистой структуре легкие заполнители поглощают больше воды, чем заполнители с нормальным весом, что приводит к быстрой потере осадки. Заполнитель порелинита промывают водой, чтобы очистить порошок, связанный с операцией дробления порелинитовых пород, поскольку высокая скорость порошка приводит к расслоению и вызывает растрескивание бетонной массы (как рекомендовано в [24]). Агрегат «Порелинит» был извлечен и рассеян вдали от солнечного света в течение некоторого времени, пока гранулы заполнителя не стали насыщенными на сухой поверхности (SDS). До этого они упаковываются в нейлоновые мешки и хранятся в специальном контейнере в соответствии с рекомендациями ACI: 211.2-81 [25]. Стоит упомянуть, что другие типы легких заполнителей, такие как керамзит под названием «Арлит», использовались [13]; Основные свойства этого материала — хорошая изоляция, пористость и стойкость.

3.1.8. Порошок известняка (LSP)

Этот материал (который в местном масштабе называется «Аль-Губра») представляет собой белый мелкозернистый известняковый порошок, получаемый в результате измельчения известняковых камней, которые добываются методом выдувания в различных регионах Ирака.Этот наполнитель используется во многих сферах строительства здесь, в Ираке.

4. Бетонные смеси

Были изучены два типа бетонных смесей, в зависимости от плотности крупного заполнителя (легкого или нормального веса) и объемных долей индуцированной стальной фибры, были использованы следующие смеси: (i) Смеси бетон с нормальным весом, содержащий песок с нормальным весом, гравий с нормальным весом (природный речной гравий) и стальную фибру с тремя объемными долями ( V f ): (0%), (0. 4%) и (0,8%) (ii) Смеси легкого бетона, которые содержат песок нормальной массы и легкий крупный (порелинит) заполнитель (полученные заменой всего заполнителя нормальной массы легким заполнителем с объемным соотношением, равным (60%) грубого заполнителя нормальной массы) и стальной фибры с тремя объемными долями ( V f ): (0%), (0,4%) и (0,8%).

4.1. Пропорции смешивания

Для производства неволокнистого бетона (легкого или нормального) пропорции смешивания (по весу), используемые для бетона с нормальным весом в этой работе (цемент: наполнитель: песок: заполнитель с нормальным весом), составляли 1: 0.1: 1,9: 2, а для легкого бетона (цемент: наполнитель: песок: легкий заполнитель) — 1: 0,1: 1,9: 0,94, соотношение вода / цемент принималось равным 0,44, а дозировка суперпластификатора составляла 3,5. % от веса цемента. Эта пропорция смеси была определена после многочисленных пробных смесей, чтобы найти наиболее подходящую.

В данной работе разница между двумя типами производимых смесей основана на типе используемого крупного заполнителя (нормального или легкого). Объем легкого заполнителя (крупный заполнитель порелинита), заменяющего заполнитель нормальной массы (природный речной гравий), составлял около 60% от его общего объема.

Следующее уравнение было использовано для вычисления соответствующего веса легкого заполнителя, который имеет объем, равный 60% от объема заполнителя нормального веса: где Q — коэффициент сокращения замены = 60%, SG L — удельный вес легкого заполнителя, SG N — удельный вес нормального заполнителя, W N — вес нормального заполнителя (естественный речной гравий), W L — это масса легкого заполнителя (грубый заполнитель порелинита), а А — процент поглощения легкого заполнителя (%).

Бетон, армированный стальными волокнами (SFRC), был получен путем разбрасывания стальных волокон (в выбранном количестве) на свежий неволокнистый бетон. В этом исследовании используются три типа смесей из стальной фибры и бетона в зависимости от содержания в них стальной фибры 0%, 0,4% или 0,8%, используемых в каждом типе.

Пропорции смеси имеют тенденцию соответствовать британскому опыту, который обычно принимает большое количество песка (более 50% от веса заполнителя) с максимальным размером заполнителя (10 мм) [26].Текучесть смеси и равномерное распределение стальных волокон являются важными параметрами, от которых зависят характеристики фибробетона.

4.2. Процедура смешивания

Для получения самоуплотняющегося бетона, удовлетворяющего критериям проходимости, заполняемости и устойчивости к расслоению, процедура смешивания является важным параметром. Поскольку хорошее диспергирование волокон предотвращает комкование волокон, бетон в этой работе был замешан вручную, используя поддон, внутренняя поверхность которого очищается и увлажняется перед укладкой составляющих материалов.Для равномерного распределения стальной фибры и предотвращения комкования необходимое количество стальной фибры вручную добавляли в смесь, чтобы обеспечить хорошее рассеивание стальной фибры, и был получен однородный свежий бетон. Процедура смешивания четко описана в следующих пунктах: (i) Сначала песок, известняк и гравий были засыпаны в поддон и перемешивались в течение нескольких минут, а затем в смесь добавлялся цемент. Затем материалы перемешивают до получения однородной смеси. (Ii) Так как соотношение в этом исследовании равно 0.44, т.е. = 0,44 ° C, общее количество воды () делится на две части (т.е.), где = 0,4 ° C и = 0,04 ° C. (Iii) 50% воды было добавлено в смесь, и композиции были повторно перемешаны. в течение нескольких минут. (iv) После этого суперпластификатор был смешан с 20%, и они были вылиты вместе в смесь и снова перемешаны. (v) После этого, оставшиеся 30% () были добавлены в смесь и снова перемешаны. до получения однородной свежей смеси. (vi) Наконец, оставшееся количество воды () было добавлено и перемешано.

Для смесей, содержащих стальную фибру, необходимое количество стальной фибры вручную добавлялось в смесь, чтобы предотвратить комкование и равномерно распределить стальную фибру в свежем бетоне.

4.3. Плиты железобетонные
4.3.1. Подробная информация об испытанных плитах

План испытаний включает испытание шести железобетонных плит с внешними размерами формы 427 мм шириной × 660 мм длиной × 40 мм толщиной и чистыми размерами a = 377 мм (ширина), b = 610 мм (длина) и h = 40 мм (толщина), что дает b / a = 610/377 = 1.618 = (золотое сечение): [27].

Эти плиты были разделены на две группы. Первая группа содержит три сляба крупнозернистого заполнителя нормальной массы, обозначенных N, 4F и 8F, которые относятся к трем объемным долям стальной фибры: 0%, 0,4% и 0,8% соответственно.

Вторая группа состоит из трех плит легкого грубого заполнителя, обозначенных L , 4FL и 8FL (произведенных путем замены всего грубого заполнителя нормального веса легким грубым заполнителем объемом, равным 60% от объема нормального заполнителя) а также содержит три объемные доли стальной фибры: 0%, 0.4% и 0,8% соответственно.

4.3.2. Детали пресс-формы

На рисунке 1 показана деревянная форма, используемая при изготовлении всех бетонных плит (нормального веса и легкого веса). Они изготовлены из фанеры толщиной 18 мм и имеют следующие внутренние размеры: b = длина 660 мм, a = ширина 427 мм и h = толщина 40 мм. Кроме того, для контрольных образцов использовали кубические деревянные формы 100 мм и стальные цилиндры 100 × 200 мм.


4.3.3. Детали стальной арматуры

Деформированные стержни с номинальным диаметром (5 мм) использовались для армирования всех бетонных плит; они использовались как сетка с расстоянием между центрами 70 мм в каждом направлении. Стержни, параллельные ширине, располагались в обратной последовательности выше и ниже стержней, параллельных длине. Этот тип компоновки выбран таким образом, чтобы эффективная глубина ( d ) становилась одинаковой в обоих направлениях, как показано на рисунке 2. Все деформированные стержни имеют F y = 708 МПа и F u = 1164 МПа было обнаружено после проведения испытания на прямое растяжение образца стального стержня в соответствии с ASTM A370-2014 [28] с использованием гидравлической универсальной машины мощностью 1200 кН, проведенного в лаборатории кафедры гражданского строительства инженерного колледжа Университета Мустансирия. Эта же машина и технические характеристики также использовались для испытания на растяжение пластинчатого образца в исследованиях [29, 30], и все стержни были связаны вместе стальной проволокой (1 мм).


4.3.4. Детали изготовления и отверждения

Перед отливкой деревянная форма очищается и смазывается маслом. Затем подготовленную арматурную сетку укладывают горизонтально с помощью пяти опор, по одной в каждом углу и в центре, чтобы обеспечить защитное покрытие для бетона толщиной 2 мм. Все слябы были отлиты в соответствии с описанной ранее процедурой смешивания.После заливки свежего бетона в деревянную опалубку плиты и в форму для контрольных образцов (цилиндры и кубы) их ударяли специальным молотком со всех сторон формы, чтобы обеспечить достаточную вибрацию до завершения заливки. Затем деревянные формы были обернуты нейлоновой мембраной, чтобы предотвратить испарение воды. Через день контрольные образцы и пластины были сняты с форм для процесса отверждения в ванне с водой в течение примерно 30 дней. Чтобы поддерживать температуру водяной бани на уровне примерно от 25 ° C до 30 ° C, два нагревателя (которые в основном используются для рыбных прудов) были модифицированы в соответствии с нашей работой; кроме того, для распределения тепла по всей водяной бане используется подходящий водяной насос.Через 30 дней образцы вынимали из водяной бани для тестирования.

4.4. Процедура тестирования

На рисунке 3 показаны детали испытательной рамы, на которую были положены бетонные плиты для испытаний. Образцы плит помещали на стальную раму, расположенную под испытательной машиной. Кромки пресс-формы были закреплены таким образом, чтобы центральные линии опор, машинные нагрузки на распределительную нагрузочную пластину и индикаторы часового типа находились в правильном положении. Между нагружающей пластиной и образцами плиты помещается мелкий песок, чтобы обеспечить идеальное равномерное распределение нагрузки плиты по всей площади образца плиты.Нагрузка прикладывалась небольшими приращениями (2 кН), то есть приращение давления составляло 2 кН / (0,61 м × 0,377 м) = 8,7 кПа. На каждом этапе нагружения регистрировались показания прогиба в середине пролета и по краям резиновой опоры, так что правильное прогиб в центре плиты было разницей между ними. Приращения нагрузки остаются примененными даже после появления первой трещины, поскольку ширина и глубина трещин постепенно увеличивались с увеличением давления до тех пор, пока не было достигнуто разрушение.


5. Результаты экспериментов

В разделах ниже показаны результаты обычных испытаний, которые были проведены для свежего и затвердевшего бетона.

5.1. Тесты на оседание-текучесть и T-50

Этот тест разработан для оценки горизонтального свободного потока самоуплотняющегося бетона (SCC). Это самый популярный тест, позволяющий правильно оценить заполняемость. Это также может иметь некоторое значение для устойчивости к сегрегации (SCC) для опытного пользователя [12].«Тест Т-50» также дает измерение скорости потока и, следовательно, консистенции (SCC) [17] . Этот тест был первоначально разработан в Японии для испытания подводных и высокотекучего бетона [12].

Таблица 7 иллюстрирует результаты испытаний на осадку и Т-50 см. Значения D относятся к максимальному разбросу (т. Е. Предельному диаметру осадочного потока), тогда как значения T-50 относятся к необходимому времени, чтобы поток бетона достиг круга диаметром (50 см) (Рисунок 4). .Таблица 7 показывает, что результаты находились в допустимых пределах, установленных критериями приемлемости для самоуплотняющегося бетона [31], и ясно показывает, что заполняющая способность снижается при добавлении стальной фибры в бетонную смесь.

124
Тип бетона Vf (%) D (мм) T-50 (сек.) Самостоятельная приемка бетона
Нормальный вес 0 630 6 Диапазон типичных значений
0.4 620 7 Падение потока по Конус Абрамса Т-50 оседание потока
0,8610 9 Макс. D (мм) Мин. D (мм) Макс. Т-50 (сек) Мин. Т-50 (сек.)
Легкий 0 645 4 800 600 25 3
625 5
0,8 620 6

5.2. Испытания затвердевшего бетона
5.2.1. Прочность на сжатие

Испытание на прочность на сжатие было выполнено в соответствии с BS-1881: часть-116: 1989 [32] . Образцы имеют форму куба (100 мм), и они были испытаны на электрической испытательной машине (нагрузка 2000 кН).

5.2.2. Прочность на растяжение при раскалывании

Испытание на прочность при раскалывании и растяжении проводили в соответствии с ASTM-C-496 / C496M-17 [33]. Испытываемые образцы представляют собой цилиндры размером 100 × 200 мм.

5.2.3. Плотность (единица измерения: вес)

Плотность двух типов бетона (нормального веса и легкого веса) с тремя объемными долями стальной фибры, 0%, 0,4% и 0,8%, была измерена с помощью прибора, показанного на рисунке. 5, и результаты были рассчитаны по следующей формуле: где = вес в воздухе, = вес в воде и = массовая плотность воды.


Таблица 8 иллюстрирует влияние увеличения содержания стальной фибры на вышеупомянутые механические свойства для двух типов бетона (нормального веса и легкого веса). Результаты текущего исследования показали, что увеличение содержания стальной фибры незначительно влияет на плотность. О таком же исходе сообщают Libre et al. [14], . , в то время как они показали, что увеличение содержания стальной фибры привело к значительному увеличению прочности на сжатие.Фактически, все предыдущие исследования обычно приходят к такому же выводу, что и это исследование, хотя некоторые исследования показали, что введение стальной фибры с содержанием более 2% может уменьшить его [15]. Кроме того, эффект увеличения количества стальной фибры привел к значительному увеличению прочности на разрыв при расщеплении.

2
Тип бетона V f (%) f t
(MPA) Увеличение
(MP у.е. (МПа)
Процент увеличения Плотность (кг / м 3 ) Процент увеличения
Нормальный вес 0 32 — 30,5 — 2336 —
0,4 4,3 34,3 35,5 16,3 2377
2377 38,1 24,9 2405 2,9
Легкий вес 0 2,4— 19 -4 3,0 25 21,3 12,1 2045 1,8
0,8 3,7 54,1 3,7 54,1 23,5 23,6127

Кроме того, из таблицы 8 можно заметить, что при добавлении стальной фибры к нормальному и легкому бетону с двумя содержаниями (0,4% и 0,8%) процент увеличения прочности на сжатие и разрывное растяжение для нормального -бетон (заполнитель) выше, чем у легкого (заполнителя).

Такое поведение при испытании на сжатие может быть связано с тем, что разрушение легкого бетона происходит в самих легких заполнителях (которые являются самыми слабыми местами в бетонной массе), и, следовательно, эффективность добавления стальных волокон в легкий бетон стала меньше, чем в обычном бетоне. бетон.

Что касается испытания на разрывное растяжение, поведение можно отнести к тому факту, что добавление стальных волокон в легкий бетон увеличивает прочность на растяжение, превышающую несущую способность бетона, против приложенной сжимающей силы, которая приводит к раздавливанию двух верхняя и нижняя поверхности, прикрепляющие приложенную нагрузку из-за наличия легкого заполнителя, что приводит к ухудшению прочности на растяжение (представленной появлением вертикальной трещины в круглом поперечном сечении цилиндрического образца) до меньшего, чем предполагаемое значение, как очевидно на рисунке 6 (а).На Рисунке 6 (b), который представляет легкий бетон без стальных волокон, очевидно, что можно увидеть разделение цилиндра без какого-либо сжатия в верхней и нижней поверхностях, и, следовательно, эффективность добавления стальных волокон в легкий бетон также меньше, чем у обычного бетона.

Что касается плотности, и поскольку одинаковое количество стальной фибры добавляется как к обычному, так и к легкому бетону, аксиомой является то, что процент увеличения плотности легкого бетона выше, чем у обычного бетона, при равном весе стальной фибры. добавляется к обоим.

В таблице 9 показан эффект замены заполнителя нормальной массы легким (в кубических и цилиндрических образцах) на прочность на сжатие, прочность на разрыв и плотность при различном содержании стальной фибры. Эта таблица показывает, что такая замена приводит к ухудшению прочности на сжатие и разрывное растяжение, и процент этого ухудшения увеличивается с присутствием стальной фибры; Причина такого поведения может заключаться в том, что процент увеличения прочности на сжатие и разрывное растяжение при добавлении стальных волокон в смесь выше в нормальном состоянии, чем в легком бетоне, как упоминалось в предыдущем абзаце.

24
Тип бетона V f (%) f t
у. е. (МПа)
Процент уменьшения Плотность (кг / м 3 ) Процент уменьшения
Нормальный вес 0 32 — 30,5 — 2336 —
Легкий вес 0 2,4 25 19 37,7 2008 Нормальный вес 0,4 4,3 — 35,5 — 2377 —
Легкий вес 0,4 3,0 30,2 21.3 40 2045 13,9
Нормальная масса 0,8 5,3 — 38,1 — 2405 — 30,18 23,5 38,3 2080 13,5

Что касается плотности, таблица 9 также показывает, что замена агрегата нормальной массы легким плотность, но процент этого уменьшения снижается при наличии стальной фибры; Причина такого поведения может заключаться в том, что процент увеличения плотности при добавлении стальных волокон выше в легких, чем в бетоне с нормальным весом, как упоминалось ранее.

6. Результаты экспериментов с бетонными плитами
6.1. Влияние содержания стальной фибры на предельную равномерную нагрузку

На рисунке 7 показано влияние увеличения объемной доли стальной фибры ( V f ): 0%, 0,4% и 0,8% на предельную равномерную нагрузку бетонной плиты. групп (1) и (2), имеющих нормальный и легкий агрегаты, соответственно.


Таблица 10 показывает процент увеличения предельной равномерной нагрузки с увеличением содержания стальной фибры по сравнению с эталонными плитами N и L для нормального и легкого заполнителей, соответственно.Эта таблица также показывает, что предельная равномерная нагрузка значительно увеличивается при увеличении содержания стальной фибры, а процент увеличения предельных значений равномерной нагрузки в легких бетонных плитах немного выше, чем в бетонных плитах с нормальным весом.

Верхний слой 104 N604 L 19128 197 9012 9012 9012 9012
Обозначение Обозначение слоя Vf (%) (МПа) МПа Плотность (кг / м) 3 9024 Предельная равномерная нагрузка (МПа) Процент увеличения
N Все слои 0 30. 5 3,2 2336 74 0,321781 — Нормальный вес
N /4 F 30,5 0 0,452233 40,5
Нижний слой 0,4 35,5 4,3 2377
30.5 3,2 2336 148 0,643562 100
Нижний слой 0,8 38,1 5,3 2405 Все слои 0 19 2,4 2008 58 0,252207 — Легкий вес
L
L 2. 4 2008 82 0,356015 41,3
Нижний слой 0,4 21,3 3,0 2045 0 19 2,4 2008 124 0,538365 113,8
Нижний слой 0,8 23,5 3.7 2080
Концентрированная нагрузка эквивалентного разрушения.

Увеличение предельной равномерной нагрузки волокнистых плит (из нормального и легкого заполнителя) можно приписать роли стальных волокон в улучшении способности бетона противостоять большему воздействию изгиба и сдвига.

Более высокий процент увеличения предельной равномерной нагрузки при добавлении стальной фибры к бетонным плитам (нормального веса и легких заполнителей) также может быть отнесен на счет градиента стальной фибры, поскольку почти все стальные фибры (любой горизонтальной ориентации) имели небольшой вертикальный уклон из-за небольшой толщины плиты.

Кроме того, из таблиц 10 и 11 можно заметить, что процент увеличения предельной равномерной нагрузки, приложенной к легкому слябу при добавлении стальных волокон, выше, чем у сляба нормального веса; такое поведение может быть связано с тем фактом, что легкий бетон является довольно слабым материалом, и эффект от добавления к нему стальных волокон выше, чем для бетона с нормальным весом, особенно в тех областях, где существуют потенциальные трещины сдвига или растяжения. Когда стальные волокна помещаются только в нижний слой плиты, тогда это будет работать, чтобы предотвратить или минимизировать возникновение потенциальных трещин сдвига или растяжения в местах их максимальных напряжений, плохое влияние слабости легкого заполнителя будет незначительным. и, следовательно, предельная разрушающая нагрузка увеличивается для легкого бетона на более высокий процент, чем для бетона с нормальным весом.Другая причина может также способствовать этому увеличению, а именно шероховатость поверхности легкого заполнителя по сравнению с поверхностью заполнителя нормальной массы.

307 9012 9012 9012 9012 9012 9012
Обозначение Обозначение слоя V f (%) (МПа) (МПа) (МПа) (МПа) ) Процент уменьшения Pu (кН) Предельная равномерная нагрузка (МПа) Процент уменьшения
N Все слои5 3,2 2336— 74 0,321781— V f = 0%
2,4 2008 14,04 58 0,252207 21,62
N /4 F Верхний слой5 3,2 2336— 104 0,452233— V f = 0,4%
4,312122 Нижний слой
L / 4FL Верхний слой 0 19 2,4 2008 14 82 0356015 21,15
Нижний слой 0,4 21,3 3,0 2045
0 30,5 3,2 2336 — 148 0,643562 — V f = 0,8%
38,1 5,3 2405
L / 8FL 2,4 19 2,4 19 2,4 2,4 ЗначениеЭквивалентная неисправность сосредоточенной нагрузки.
6.2. Влияние замены заполнителя с нормальным весом легким заполнителем на предельную равномерную нагрузку и плотность

Влияние использования крупного заполнителя порселинита (легкий заполнитель) в бетоне в качестве альтернативы природному речному гравию (заполнитель с нормальным весом) на плотность а предельная равномерная нагрузка бетонных плит с различным содержанием стальной фибры показана на Рисунке 8 и в Таблице 11.


Этот рисунок и таблица показывают, что при замене заполнителя с нормальным весом на легкий заполнитель плотность и предельная равномерная нагрузка снижаются.Процент этого уменьшения предельной равномерной нагрузки уменьшается с увеличением содержания стальной фибры. Причина такого поведения может быть связана с тем, что процент увеличения предельной равномерной нагрузки при добавлении стальных волокон к нижнему слою плиты выше в легком бетоне, чем в бетоне с нормальным весом, в то время как процент снижения плотности остается почти постоянная (рисунок 9).


6.3. Поведение при прогибе и нагрузке

На рис. 10 показаны кривые прогиба и нагрузки испытанных бетонных плит из групп 1 и 2, имеющих нормальный и легкий заполнители, соответственно, в центре плиты и на краях опоры для всех стадий нагрузки до разрушения.


Чистое отклонение в центре плиты является результатом вычитания отклонения, измеренного стрелочным индикатором на краю опоры (показание индикатора часового типа (2)) из отклонения, измеренного индикатором часового типа в центре плиты (индикатор часового типа ( 1) показания на каждом этапе нагружения), как показано на рисунке 3. Это вычитание происходит из-за того, что резиновая прокладка проложена под краями плиты, где ее прогиб не следует учитывать.

На рисунке 10 также показано, что при увеличении содержания стальной фибры предельная равномерная нагрузка слябов увеличивается, а прогиб немного уменьшается.Причина такого поведения может заключаться в том, что присутствие стальных волокон предотвращает возникновение или, по крайней мере, снижает рост трещин растяжения и, следовательно, увеличивает жесткость плиты и, следовательно, уменьшает прогиб. Это поведение одинаково для обоих типов бетона (обычного и легкого).

6.4. Виды разрушения и структуры трещин

На рисунке 11 показаны структуры трещин для испытанных плит для обоих типов бетона: нормального веса (обозначены N , N /4 F и N /8 F ) и легкий (обозначается L , L /4 F и L /8 F ).


Для плит без стальной фибры, то есть N и L , во время процесса нагружения трещины начинают возникать около углов и распространяться по диагонали, пока не пересекутся с продольной трещиной около центра. Используется увеличительное стекло, так как большинство трещин — это волосяные трещины, и их нельзя распознать на глаз. Когда трещины были осмотрены и отмечены после окончания испытания, было замечено, что очевидные (видимые) трещины содержат продольные трещины, пересекающиеся с диагональными (т.е., похожей по форме с трещинами линии текучести), что означает, что режим разрушения был режимом изгиба.

При добавлении стальной фибры с содержанием 0,4% было замечено, что количество и ширина трещин в нижнем слое плит ( N /4 F ) и ( L /4 F ) были увеличились, особенно трещины сдвигового типа, из которых можно сделать вывод, что режим разрушения является режимом сдвига изгиба.

В противном случае, когда содержание стальной фибры увеличивается до 0,8%, количество и ширина трещин сдвига в нижнем слое плит ( N /8 F ) и ( L /8 F ) сильно увеличиваются. и приводят к выводу, что режим разрушения является режимом сдвигового типа.

В текущей работе было замечено, что с увеличением содержания стальной фибры режим разрушения изменяется с изгиба на сдвиг; это может означать, что, когда содержание стальной фибры увеличивается, прочность на изгиб образца сляба увеличивается выше, чем прочность на сдвиг, потому что почти все стальные волокна (с любым горизонтальным направлением) служат для увеличения прочности на изгиб в максимальной области изгиба (т. е. при центр), что приводит к значительному увеличению прочности на изгиб, в то время как в области сдвига (около краев опоры) стальные волокна, параллельные и полупараллельные краю опоры, не работают для увеличения прочности на сдвиг, поэтому повышение прочности на сдвиг не имеет значения.

7. Выводы

Результаты текущей работы показали следующее: (1) Добавление стальной фибры к нормальным и легким бетонам с двумя объемными долями (0,4%) и (0,8%) для кубических и цилиндрических образцов. (a) Повышает прочность на сжатие, и процент этого увеличения составляет 16,3% и 24,9% в бетоне с нормальным весом и 12,1% и 23,6% в легком бетоне, соответственно. (b) Повышает прочность на разрыв и процент этого прибавка 34.3% и 65,6% в бетоне с нормальной массой и 25% и 54,1% в легком бетоне, соответственно. (C) Увеличивает плотность, и процент этого увеличения составляет 1,7% и 2,9% в бетоне с нормальной массой и 1,8% и 3,5% в легком бетоне, соответственно. (D) Из результатов предыдущих параграфов (a), (b) и (c) можно заметить, что процент увеличения прочности на сжатие и разрывное растяжение кубов и цилиндры, когда стальная фибра добавляется на 0,4% и содержание 0,8% оказывается выше в обычном бетоне, чем в легком бетоне, в то время как процент увеличения плотности из-за этой добавки выше в легком бетоне, чем в бетоне с нормальным весом. (e) При замене заполнителя нормальной массы на легковесные в кубических и цилиндрических образцах плотность, прочность на сжатие и прочность на разрыв ухудшаются. Процент ухудшения прочности на сжатие и прочности на растяжение увеличивается с присутствием стальной фибры, но по плотности процент ухудшения уменьшается с присутствием стальной фибры. (2) Для образцов бетонных плит с нормальным весом ( N , N /4 F и N /8 F ) и образцы легких бетонных плит ( L , L /4 F и L /8 F ), которые имеют объемная доля стальной фибры ( V f ) (0, 0.4 и 0,8)% в нижнем слое соответственно, при увеличении содержания стальной фибры предельная равномерная нагрузка значительно увеличивается. Процент этого увеличения немного выше для легких бетонных плит, чем для обычных бетонных плит. Результаты показывают, что процент увеличения при увеличении стальной фибры с 0% до 0,4% и до 0,8% составляет 41,3% и 113,8% для легкого бетона и 40,5% и 100% для бетона с нормальным весом, соответственно (3). При замене в плитах заполнителя нормальной массы на более легкий ухудшаются плотность и предельная равномерная нагрузка.Процент снижения предельной равномерной нагрузки уменьшается с увеличением содержания стальной фибры в нижнем слое плиты. Результаты показывают, что процент уменьшения плотности и предельной равномерной нагрузки составил 14,04 и 21,62 для V f = 0%, 14,00 и 21,15 для V f = 0,4% и 13,77 и 13,21 для V f = 0,8% соответственно. (4) При увеличении содержания стальной фибры в нижнем слое плит с V f = от 0% до 0.От 4% до 0,8% прогиб образцов плиты немного уменьшается, и это поведение аналогично для обоих типов бетона (нормального и легкого). (5) Когда содержание стальной фибры в нижнем слое плит увеличивается от V f = от 0% до 0,4% и до 0,8%, прочность на изгиб увеличивается выше, чем прочность на сдвиг; Таким образом, режим разрушения изменился с изгиба на режим сдвига, и это поведение одинаково для обоих типов бетона (нормального и легкого).

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность Университету Мустансирия, Багдад, Ирак (http://www.uomustansiriyah.edu.iq).

Бетонные полы самой высокой плотности для ледовых катков

Крытые спортивные арены предъявляют особые требования к бетонным полам.Каток для утренника — это баскетбол или лакросс в эту ночь, а в следующий — цирк. Ваш многоцелевой бетонный пол должен выдерживать постоянные экстремальные температуры и резкие перепады температур, а также движение тяжелого оборудования.

Укладка качественного бетонного пола

Помимо поставки бетонных полов, мы занимаемся строительством бетонных плит для ледовых катков и арен. У вас есть возможность установить надземную бетонную плиту или железобетонный пол для вашего катка. Когда вы выбираете нас в соответствии с вашими требованиями к бетонному полу, наши инженеры по продажам тесно сотрудничают с вами, чтобы определить лучший дизайн пола для вашего коммерческого объекта. Таким образом, вы получите именно то, что вам нужно. Благодаря нашим квалифицированным специалистам и качественной продукции вы можете рассчитывать на систему полов, которая произведет впечатление на посетителей вашего места проведения.

Этим требованиям справятся только бетонные полы высокой плотности Kalman Floor Company. Используя комбинацию нашего уплотненного камнем монолитного пола Monorock® и покрытия Absorption Process®, Kalman добивается твердой, непроницаемой поверхности.А поскольку наш технологический процесс требует на 80% меньше стыков, чем традиционные бетонные полы, мы можем обеспечить гладкую поверхность без дефектов. В результате получился прекрасно отполированный, долговечный, не требующий особого ухода, многоцелевой бетонный пол для арен, который готов к любым соревнованиям или шоу.

Бетонные полы Kalman Floor Company с высокой плотностью вы найдете на хоккейных аренах и спортивных площадках по всей стране, включая всемирно известные Madison Square Garden, Pepsi Center, Budweiser Event Center, The Denver Coliseum и другие.Идеально подходящий для экстремальных, постоянно меняющихся условий, не пылящий, устойчивый к истиранию бетонный пол Kalman обеспечивает превосходную устойчивость к циклам замораживания-оттаивания и непревзойденную долговечность.

Фактически, когда Madison Square Garden перестраивали свой объект в 1990-х годах, они построили новую надстройку вокруг своего 30-летнего бетонного пола Kalman высокой плотности. Такое проявление силы может обеспечить только Калман.

Позвольте нашей компании построить долговечные бетонные плиты для вашего катка.Вы не ошибетесь, если выберете нас для строительства надземных или армированных перекрытий, поскольку мы поставляем высококачественные напольные покрытия, инновационные системы бетонных полов, а также непревзойденное обслуживание и поддержку клиентов. Получите бесплатное предложение сегодня, заполнив нашу контактную форму.

Почему полировка подвесных бетонных плит с большей вероятностью разочарует клиентов

Владельцы и архитекторы выбирают полированный бетон в качестве альтернативы напольным покрытиям, но результаты могут быть особенно неутешительными, если полировка предусмотрена для возвышенной плиты.Большинство технических требований для полированного бетона основаны на опыте работы с плитами на земле. Подрядчики по бетону должны помочь архитекторам, инженерам и владельцам понять, чем окончательный вид полированных подвесных плит будет отличаться от плит на земле.

Отделка полированных подвесных плит может варьироваться от кремовой поверхности (видимый небольшой мелкий заполнитель) до мелкого заполнителя (соль и перец) или крупного заполнителя (от средней до высокой степени воздействия). Будут видны трещины на поверхности подвесных плит.А при полировке легкого бетона пористость поверхности будет изменяться. Недавно созданный подкомитет ASCC по отделке и его совет по декоративному бетону (DCC), совместно с Советом по бетону Миннесоты и Американской ассоциацией полировки бетона (CPAA), будут рассматривать эти вопросы на ежегодном съезде ASCC в Миннеаполисе в сентябре.

Плиты на земле
Прочность на сжатие: Рекомендуемая 28-дневная прочность на сжатие обычно составляет от 3500 до 4500 фунтов на квадратный дюйм.Более высокая прочность бетона или полировка в более позднем возрасте увеличивает затраты на полировку, поскольку требуются более агрессивные методы подготовки поверхности. 1 Чтобы избежать более высокой прочности, укладка бетона для полированных плит на земле часто планируется ближе к завершению проекта. Это также сводит к минимуму защиту, необходимую для предотвращения повреждения бетонной поверхности другими профессионалами до и после полировки.

Бетон нормального веса по сравнению с легким бетоном: Бетон нормального веса используется для плит на земле.

Ровность и ровность: CPAA рекомендует указанное общее значение F F 50 / F L 30 и минимальное местное значение F F 35 / F L 20, измеренное через восемь часов после завершения окончательной затирки. . 2 Некоторые полировщики считают, что такой высокий F F не нужен, но также считают, что F L может быть немного выше. Они рекомендуют общий F F / F L 40 или выше. 3,4 Хотя эти значения плоскостности и плоскостности легко достижимы на плитах на земле, они вряд ли будут тем, с чем столкнется подрядчик по полировке, когда он прибудет на проект.

Растрескивание и скручивание: CPAA рекомендует использовать усадочные швы, чтобы «свести к минимуму скручивание и растрескивание плиты», расположив швы на четыре, шесть и восемь дюймов. толстые плиты на высоте 10, 12 и 15 футов, соответственно, по центру с каждой стороны. Усадочные швы — наиболее распространенный метод борьбы с растрескиванием и скручиванием полируемых плит. Рекомендуемые расстояния между стыками CPAA обычно меньше, чем то, что большинство специалистов выбирают для неполированных полов.

Скручивание, возникающее при усадке и высыхании бетона, снижает F-числа. Большие величины отклонения скручивания приводят к более низким значениям FF.

Макеты: Макет плиты на земле легко скопировать, но он должен включать указанную бетонную смесь, плоскостность и ровность, усадочные швы, а также учитывать время — возраст бетона до его полировки.

Подвесные плиты
Прочность на сжатие: Указанная прочность на сжатие для подвесных плит значительно различается в зависимости от конструкции. Указанная прочность бетонных металлических настилов, поддерживаемых стальными балками, вероятно, будет близка к прочности плит на земле. Тем не менее, прочность на сжатие бетона для формованных и укрепленных пост-напряженных или традиционно армированных бетонных подвесных плит определяется графиком продолжительностью от двух до трех дней для последующего натяжения или снятия формы. Прочность бетона на сжатие в этом раннем возрасте часто сравнима с прочностью плиты на земле через 28 дней (от 3500 до 4500 фунтов на квадратный дюйм). Полировка подвесных плит обычно происходит намного дольше после укладки бетона, что увеличивает прочность бетона за счет длительного отверждения. Подрядчик по полировке может иметь дело с бетоном прочностью от 6000 до 8000 фунтов на квадратный дюйм. Более высокая прочность бетона на сжатие для подвесных плит, аналогичная прочности на сжатие более старой существующей плиты, которая ремонтируется, приводит к более высоким затратам на полировку.

Нормальный вес по сравнению с легким бетоном: Нормальный бетон обычно используется для пост-напряженных и традиционно армированных формованных и опорных конструкций. Но легкий бетон, скорее всего, будет использоваться на металлических настилах, поддерживаемых стальными балками без опор. Разница в плотности и твердости поверхности влияет на глубину шлифования и внешний вид окончательной полировки. То, что достижимо для бетона с нормальным весом, может быть недостижимо для легкого бетона, и наоборот.

Плоскостность и ровность: Требуемые значения плоскостности и плоскостности также значительно различаются для подвесных плит в зависимости от конструкции. Значения плоскостности и горизонтальности для бетона, используемого на металлических настилах, поддерживаемых стальными балками без опор, вероятно, будут ближе к общим значениям F F 25 / F L 15. Значения плоскостности и плоскостности для формованных и укрепленных пост-напряженных или железобетонных конструкций однако плиты могут быть такими же высокими, как плиты на земле (F F 50 / F L 35).Часто бывает трудно получить значение уровня, например F L 30, из-за допусков по высоте для форм перекрытий и балок. А некоторые требования к плоскостности подвесных плит граничат с нелепыми. Недавно мы увидели спецификацию линейки для бетонных плит подвесных плит, которые должны были быть отполированы. Это требовало «от края заливки до края заливки и между разными заливками, отделки и измерения поверхности, так чтобы зазор в любой точке между бетонной поверхностью и неровной, отдельно стоящей линейкой длиной 10 футов, опирающейся на две высокие точки и размещенной в любом месте на поверхности. поверхность не превышает 1/16 дюйма.«Для этого потребуется ровность пола, эквивалентная примерно F 100 F!

F-числа на подвесных плитах необходимо измерить в течение 72 часов до снятия опор. Кроме того, допуски по ровности не применяются к конструкции плиты на металлическом настиле без опор. Более высокая стоимость производства полов с высоким числом F в возрасте 72 часов в любом случае не имеет большого смысла. Прогиб значительно снизит эти значения, и, таким образом, любые деньги, потраченные на достижение более высоких F-чисел, не будут прямой выгодой для подрядчика по полировке.

Трещины и прогиб: Диапазон ширины трещин в подвесных плитах зависит от типа конструкции. Поскольку в этих плитах не используются усадочные швы, ширина трещины, а не ее расположение, контролируется арматурой. Арматурные стержни или последующее натяжение сохранят трещины в подвесных плитах. Из-за различий в типах армирования ширина трещин в бетоне на металлических настилах может быть разной. Некоторые конструкторы отдают предпочтение сварной проволочной арматуре малого калибра (ВВР). Также сложно удерживать WWR в нужном месте рядом с поверхностью плиты.Оба эти фактора приводят к увеличению ширины трещин из-за высоких растягивающих напряжений в бетоне над балками, которые крепятся к колоннам. Другие проектировщики используют арматурные стержни над балками, макросинтетические или стальные волокна, или и то, и другое, чтобы контролировать ширину трещин.

Расположение трещин в подвесных плитах не контролируется, и неравномерный рисунок трещин влияет на эстетику полированного бетона.

Прогиб подвешенных плит снижает плоскостность F-числа аналогично тому, как скручивание плит на земле влияет на плоскостность. В таблице показано влияние прогиба на плоскостность пола, которая считается более важной, чем ровность пола для полированного бетона. 5 Независимо от того, какая начальная плоскостность пола будет достигнута или оплачена, большая часть бетона на металлическом настиле / стальных балках будет иметь плоскостность пола 20 после его прогиба. Существуют специальные строительные положения, в которых можно использовать дополнительный бетон и опалубку, чтобы компенсировать снижение плоскостности из-за прогиба, но это увеличит затраты для владельца.Для несущей конструкции из железобетона средней жесткости начальная плоскостность пола уменьшится примерно на 25-50 процентов после его прогиба. ( См. Таблицу — Влияние прогиба на ровность пола для 30-футового пролета )

Кроме того, гибкие конструкции, такие как бетон на металлических настилах, обеспечивают значительные высокие точки (над балками, обрамляющими колонны) и низкие точки (середина пролета), которые могут быть проблематичными для подрядчика по полировке. Это часто приводит к значительным различиям в глубине шлифования и, как следствие, к окончательному полированному виду в разных местах.

Макеты: К сожалению, макеты подвесных плит обычно размещаются на земле, поэтому они не дублируют плоскостность и горизонтальность, случайное растрескивание, переменную ширину трещин и проблемы прогиба, связанные с подвесными плитами. Лучшее место для этого макета — на подвесной плите. В противном случае то, что достигается на земле, может не быть достигнуто в воздухе.

Ссылки:
1. Боб Харрис, «Определение полированных бетонных полов», Concrete International , сентябрь 2009 г., стр.39-42.

2. «Рекомендации CPAA по проектированию, спецификациям и размещению бетонных перекрытий », Американская ассоциация полировщиков бетона.

3. Ребекка Василески, «Как добиться успеха на открытых полированных бетонных полах», Concrete Contractor , август 2012 г.

4. Боб Харрис, «Правильные методы полировки бетонных полов», Concrete Contractor , февраль 2006 г.

5. Брюс А. Супренант и Уорд Р.Малиш, «Допуски для монолитных бетонных зданий: руководство для специалиста, подрядчиков и инспекторов », Американское общество подрядчиков по бетону, 2009 г.

Сканирование и визуализация бетона | Найдите арматуру, кабели и трубопроводы в перекрытиях, стенах и полу

Обнаружение кабелепроводов, кабелей после натяжения и арматуры / арматурной сетки, обнаружение токоведущих кабелей

Попадание во что-либо при резке и удалении керна может быть опасным и дорогостоящим.Сканируйте перед резкой, сверлением или растачиванием!

«Резка или полировка алмазными инструментами и получение изображений с помощью георадара выполняется быстрее, чем сопоставимые методы обследования, ремонта или сноса» — Справочник ресурсов CSDA 2018-2019

Георадар

— это общепринятый и обычно используемый неразрушающий метод для визуализации объектов в бетоне перед резкой или удалением керна.

Предотвращение повреждений и безопасность

Полезно добавить георадар в свой бизнес, чтобы предотвратить повреждение перед резкой и удалением керна, потому что:

  • Прорезание компонентов конструкции может снизить целостность конструкции
  • Обрезка заделанного трубопровода, газовой трубы или кабеля после натяжения может стоить жизни
  • Невыполнение этого требования открывает для вашей фирмы и ваших клиентов возможность предъявления претензий о возмещении ущерба и потенциальных угроз безопасности

GPR может помочь с:

  • Выявление структурных элементов в бетоне, например,
    • Арматура
    • Тросы постнатяжения
    • Металлические и неметаллические трубы и трубопроводы
    • Проволочная сетка
  • Размещение трубопроводов (пластиковых и металлических) и трубопроводов внутрипольного отопления в бетоне или чуть ниже плиты на поверхности
  • Измерьте глубину прикрытия анкеров
  • Сопоставление арматурных стержней и массивов арматуры
  • Измерьте толщину плиты
  • Обнаружение пустот и полостей под перекрытием

Организации, такие как Ассоциация пиления и сверления бетона (CSDA), признали важность визуализации бетона с помощью георадара и включили это в свои передовые методы, чтобы избежать ударов, повреждений, задержек и обеспечить безопасность оператора во время операций по резке и бурению; вопросы, имеющие решающее значение для развития вашего бизнеса.


Сканирование, обнаружение и отметка целей в режиме реального времени

Используйте георадар, чтобы легко находить арматуру, трубопроводы и любые другие объекты, залитые в бетон, и отмечать их местоположение на земле в режиме реального времени на месте

Рекогносцировочные сканы местности

Просто протолкните систему по площади, и заглубленные цели появятся в виде гипербол под бетонной поверхностью. Чтобы точно определить местоположение цели, потяните систему назад к верхней части цели, указанной на экране.

Быстрое выполнение георадара для определения интересующих областей и получения общей картины участка

Георадар

является быстрым и эффективным, позволяя пользователям получать информацию об условиях на площадке, выполняя разведывательное сканирование, чтобы решить, где и требуется ли более полное сканирование. Просто толкайте систему вперед и назад по площади, и заглубленные цели появятся в виде гипербол под бетонной поверхностью.

Быстрое сканирование и отметка целей путем просмотра поперечного сечения данных георадара, собранных над бетонным полом

Глубина до цели

Отображение положения и глубины целей на поперечном сечении георадара

Всплывающий индикатор положения на поперечном сечении георадара, который показывает положение и глубину арматурного стержня

Арматура и арматура

Выполнение линейного и сеточного сканирования для создания 2D и 3D изображений вашего участка для безопасного бурения и резки при наличии арматуры

Получение данных поперечного сечения арматурного стержня в реальном времени с помощью Line Scan

Сканирование сетки позволяет получать трехмерные изображения на месте, чтобы лучше визуализировать арматурный стержень для безопасного бурения и отбора керна

Тросы постнатяжения (PT)

GPR позволяет проводить безопасный ремонт, показывая расположение кабелей пост-натяжения (PT), чтобы избежать их разрезания и риска для безопасности рабочих и целостности конструкции, GPR также предоставляет информацию о построенной конструкции, ее местонахождении и количество кабелей PT для помощи в планировании будущей работы.

Пример использования

Изображение глубинного среза, показывающее типичный образец группы из кабелей Post Tension, связанных вместе

Поперечное сечение георадара, полученное вдоль траверса непосредственно над кабелем PT в бетонной конструкции настила, показывающее, что кабель PT свисает между опорными колоннами.

Трубопроводы

GPR позволяет подрядчикам строить глубинные срезы и изображения PCD для определения местоположения всех встроенных объектов, включая трубопроводы, и безопасного керна, не разрезая ничего.

Наблюдение за неметаллическими трубопроводами через арматуру на бетонной плите 2-го этажа в отеле, где проводится ремонт с использованием датчиков георадара и PCD.

Проволочная сетка

Найдите проволочную сетку в бетоне, чтобы узнать, где нужно прокладывать стержень

Изображение среза проволочной сетки на глубине 8 дюймов в бетоне. Локатор сверла показывает, где именно безопасно сверлить отверстия и минимизировать риск столкновения со скрытыми объектами

Кабели питания с детектором кабеля питания (PCD)

Датчик PCD в системе GPR позволяет отличать токоведущие провода, встроенные в бетон или под ним, от других конструкций, что позволяет операторам знать риски на площадке

Пример использования

Просмотры изображения глубинного среза георадара (слева) и изображения PCD (справа) для обнаружения активного AC

Реко Стена

Используйте георадар, чтобы избежать удара арматурных полос, которые проходят за сборными бетонными панелями при сверлении

Глубокое изображение среза реконструированной стены, показывающее армирование внутри сборных панелей, а также армирующие полосы, соединенные с панелями

Бетонное основание

GPR может предоставить оценку толщины бетонной плиты, визуализируя нижнюю часть бетона; это очень полезно, когда возможен доступ только к одной стороне бетонной плиты.

Изображение поперечного сечения георадара, показывающее верхнюю часть арматурного стержня, а также низ бетонной плиты

Трубы лучистого отопления

Чтобы свести к минимуму риск столкновения со встроенной нагревательной трубкой и вызвать дорогостоящие задержки проекта, георадар можно использовать для сканирования и отметки местоположения трубок, что позволяет быстро и безопасно определять места бурения до начала резки.

Пример использования

Глубинный срез (слева), показывающий проволочную сетку и трубы напольного отопления (справа)

Коммунальные сети под бетон

Не ограничивайтесь железобетоном, чтобы получить данные в высоком разрешении о других интересных объектах, таких как инженерные сети

Пример использования

Данные георадиолокационного сечения, показывающие дренажные и сливные трубы, которые видны под двойным слоем арматуры

Длинные линии

Line Scan Георадарное исследование большой площади можно использовать для получения предварительной информации о бетонном полу, чтобы определить возможность любых ремонтных работ и понять однородность конструкции до начала работ.

Исследования

с помощью сканирования длинной линии обеспечивают оценку в реальном времени целей, встроенных в бетон, чтобы лучше понять объект.

Сетки большие

Когда требуются исследования на больших площадях, можно легко развернуть георадар. Отдельные системы можно использовать для сбора больших сеток, или можно собрать множество более мелких сеток и легко объединить их вместе в программном обеспечении. Кроме того, если скорость сбора критична, несколько георадаров можно объединить в платформы с многоканальным массивом, которые могут быстро собирать большие массивы данных, если скорость сбора критична.

Глубинный срез большой сетки размером 50 x 100 м, собранный на дне пустого подземного водохранилища, находящегося на ремонте, с различными интересующими особенностями

Четыре решетки размером 4 × 4 фута, соединенные вместе с помощью EKKO_Project ™ для отслеживания кабелепровода по полу

Оценка бетона

GPR может безопасно и без разрушения предоставить информацию о внутренней структуре бетона, включая положение, количество и глубину покрытия арматуры, свидетельства коррозии, расположение структурных элементов, включая кабели после натяжения, и признаки потенциальных пустот. Это очень важно для подтверждения качества вновь построенных конструкций, оценки безопасности и состояния существующих конструкций и планирования будущих проектов реконструкции.

Пустоты под бетоном

GPR можно использовать для обнаружения пустот, которые иногда образуются под бетоном. Пустоты под бетоном создают сильное отражение из-за большого контраста между свойствами бетона и пустоты, заполненной воздухом или водой под ним.

Линия георадара

, проходящая через бетонный пол, покрытый грунтовкой, выявляет пустоты.Сильный контраст между бетоном и заполненной воздухом пустотой создает сильное отражение в нижней части плиты

.

Глубинный разрез внизу бетонной плиты показывает поперечную протяженность пустот красным цветом. Возможность сбора больших сеток с помощью георадара в сочетании с программным обеспечением EKKO_Project ™ обеспечивает быструю и легкую визуализацию больших площадей, что особенно полезно для обнаружения пустот.

Контроль коррозии

GPR используется для обнаружения разрушения бетона, поскольку волны GPR ослабляются и рассеиваются областью бетона с ухудшенным качеством

Линия георадара

на настиле моста показывает область более слабых отражений арматуры от 8 до 15 футов по сравнению с окружающей областью, что указывает на потенциально корродированную область.

Визуализация данных георадара и создание отчетов о добавленной стоимости

Для анализа данных после обследования и создания дополнительных отчетов данные георадара можно сохранить для дальнейшего использования и превратить в исчерпывающие результаты для ваших клиентов.

Отчетность о добавленной стоимости

Программа EKKO_Project ™ систематизирует и отображает данные, экспортированные из всех датчиков и программных георадарных систем, для извлечения ценной информации и обеспечения превосходных результатов для ваших клиентов.

Сводный отчет георадара, созданный с помощью программного обеспечения для анализа георадара EKKO_Project ™

Визуализируйте данные линейного сканирования в ПО постобработки георадара В EKKO_Project ™ можно отобразить

георадарных линий, собранных на больших площадях съемки, чтобы лучше идентифицировать интересующие области под бетонным полом.

Длинная линия 2D георадара, собираемая для определения интересующих областей под бетонным полом. Выделение области указывает на возможные области, в которых могут присутствовать пустоты.

Добавьте интерпретации в данные линейного сканирования, чтобы расширить отчеты георадара

Добавьте интерпретации и аннотации с цветовой кодировкой в ​​поперечное сечение георадара.

Наклонные арматурные стержни выделены красными точками и снабжены аннотациями для использования в будущем.

Визуализируйте место проведения опроса

Наложение подробных сканированных изображений георадара на планы этажей, фотографии участков или инженерные чертежи, чтобы проиллюстрировать основные результаты исследования.

Данные изображений GPR и PCD, наложенные на план этажа здания с помощью EKKO_Project ™.Данные георадара (слева) показывают распределение арматуры в плите на уровне грунта. Отклик PCD (справа) показывает классический ромбовидный отклик скрученных параллельных проводов.

3D визуализация

Сбор данных сканирования сетки позволяет экспортировать результаты в программное обеспечение объемного рендеринга, чтобы лучше визуализировать ваши данные и повысить ценность ваших отчетов

Объемное трехмерное изображение сканирования сетки показывает арматурный стержень (слева) и проволочную сетку (справа)

Кабели ПТ под арматуру

Датчики и программное обеспечение Георадарные системы

Преимущества

  • Простота использования, гибкость в использовании
  • Георадар с наземной связью для обеспечения наилучшего качества, максимально глубокого проникновения и получения данных с самым высоким разрешением
  • Интуитивно понятное и мощное программное обеспечение для эффективного анализа и составления отчетов
  • Сбор данных с географической привязкой для интеграции в ГИС-системы
  • Признанный в отрасли опыт и поддержка в области георадара, которые помогут вам максимально увеличить отдачу от георадара

Мы предлагаем широкий выбор систем для сканирования бетона, поэтому вы можете выбрать ту, которая лучше всего подходит для вашего проекта.

Conquest® 100 GPR — это легкое портативное устройство, которое обеспечивает быстрый и неинвазивный метод получения точных сведений об объектах под бетонной поверхностью, даже на изогнутой поверхности или колонне.

Noggin® предлагает максимальную гибкость. Выберите между четырьмя различными центральными частотами и четырьмя различными конфигурациями в соответствии с вашим приложением. Системы Noggin также предлагают индивидуальные варианты сбора данных для нетрадиционных проектов локации.

EKKO_Project ™ — это комплексное программное решение для управления, отображения, обработки и интерпретации данных георадара.

Чтобы определить лучший продукт для вашей области применения, свяжитесь с нами.

Изоляция зданий ниже уровня грунта и перекрытия

Три совета по выбору материала для вашего проекта

Какая изоляция лучше всего подходит для фундаментов под землей и под бетонными плитами? Торговые представители, естественно, скажут вам, что продукт их компании лучший. Но что говорят независимые испытания и исследования?
Эти три совета помогут вашей фирме выбрать рентабельный и высокоэффективный тип изоляции из жесткого пенопласта для вашей следующей работы по утеплению ниже установленного уровня.

➀

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ДОЛГОСРОЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Двумя из жестких пенополистирольных изоляционных материалов, наиболее часто используемых под плитами и под плитами, являются пенополистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS). Хотя оба являются изоляторами с закрытыми ячейками, в долгосрочной перспективе они работают по-разному.

XPS имеет более высокое начальное значение изоляционного сопротивления изоляции, чем EPS аналогичной толщины и плотности, но значение сопротивления изоляции XPS со временем ухудшается. EPS не испытывает такого «теплового дрейфа», и заявленное значение R остается неизменным на протяжении многих лет эксплуатации.
Это решающий момент при выборе изоляции, так как уменьшение значения R означает снижение тепловых характеристик с течением времени и, следовательно, увеличение энергии и затрат на отопление и охлаждение для владельца здания.
Простой способ подтвердить долгосрочные тепловые характеристики изоляции — это просмотреть гарантию. Известные производители пенополистирола обычно гарантируют 100% опубликованной R-стоимости в течение 20 лет. Для сравнения, большинство гарантий XPS обычно покрывают только до 90 процентов опубликованного R-значения, чтобы учесть ухудшение R-значения, которое происходит в полевых условиях.

➁

ОБЕСПЕЧИВАЕТ МИНИМАЛЬНОЕ ДОЛГОВРЕМЕННОЕ ВГЛОЩЕНИЕ ВЛАГИ

Помимо устойчивости по R-значению, изоляция из жесткого пенопласта отличается степенью поглощения влаги и способностью к высыханию. Смачиваемая изоляция обеспечивает более низкое тепловое сопротивление и со временем может разрушаться. Поскольку изоляция, установленная ниже уровня земли, часто контактирует с влажной почвой, скорость поглощения влаги и возможность высыхания являются ключевыми в этих применениях. Изоляция
EPS противостоит влаге лучше, чем XPS, в том числе на заглубленных фундаментах, где он регулярно контактирует с влажной почвой. Независимые лаборатории провели обширные испытания степени влагопоглощения как для EPS, так и для XPS. Хотя XPS часто дает лучшие результаты в лабораторных краткосрочных, полностью погруженных тестах, реальные долгосрочные тесты показывают, что EPS работает намного лучше. Причина в том, что EPS высыхает намного быстрее, чем XPS. Эта способность к быстрому высыханию помогает EPS оставаться более сухим в условиях многократного воздействия влаги.
Пятнадцатилетние полевые испытания EPS и XPS наглядно продемонстрировали это.Компания Stork Twin City Testing оценила содержание влаги в пенополистироле и XPS, помещенных рядом в течение 15 лет на фундамент здания в Сент-Поле, штат Миннесота. Когда изоляция была удалена, EPS был намного суше, чем XPS — EPS содержал всего 4,8 процента влаги по объему, по сравнению с 18,9 процента влажности для XPS. После 30 дней сушки EPS имел только 0,7 процента влаги по объему, в то время как XPS все еще содержал 15,7 процента влаги.
Высокий уровень влагопоглощения XPS в реальных условиях также показан в отчете за 2012 год от U. С. Департамент энергетики Окриджской национальной лаборатории (ORNL). Их исследователи обнаружили, что изоляция из XPS, установленная ниже уровня земли в течение 15 лет, впитала 67 или более процентов влаги.

➂

ПОЛУЧИТЕ СООТВЕТСТВУЮЩУЮ ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ

Один из лучших способов сэкономить на жестком пенопласте, устанавливаемом под бетонными плитами, — это убедиться, что материал не чрезмерно спроектирован. Обычное проектное предположение приводит к спецификации прочности жесткого пенопласта, которая на много порядков превышает необходимую, что может удвоить стоимость изоляционного материала.
Не вдаваясь в подробные технические детали и математические формулы, проблема в том, что инженеры часто используют слишком консервативный подход для изоляции под бетонными плитами. Многие проектировщики предполагают, что точечные нагрузки, приложенные к плите, например, от колес вилочного погрузчика, передаются на изоляцию по треугольной траектории нагрузки. Тем не менее, бетонные плиты распределяют нагрузки более равномерно, а это означает, что изоляция не требует такого высокого сопротивления сжатию, как при наличии концентрированной треугольной траектории нагрузки.
Чрезмерно консервативный подход к проектированию часто приводит к спецификации продукта XPS с высоким сопротивлением сжатию, тогда как более экономичный EPS обеспечит достаточную прочность. Поскольку XPS обычно стоит больше за дюйм, чем EPS, это потраченные впустую деньги, которые снижают чистую прибыль подрядчика.
Простое решение для подрядчиков — спросить проектировщиков, используют ли они формулу из Теории плит на упругих основаниях, которая учитывает, как плиты и изоляция ведут себя вместе.Ресурс, который может указать им, например, на расчеты, — это статья «Выбор правильного размера изоляции под плитами» в апрельском выпуске журнала «Структура» за 2014 год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с растущим желанием владельцев зданий сэкономить на расходах на отопление и охлаждение и ужесточением энергетических норм подрядчики будут устанавливать изоляцию ниже класса и под плитами на большем количестве своих проектов. Изоляция EPS превосходит XPS как по долгосрочному термическому сопротивлению, так и по долгосрочному поглощению влаги, а EPS имеет различные значения прочности на сжатие, подходящие практически для всех строительных проектов. ППС с самым высоким значением R на доллар является экономически эффективным изоляционным материалом.

■ ■ ■

[разделитель]

Об авторе Рам Майилваханан (Ram Mayilvahanan) — менеджер по маркетингу продукции Insulfoam, которая предлагает изоляцию низкого качества под торговыми марками InsulFoam и R-Tech. Для получения дополнительной информации посетите www.insulfoam.com.

Modern Contractor Solutions, июнь 2014
Вам понравилась эта статья?
Подпишитесь на БЕСПЛАТНОЕ цифровое издание журнала Modern Contractor Solutions Magazine!

Плиты перекрытия | WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Базовый этаж в здании может быть просто монолитной бетонной плитой на уровне грунта с ограниченными конструктивными соображениями в отношении структурной поддержки или функций контроля окружающей среды.Основание пола также может состоять из глиняной или структурной фундаментной плиты в комплекте с гидроизоляционной и износостойкой плитой с общей системой, предназначенной для несения структурных нагрузок гидростатического давления и поддержания контролируемой среды. Плиты перекрытия часто являются источником утечки в здание, причем основной причиной является растрескивание плит из обычных бетонных материалов. Вопросы контроля выбросов почвенного газа, такого как радон, также могут иметь значение.

Поскольку затраты на исправление фундамента или плиты при нарушении гидроизоляции либо чрезвычайно дороги (в 7 раз превышают начальную стоимость гидроизоляции), либо практически невозможно исправить вообще после завершения строительства, лучше ошибиться в сторону предосторожности при первоначальной установке.Подходите к критическим областям, которые позже будут похоронены застройкой, с крайним консерватизмом. Рекомендация состоит в том, чтобы повысить качество подхода на одну ступень больше, чем предлагают существующие отчеты о состоянии, то есть использовать более качественный материал и детализировать его с дополнительными усилениями и мерами предосторожности в отношении ремней и подтяжек, применяемых на каждом уровне воспринимаемого риска.

Описание

В этом разделе дается конкретное описание материалов и систем, часто используемых в системах перекрытий. Описания и инструкции представлены в следующих разделах:

  • Покрытия отделочные
  • Бетонная плита перекрытия
  • Слои дренажного агрегата
  • Замедлитель парообразования под плитой
  • Гидроизоляционная мембрана
  • Доска защиты
  • Сборные дренажные слои

Покрытия отделочные

В зависимости от внутреннего пространства финишным напольным покрытием может быть сама открытая бетонная поверхность или различные напольные покрытия, такие как дерево, виниловые полы или ковролин.Многие клеи, используемые при нанесении напольных покрытий, чувствительны к влажности, что требует использования водонепроницаемой системы или длительного времени высыхания, если используется поли-замедлитель образования паров.

Бетонная плита перекрытия

В типичных офисных помещениях сама бетонная плита перекрытия состоит из бетона толщиной от 4 до 6 дюймов, армированного одним слоем сварной проволочной сетки на средней глубине, если не ниже уровня грунтовых вод, когда гидростатические напоры могут оказывать восходящее давление, что требует более прочной конструкции. .

Пароизоляция под плитой или гидроизоляционная мембрана

Замедлители парообразования под плитами могут включать полиэтиленовые листы, полиолефиновые листы, полиэтилен высокой плотности и композитные листы асфальт / полиэтилен или листы из модифицированного полимером битума.Полимерные листы обычно имеют толщину 15 мил с проклеенными лентой швами, краями и отверстиями. Замедлители образования пара следует выбирать в соответствии с ASTM E 1745 и E 1993, устанавливать и проверять в соответствии с ASTM E 1643.

Там, где высокие уровни грунтовых вод создают контакт с плитой на уклоне, необходимо сделать плиту водонепроницаемой на уклоне, чтобы противостоять гидростатическому давлению. Глиновую плиту можно использовать для облегчения установки мембран, замедляющих образование паров, и гидроизоляционных мембран. Грязевые плиты обычно представляют собой неармированные бетонные плиты толщиной от 2 до 3 дюймов с гладкой поверхностью.Они обеспечивают плоскую поверхность для мембран, которые затем полностью поддерживаются и с гораздо меньшей вероятностью будут проколоты при последующих строительных работах.

В качестве меры предосторожности всегда рекомендуется выполнять гидроизоляцию лифтовой ямы независимо от почвенных условий.

Слой капиллярного разрыва

Слои капиллярных разрывов под плитами пола обычно состоят из слоя гранулированного материала толщиной от 6 до 8 дюймов толщиной 3/4 дюйма, зазоры которого различаются для увеличения скорости дренажа. Гранулированный материал служит разрывом капилляров и местом для «хранения» воды до тех пор, пока она не будет поглощена окружающей почвой.

Основы

На рисунке 3 представлена ​​общая схема, которая характеризует четыре функции, то есть конструктивную поддержку, экологический контроль, отделку и распределение, поскольку они относятся к элементу ограждения нижнего уровня плит перекрытия.

Рис. 3. Схема плиты перекрытия

Четыре функциональные категории, то есть структурная поддержка, экологический контроль, отделка и распределение, расширены в общих чертах для систем перекрытий.

Функции несущей конструкции — Плита перекрытия ограждающей конструкции ниже уровня земли должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать вертикальные гравитационные нагрузки, направленные вниз, а также любые восходящие нагрузки грунта или гидростатического давления.

Нисходящие вертикальные гравитационные нагрузки возникают из-за собственного веса плиты перекрытия и любых временных нагрузок, связанных с присутствием людей. Во многих более глубоких конструкциях плита перекрытия также может быть матовой фундаментной плитой, несущей значительные нагрузки на колонны здания и стены.

Плиты перекрытия могут также выдерживать восходящие нагрузки грунта или гидростатического давления. К плите перекрытия может быть приложено восходящее давление грунта в ситуациях, когда она действует как матовый фундамент, а точечные нагрузки здания на фундамент приводят к давлению снизу вверх на плиту перекрытия.

В таких местах, как подполья и незанятые подвальные помещения, конструктивный опорный элемент, включающий бетонную плиту, может не понадобиться. В этих областях все еще может потребоваться выполнение функций экологического контроля.

Функции контроля окружающей среды — Внешняя среда, которой подвергается плита перекрытия, включает в себя нагрузки контроля окружающей среды, такие как температура, влажность, насекомые и почвенный газ. Внутренняя среда, которой подвергается плита перекрытия, включает в себя нагрузки по контролю окружающей среды, такие как температура и влажность.Рабочие характеристики системы перекрытий пола зависят от ее способности контролировать, регулировать и / или смягчать эти экологические нагрузки на внутреннюю часть плиты перекрытия до желаемых уровней.

Как и в случае систем фундаментных стен, контроль влажности, вероятно, является наиболее важной функцией контроля окружающей среды. Контроль влажности решается с помощью дренажного и барьерного подхода к проектированию. Для случаев с гидростатическим давлением от уровня грунтовых вод первая фаза контроля влажности может быть достигнута с помощью систем откачки и осушения, чтобы искусственно снизить уровень естественных грунтовых вод. Второй компонент системы контроля влажности включает в себя слой капиллярного разрыва из гранулированного заполнителя под плитой пола, позволяющий влаге накапливаться и рассеиваться или откачиваться или сливаться в систему дренажа или отстойника. Во многих ситуациях с плитами перекрытия с низкими отметками уровня грунтовых вод или в сухих условиях слой капилляров из гранулированного заполнителя (с выходным дренажем, если требуется) будет контролировать большую часть воды. Может и не потребоваться активная система откачки.

Ключевой вопрос, который остается, заключается в том, следует ли использовать водонепроницаемую мембрану или пароизоляцию под плитой перекрытия.Замедлитель образования пара препятствует миграции пара в отсутствие гидростатического давления. Гидроизоляция противостоит миграции пара и гидростатическому давлению. Как правило, замедлитель образования паров может быть устранен только на хорошо осушенных участках, где уровень грунтовых вод находится значительно ниже поверхности плиты перекрытия, и при использовании отделки пола, не подверженной миграции пара. Однако большинство строительных норм и правил требуют, чтобы между гранулированным дренажем и плитой перекрытия был установлен пароизоляционный агент. Этот слой имеет дополнительное преимущество, сводя к минимуму усадочные напряжения и образование трещин в плите перекрытия за счет уменьшения ограничения усадки.

Гидроизоляционные мембраны необходимы в ситуациях с гидростатическим давлением или чувствительными к влаге внутренними средами. Гидроизоляционные мембраны обычно наносятся на глиняную плиту, отлитую на разрыв капилляров из гранулированного заполнителя, или на уплотненную землю. Защита гидроизоляционной мембраны от повреждений во время строительства имеет решающее значение. Защита обычно обеспечивается нанесением защитной плиты непосредственно на гидроизоляционную мембрану вскоре после установки мембраны. Детализация гидроизоляции на всех концах и проходах имеет решающее значение.Гидроизоляция верхней стороны плит перекрытия не рекомендуется ни при каких условиях.

Другие условия воздействия окружающей среды могут включать почвенный газ, такой как радон. Миграцию почвенного газа во внутренние помещения можно контролировать за счет правильного использования и детализации полиэтиленового типа замедлителя пара или гидроизоляционной мембраны. Правильные нахлесты, защита во время строительства и внимание к деталям на всех концах, краях и проходах имеют решающее значение для полного контроля над миграцией почвенного газа.

Функции отделки — В случае систем полов единственная отделка, вызывающая беспокойство, — это внутреннее пространство. Эта отделка зависит от внутреннего использования, будь то контролируемая офисная среда или неконтролируемая парковка. Типичные системы отделки могут включать ковер, плитку или приклеенный пол. Надлежащий контроль нагрузок, связанных с миграцией паров, имеет решающее значение для плиток или приклеенных полов, требующих надлежащей адгезии. В некоторых случаях, таких как внутренняя парковка или складское помещение, внутренней отделкой является просто внутренняя поверхность бетонной плиты перекрытия. В других случаях, например, в подпольях, отделка может быть замедлителем образования пара.

Функции распределения — Плита пола может содержать распределительные системы, такие как электрические питатели, электронные кабелепроводы, механические трубопроводы или системы отопления.

Приложения

Существует два основных типа отделки нижнего этажа, которые различаются требованиями внутреннего пространства и внешней среды:

  • Плита перекрытия основания — типовая система
  • Плита основания пола — водонепроницаемая система

Плита перекрытия основания — типовая система

Типичная плита перекрытия основания, критерии проектирования которой включают контроль проникновения водяного пара во внутреннее пространство, но не заботятся о гидроизоляции пола основания из-за нагрузок гидростатического давления, можно назвать несовершенной системой барьеров.Компоненты системы включают хорошо уплотненную, но хорошо дренирующую систему капиллярных разрывов из гранулированного заполнителя, размещенную непосредственно на неоткрытой, ненарушенной земле. Система капиллярного разрыва гранулированного заполнителя обеспечивает место для сбора и рассеивания влаги, а также надежную опору для нагрузок на плиты. Между гранулированной дренажной системой и бетонной плитой помещается замедлитель образования паров (см. Описание выше), чтобы минимизировать передачу паров влаги или почвенных газов в занимаемое пространство.Сама бетонная плита перекрытия обеспечивает структурную поддержку нагрузок на пол и подходящую опору для напольных покрытий и отделки.

Плита основания пола — водонепроницаемая система

Типичная плита перекрытия, критерии проектирования которой включают контроль миграции влаги и проникновения водяного пара во внутреннее пространство, может называться водонепроницаемой системой. Компоненты системы включают хорошо уплотненную, но хорошо дренирующую систему капиллярных разрывов из гранулированного заполнителя, размещенную непосредственно на неоткрытой, ненарушенной земле.Система капиллярного разрыва гранулированного заполнителя обеспечивает место для сбора и рассеивания влаги, а также надежную опору для нагрузок на плиты. Чтобы обеспечить прочный основной материал, на который можно нанести гидроизоляционную мембрану, предусмотрена глиняная плита или уплотненный слой земли. В некоторых случаях при значительном гидростатическом давлении или для компенсации строительных нагрузок вместо глиняной плиты используется матовая фундаментная плита. Затем гидроизоляция наносится непосредственно на фундаментную плиту мата и защищается защитной плитой.В этом случае поверх защищаемой гидроизоляционной системы заливается изнашивающаяся плита перекрытия.

Глубокие проходы и кромки

Общим элементом, который является общим для всех зданий, но часто не детализируется полностью или не учитывается при проектировании, являются проходы и кромки. Эти проходы представляют собой любые отверстия в плитах перекрытия, которые обеспечивают проход для проникновения влаги в здание. Проходы канализационных труб, входы в водопровод, дренажные бассейны в плите перекрытия или рукава для электричества, газа или связи — все это обычные проходы, как правило, со своей собственной конструкцией или подробными характеристиками.Однако эти характеристики оставляют желать лучшего в отношении герметизации и гидроизоляции. Проникновение также может стать довольно экзотическим, например проникновение пара или другие особенности, требующие особого обращения. Края плит тоже нужно сделать паронепроницаемыми / водонепроницаемыми.

Когда поднимающийся уровень грунтовых вод часто соприкасается с нижней частью плиты на уклоне, может потребоваться рассмотреть возможность установки системы дренажной плитки из параллельных, перфорированных дренажных плиточных труб или сетки из таких трубопроводов, чтобы отводить поднимающуюся воду и поддерживать уровень грунтовых вод ниже плиты на уклоне путем откачки дренажного поддона плитки от здания.

Изолирующие и компенсирующие муфты

Изоляционные швы компенсируют незначительные перемещения между элементами конструкции и / или приспособлениями, проникающими сквозь них или вокруг них. Как первичное, так и дублирующее уплотнения эффективны как средство уменьшения утечки. Поднять профиль плиты тоже хорошо. Как и в случае с компенсационными швами, детализация уклона или уклона бетона на изоляционных швах для предотвращения прямого накопления переходной влаги также очень эффективна. Те же правила, касающиеся материала дренажной решетки или продолжения пути потока от стыков к дренажным бассейнам, следует учитывать в процессе проектирования.

Общее правило, применяемое для обеспечения герметичности систем герметика, заключается в том, чтобы убедиться, что системы отвода влаги или дренажа правильно установлены и подключены к слоям земляного полотна. Устранение возможности накопления водяного напора на всех системах уплотнения стыков считается основной функцией вспомогательных дренажных систем.

Механические дренажные системы и насосные системы

Воронки в перекрытиях перекрытий требуют соответствующей конструкции для обратных клапанов или специальной обработки для обеспечения пропускной способности в зависимости от использования конструкции.Там, где установлены отстойники, необходимы специальные обратные водяные клапаны или обратные клапаны давления для предотвращения обратного потока. Применение или установка насосных агрегатов и определенных отстойников требует надлежащей координации и эффективной обработки нагнетательной системы, чтобы избежать утечки через механические отверстия.

Детали

Следующие данные можно загрузить в формате DWG или просмотреть в Интернете в формате DWF ™ (Design Web Format ™) или Adobe Acrobat PDF, щелкнув соответствующий формат справа от заголовка чертежа.

Детали, связанные с этим разделом BEDG по WBDG, были разработаны комитетом и предназначены исключительно для иллюстрации общих концепций проектирования и строительства. Надлежащее использование и применение концепций, проиллюстрированных в этих деталях, будет варьироваться в зависимости от соображений производительности и условий окружающей среды, уникальных для каждого проекта, и, следовательно, не представляют окончательное мнение или рекомендацию автора каждого раздела или членов комитета, ответственных за разработку. ВБДГ.

Детали, графики и связанная информация, показанные в деталях, предназначены только для иллюстрации основных концепций и принципов проектирования и должны рассматриваться вместе с соответствующими описательными разделами Руководства по проектированию всего здания (WBDG). Информация, содержащаяся в нем, не предназначена для фактического строительства и может быть пересмотрена на основе изменений и / или уточнений в местных, государственных и национальных строительных нормах, новых технологиях ограждающих конструкций зданий и достижениях в исследованиях и понимании механизмов разрушения ограждающих конструкций здания.

Плита ниже уровня грунта — водонепроницаемая система (Деталь 1.3.2)