Железобетона: область применения, свойства, характеристики, состав

Содержание

область применения, свойства, характеристики, состав

Главная / Статьи / Железобетон

Железобетон был открыт в 1867 году садоводом Жозефом Монье во Франции. Он решил использовать бетонные кадки для садоводства вместо деревянных. Но корни растений со временем разрушали стенки из бетона, и Монье стал использовать вкладыши из железа, чтобы добавить устойчивости кадкам. Это и был первый официально зарегистрированный образец конструкции из железобетона.

Состав и технические требования

Железобетон — материал, который состоит из арматуры и бетона. Каждый составляющий элемент должен соответствовать определенным нормам, установленным соответствующими СНиПами. Согласно документу СП 63.13330.2012 все типы конструкций из железобетона должны удовлетворять техническим требованиям по эксплуатационной пригодности, безопасности, долговечности и отвечать дополнительным условиям, указанным в задании на проектирование.

Требования к бетону

Согласно установленному своду правил при проектировании конструкций из железобетона рекомендуется использование следующих видов конструкционного бетона:

мелкозернистого средней плотности от 1800 до 2200 кг/м;
тяжелого средней плотности от 2200 до 2500 кг/м включительно;
ячеистого;
легкого;
напрягающего.

Требования к арматуре

Железобетон армируют согласно установленным требованиям. При этом используется следующая арматура:

термомеханически упрочненная периодического профиля диаметром 6–50 мм;
арматурные канаты диаметром 6–18 мм;
горячекатаная гладкая и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6–50 мм;
холоднодеформированная периодического профиля диаметром 3–16 мм.

Виды армирования

У бетона достаточно высокая прочность на сжатие и плохая сопротивляемость к растяжению. Чтобы придать ему большую сопротивляемость растягивающим напряжениям, его укрепляют арматурой, которая принимает на себя растягивающие усилия. За счет армирования бетона можно создать конструкции, хорошо работающие на изгиб и растяжение. При изготовлении железобетонных изделий могут использовать два вида армирования:

ненапряженное. Осуществляется с применением плоских сеток и объемных каркасов. Для него задействуют вспомогательную и основную арматуру. В части конструкции, где под нагрузкой будет возникать напряжение на растягивание, помещают основную. В ненапряженных местах располагают вспомогательную;
предварительно напряженное. Используется при изготовлении элементов конструкций, где будут преобладать изгибающие нагрузки. В основном задействуют упрочненную или высокопрочную проволочную сталь. Сначала арматуру натягивают и крепят, затем заливают бетоном. После того как масса затвердеет, крепления снимают и металлический элемент начинает возвращаться в исходное состояние. Существуют и другие способы натяжения арматуры.

Виды по технологии изготовления

Железобетон по технологии изготовления разделяют на следующие виды:

монолитный. Этот железобетон получают на строительной площадке. Примером такой конструкции является фундамент любого здания. Опалубка устанавливается в предварительно подготовленный котлован, затем монтируется арматура в соответствии с нагрузкой и все заливается бетоном;
сборный. Этот железобетон изготавливают на площадке завода. Арматура закрепляется в специальной форме, и туда же заливает бетон. Когда достигается нужная степень твердости, готовое изделие доставляют на строительную площадку и собирают;
сборно-монолитный. Конструкции, которые изготавливаются на заводе, выступают в роли несъемной опалубки. Это вид технологии, когда часть изделия производят монолитным способом, а часть — сборным.

Этапы изготовления ЖБИ

Все железобетонные изделия производят по определенным нормам из разных видов бетона, по разным технологиям и т. д. Но в целом весь технологический процесс состоит из следующей последовательности действий:

подготовки бетонной смеси,
армирования изделий,
придания изделию формы,
достижения материалом нужной степени твердости,
обработки поверхности готовых элементов.

Свойства

В состав железобетона входят элементы с разными характеристиками. Благодаря их сочетанию все ЖБИ обладают следующими основными свойствами:

долговечностью,
прочностью,
пожароустойчивостью,
сейсмической стойкостью,
технологичностью,
высокой сопротивляемостью нагрузкам.

В интернет-магазине «Стройкомплект» предлагается широкий ассортимент изделий из железобетона. Ознакомиться с товаром можно здесь.

Производство ЖБИ (Владимир)

Состав железобетона. Как устроены ЖБИ

Железобетонные изделия, сокращённо ЖБИ, — это материал, широко используемый в строительстве. Сооружения из железобетонных блоков не боятся воздействия огня, долговечны и экономически обходятся дешевле, чем постройки из других строительных материалов. В его состав включено два главных элемента — бетон и арматура. Такое соединение разных по своей природе элементов позволяет получить довольно надёжный материал, который пригоден для эксплуатации в самых разных условиях. Ниже мы поговорим о том, как устроены железобетонные изделия?

Что обеспечивает высокую надёжность ЖБИ?

Секрет прочности железобетонных изделий в том, что в застывшем состоянии этот материал воспринимает на себя сжимающую силу, и чем она больше, тем он прочнее. Процесс твердения бетона приводит к его усадке, поэтому арматура в нём находится в плотно сжатом состоянии. Подобная конструкция позволяет обеспечить высокую надёжность как при растягивании, так и при сжатии. При этом уровень сцепления рифлёной арматуры с бетоном только возрастает. Вдобавок к этому, арматура, включённая в конструкцию, обладает большой устойчивостью к нагрузкам на растяжение — в 200 раз больше, чем у бетона. Благодаря такому сочетанию получается уникальный по прочности и надёжности материал.

В целом можно выделить следующие главные факторы, характеризующие надёжность ЖБИ-конструкций:

Стальная арматура выдерживает различные сжимающие нагрузки.
Бетон обладает высокой устойчивостью к механическим воздействиям и нагрузкам на растяжение.
Большие перепады температур, влияющие на арматуру и бетон, увеличивают их длину и ширину прямо пропорционально.
Рифлёная поверхность арматуры обеспечивает отличное сцепление с бетоном;
Для бетона характерен низкий уровень теплопроводности, благодаря чему арматура внутри хорошо защищена от температурного воздействия.
Внутри бетона арматура защищена от коррозионного воздействия.

Благодаря всем этим качествам ЖБИ-конструкции пользуются высоким спросом в среде капитального строительства. Подобная технология позволяет гарантировать сверхпрочность и долгий срок эксплуатации железобетона по сравнению с другими материалам. Кроме того, ЖБИ применяются во многих сферах и, по сути, они универсальны. Немаловажную роль в распространенности ЖБИ играет и доступная цена.

Состав бетона

В состав бетона входят три основных элемента: цемент, вода, заполнитель. Цемент взаимодействует с водой, благодаря чему впоследствии образуется клейкая смесь, скрепляющая зёрна заполнителя. В качестве заполнителя выступают такие ископаемые, как щебень, известняк, песок различных фракций. Благодаря им меняется структура бетона и его свойства.

Для изготовления арматурного каркаса используют стальные прутья и высокопрочную проволоку. В железобетонных изделиях выделяют рабочую и монтажную арматуру. Рабочая арматура устанавливается в низ изделия, а монтажная является каркасом изделия, то есть формирует его скелет.

Монтажная арматура служит для крепления к ней стержней рабочей арматуры и фиксации петель и закладных элементов.

Качественные ЖБ-изделия — залог надёжности будущей постройки. Кировский завод железобетонных изделий гарантирует высокую надёжность своей продукции. Мы осуществляем постоянный контроль качества, что позволяет свести процент брака до минимума. У нас вы можете приобрести различные железобетонные изделия для строительства зданий, дорог, инженерных сооружений, прокладки коммуникаций, благоустройства территории, аэродромные плиты, железобетонные сваи. Всего мы выпускаем более 3000 различных изделий.

Достоинства и недостатки железобетона

На протяжении долгого времени одним из наиболее востребованных материалов в строительной отрасли был и остается железобетон. Конструкции, изготовленные на основе этого материала, называются железобетонными изделиями (ЖБИ).

Железобетон применяют практически во всех областях строительства, начиная от глобальных промышленных объектов и заканчивая возведением частных построек.

В чем же секрет продолжительной популярности ЖБИ, и почему они пользуются большим спросом и в наши дни? Прежде всего, дело в значительных технических и экономических преимуществах в сравнении с другими аналогичными материалами. При относительно демократичной цене железобетонные конструкции отлично выдерживают долговременную эксплуатацию.

Содержание:

Положительные свойства ЖБИ
Про недостатки
Примеры железобетонных изделий
Основные виды железобетонных изделий
Типы бетона для изготовления ЖБИ

В железобетонных изделиях бетон и стальная арматура замоноличиваются, образуя единый композит. В результате оба материала работают совместно, совмещая в ЖБИ свойства стали и бетона, что позволяет получить новый высококачественный материал, в котором достоинств гораздо больше чем недостатков.

высокая прочность — устойчивость к механическим и атмосферным вредоносным воздействиям. Причем со временем прочность ЖБИ увеличивается;
высокая огнестойкость;
сейсмостойкость;
большой эксплуатационный срок;
еще одним достоинством ЖБИ является их практичность.

Детали можно создавать любой формы непосредственно на месте строительства, а расходы на уход за ними низкие.

Основной недостаток изделий из железобетона – это большой вес, что заметно затрудняет их монтаж и транспортировку. Поэтому производители стараются выпускать ЖБИ стандартного веса и размера. Также из-за внутренних напряжений, возникающих в железобетоне появляется риск образования трещин еще до эксплуатации.

Все эти недостатки не мешают ЖБИ оставаться востребованными и популярными. Именно железобетон является основным компонентом при изготовлении большого количества различных предметов. Практически каждый человек ежедневно сталкивается с разнообразными изделиями, сделанными на основе этого материала, потому что сегодня трудно найти отрасль, где бы ни использовали ЖБИ.

В процессе жизнедеятельности мы каждый день ходим по железобетонным лестницам. Возведение новых жилых и производственных зданий, строительство автомобильных и железнодорожных дорог, эстакад и мостов, прокладка инженерных коммуникаций это далеко не полный список, где применяются железобетонные изделия. Например: различные плиты и блоки, кольца, трубы, бордюры, тротуарная плитка.

Железобетонные изделия в зависимости от технологии их производства бывают следующих видов.

Монолитный железобетон – основной особенностью данной разновидности ЖБИ является тот факт, что изделие нужной формы заливается бетоном непосредственно на месте строительства объекта.

Сборные конструкции – данные изделия производятся промышленным способом и доставляются на место монтажа уже в готовом виде.
Сборно-монолитные ЖБИ — в них совмещены первый и второй продукции.

Необходимость применения любого из вышеперечисленных видов изделия принимают в зависимости от целей и условий строительства того или иного объекта.

Для изготовления самого железобетона применяют разные типы бетона, которые отличаются наличием вяжущих и специальных компонентов входящих в его состав.

Тяжелые и легкие — цементные и силикатные бетоны.
Ячеистый бетон – цемент, известь, смешанный состав.
Специальные виды бетонов – химически стойкий, огнестойкий, декоративный и т. д.

Такой широкий выбор видов бетона дает производителям ЖБИ хорошую возможность придать изделиям разнообразные, порой уникальные свойства.

Дополнительно по теме:

Как правильно установить ЖБИ кольца;
Как выбрать кольца ЖБИ;
Основные виды колец для колодцев;

Преимущества и недостатки железобетона

Железобетон один из самых популярных современных строительных материалов. Почему железобетон стал популярным среди строителей? А все дело в оптимальном сочетании цены и качества. Цены доступны, несмотря на высокое качество.

Бетон превосходно сопротивляется сжатию, но при растяжении в 12-15 раз прочность бетона уменьшается, а сталь имеет очень высокую прочность и отлично сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Основная специфика железобетона состоит в том, что при сочетании двух металлов они работают вместе вплоть до разрушения. Бетон защищает арматуру от воздействия негативных климатических условий.

В современном строительстве выделяют такие виды железобетонных изделий:

1. Монолитные ЖБИ. Особенность такого вида изделия состоит в том, что конструкция необходимой формы заливается бетоном непосредственно на стройке.
2. Сборные ЖБИ — такие изделия применяются в строительстве в готовом виде. Данный вид железобетонных конструкций изготавливается в промышленных условиях.
3. Сборно-монолитные ЖБИ (соединение элементов двух первых видов).

Данные виды железобетона изготавливаются в зависимости от цели строительства, особенностей объекта и условий строительства.

Во время капитального строительства железобетон является основным материалом, и он пользуется значительным спросом. Поэтому мы постоянно сталкиваемся с изделиями из железобетона: лестничные площадки в многоэтажных домах, мосты, различные перекрытия в домах. Во время строительства дорог используются тоже железобетонные конструкции: бордюры, специальные тротуарные плитки, разнообразные плиты, к примеру, для взлетной линии аэродрома. Во время жилищного строительства используют кольца, трубы, панели.

Возведение стен из железобетона – это легкий и дешевый способ постройки зданий. И при возведении коммерческих зданий чаще всего используют данный строительный материал, потому что это быстрый вид строительства.

Но, несмотря на популярность данного строительного материала, в его использовании есть свои преимущества и недостатки.

Преимущества железобетона:
1. Изделия из железобетона долговечны.
2. Высокая сопротивляемость атмосферным воздействиям.
3. Изделия из железобетона отличаются высокой прочностью.
4. Конструкции из ЖБИ огнеустойчивы.
5. Высокая сейсмостойкость.
6. Низкая себестоимость.

Недостатки железобетона:
1. Изделия из железобетона имеют очень большой вес.
2. Высокая тепло- и звукопроводность.
3. Трудно что-то изменить или укрепить.
4. Нужны квалифицированные рабочие для работы с таким материалом.
5. Появление трещин на бетоне.
6. Повышенные затраты во время транспортировки.

Плиты из железобетона – это самый популярный из строительных материалов как в жилищном строительстве, так и в промышленном строительстве, даже, несмотря на выше перечисленные недостатки. Плюсы просто перекрывают все минусы данного материала.

Во время изготовления железобетона используют бетон различной марки. Он бывает легким, тяжелым, специальным и ячеистым. Все эти компоненты придают железобетонным изделиям различные свойства. При возведении зданий из железобетона, обязательно следует учитывать текучесть грунта или продумать плавающий фундамент, либо не использовать такие конструкции.

Железобетон: что это и где применяется? Дон Бетон

Состав бетонной смеси довольно прост и особых изменений он не претерпевал за тысячи лет. Бетонная смесь формируется за счёт использования воды, заполнителя в виде гравия, щебёнки или песка, а также цемента. Гравий обладает более окатанными очертаниями и в роли заполнителя он надёжен, но имеет меньшую лещадность, чем щебень. Щебень отличается «рваным» краем, за счёт чего плотнее сцепляется с цементным раствором. Песок применяется в тех случаях, когда размеры гравия или щебёнки слишком велики. Малые бетонные формы предполагают использование песка, как заполнителя.

Однако, высота сооружений и, что особенно важно — строений из бетона довольно ограничена. На определённом этапе прочности бетона не хватает для обеспечения надёжности сооружения. Бетонный камень не обладает необходимой гибкостью и успешно выдерживает лишь давящие нагрузки. Чтобы возвести высотное строение, с применением бетонной смеси необходима арматура. Чаще всего армирующий материал представлен проволокой, металлическими стержнями или металлической сеткой. В зависимости от типа получаемого железобетонного изделия целесообразно использовать ту или иную арматуру.

Применение армирования превращает бетонную конструкцию в железобетон. На подготовленное основание ставится арматура и обвязывается для получения нужной конструкции — каркаса. Затем монтируется опалубка. В опалубку заливается бетонная смесь. Дальше необходимо выждать, чтобы бетон застыл. И вот, готово изделие из железобетона. Выполненные таким способом сваи, колонны, перекрытия могут выдерживать не только нагрузки, направленные на сжатие, но и нагрузки растягивающего характера. В том числе и поперечное натяжение. За счёт чего можно возводить сложные конструкции из железобетона во много этажей. Такие здания выдерживают значительные нагрузки и не обрушиваются.

Из железобетона возводятся различные строения и сооружения гражданского или военного назначения. В числе прочего сооружаются подземные переезды, мосты взлётно — посадочные полосы, промышленные строения и даже садовые дорожки. Железобетон служит дольше, если его надёжно гидроизолировать. Воздействие воды постепенно снижает качество бетонной структуры, разрушая материал. Рекомендуется гидроизолировать все элементы из бетона, находящиеся во внешней среде. Иначе бетон будет разрушаться а арматура начнёт ржаветь, что скажется на сроке службы здания и его надёжности. Железобетонные изделия применяют в строительном деле почти повсеместно ввиду их прочности и надёжности.

Огнезащита железобетона — Компания КРОЗ

Огнезащита железобетонных конструкций

Строительство при помощи железобетонных конструкций по-прежнему в нашей стране является наиболее популярным.

Для огнезащиты бетона и железобетона целесообразно применение материалов с высокой теплоизолирующей способностью и высокой паропроницаемостью для того, чтобы обеспечить медленный прогрев защищаемой конструкции, при котором диффузия паров воды, продуктов термической деструкции материала не вызывала бы значительных внутренних напряжений. Этим критериям отвечают огнезащитные штукатурки на минеральном вяжущем с легкими заполнителями: вспученными перлитом и вермикулитом или гранулами из минеральных волокон.

Штукатурки на основе легких наполнителей при небольших объемах работ могут наноситься с применением ручного штукатурного инструмента, однако наиболее технологичным процессом является оштукатуривание защищаемых конструкций методом мокрого торкретирования. Торкретирование позволяет создавать огнезащитные покрытия, точно повторяющие форму защищаемой строительной конструкции.Качество выполнения работы по нанесению огнезащитных штукатурок агрегатами циклического действия выше, чем при использовании агрегатов непрерывного действия ввиду того, что затворение и вымешивание раствора происходит в растворосмесителе более длительное время (не менее 15 минут), за это время все целевые добавки успевают раствориться и равномерно распределится по объему. В машинах непрерывного действия полимерные добавки не успевают раствориться в процессе затворения, так как смесь в камере затворения находится всего несколько минут. Наиболее неприятным следствием этого является снижение адгезии и пластичности состава, а неоднородность смеси приводит к закупориванию подающих шлангов. При работе с агрегатами циклического действия перерывы в работе могут достигать 1-2 и более часов.

Для улучшения адгезии железобетонных конструкций с огнезащитными штукатурками наша компания разработала и предлагает использовать грунт-адгезив защитный концентрированный (ГАЗ-К).

Кроме того, для огнезащиты железобетона используют вспучивающуюся высокодисперсную краску ОЗК-01 и огнезащитные покрытия Изовент^®-ПЖ и Изовент^®-УП.

Железобетон

Сервер бесплатной информации, нормативно-технической и популярной литературы для специалистов строительной и смежных отраслей, студентов ВУЗов и колледжей строительных специальностей, частных застройщиков.

Организационные, контрольно-распорядительные и инженерно-технические услуги
в сфере жилой, коммерческой и иной недвижимости. Московский регион. Официально.

Часть 1

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором выгодно сочетается совместная работа бетона и арматурной стали. Идея сочетания в железобетоне двух крайне различающихся своими свойствами материалов основана на том, что прочность бетона при растяжении значительно (в 10 … 20 раз) меньше, чем при сжатии, поэтому в железобетонных конструкциях он предназначается для восприятия сжимающих усилий; сталь же, обладающая высоким временным сопротивлением при растяжении и вводимая в бетон в виде арматуры, используется главным образом для восприятия растягивающих усилий.

Наиболее выгодно применять железобетон для строительных конструкций, работающих на изгиб (см. схему ниже):

Схема работы железобетонного элемента на изгиб

При работе таких элементов возникают два противоположных напряжения — растягивающее, воспринимаемое сталью, и сжимающее, воспринимаемое бетоном, и железобетонная конструкция в целом успешно противостоит изгибающим нагрузкам.

Взаимодействие столь различных материалов весьма эффективно: бетон при твердении прочно сцепляется со стальной арматурой и надежно защищает ее от коррозии, так как в процессе гидратации цемента образуется щелочная среда; монолитность бетона и арматуры обеспечивается также относительной близостью величин их коэффициентов линейного расширения (для бетона от 7,5 · 10^-6 до 12 · 10^-6, для стальной арматуры 12 · 10^-6).

Железобетон используется в виде сборных и монолитных конструкций. Сборные конструкции изготовляются на специальных заводах железобетонных конструкций в многократно используемых формах и средствами транспорта доставляются к месту строительства, где из них возводят здания и сооружения. Конструкции из монолитного железобетона изготовляются непосредственно на месте, в качестве форм используются различного вида опалубки. В этом случае к месту строительства подвозятся раздельно бетон и арматура. Монолитный железобетон в современном строительстве применяется все более широко.

В промышленном и гражданском строительстве достаточно часто используется сборный железобетон, позволяющий превращать строительную площадку в площадку монтажа сооружений из готовых деталей и конструкций, тем самым облегчать и улучшать условия работы строителей, особенно в зимнее время, ускорять, а иногда и удешевлять строительство. В РФ широко применяются предварительно напряженные железобетонные конструкции. В этих конструкциях свойства бетона и арматуры используются наиболее полно. Основная идея этих конструкций состоит в том, что путем искусственного предварительного обжатия бетона в тех местах конструкций, где эксплуатационная нагрузка вызывает растягивающие усилия, появление нежелательных растягивающих напряжений в бетоне отодвигается на более поздний этап загружения или даже совсем исключается. Таким образом, принципиальное отличие предварительно напряженных конструкций от обычных заключается в том, что еще до установки в эксплуатационное положение, т.е. при отсутствии внешней нагрузки, в них уже будут выгодные с точки зрения эксплуатации начальные напряжения (см. схему ниже):

Схемы предварительного напряжения железобетонных конструкций

а — предварительное напряжение в твердеющем бетоне; б -последующее напряжение в затвердевших готовых изделиях; 1 — упор; 2 — форма; 3 — натяжное устройство; 4 — анкерное устройство; 5 — стенка канала.

Конструкция рассчитывается и изготовляется так, чтобы в растянутой зоне бетон либо вообще не испытывал растягивающих усилий, либо имели место растягивающие усилия, не приводящие к появлению трещин. В предварительно напряженных конструкциях растянутая арматура и сжатый бетон испытывают более значительные нагрузки, но материал работает полнее, что позволяет изготовлять более легкие и экономичные конструкции.

Управление недвижимостью: сдача в аренду, работа с арендаторами и поставщиками услуг.
Технический надзор за подрядчиками (мастерами, специалистами), ведение документации.

2007-2021 © remstroyinfo.ru
При цитировании материалов в сети обратная ссылка строго обязательна

Армированный волокном бетон ускоряет здание | Современные решения для подрядчиков

Добавление волокна в цемент устраняет необходимость в арматуре, повышает прочность и долговечность конструкции.

«Финикс станет великим городом, когда — сказал посетитель в 1950-х годах.

Университет штата Аризона профессор инженерного дела пытается продвигать метод ускорения бесконечные строительные проекты, которые могут сократить годы до месяцев и месяцы до недель.Эксперты по транспорту говорят об экономических преимуществах, безопасности и транзите может быть огромным.

Ранее в этом году жители и предприятия на юге Феникса боролись против расширения легкорельсового транспорта в долине. систему в их окрестности. Помимо противодействия сокращению Центрального проспекта до двух полос вместо четырех, их другим возражением против проекта было 4-летнее сроки строительства.

Строительство требует времени. И чем крупнее проект, тем длиннее сроки. Большой раскоп в Бостоне — захоронение автострада через центр города — 15 лет.Трафик, поток товаров и услуги, бизнес, проводимый рядом с рабочими площадками, — все это нарушается. Волшебная пуля Барзина Мобашера сделана из армированного волокном конкретный. Мобашер и его команда придумали определенный набор расчетов. инженеры могут использовать для упрощения работы с материалом.

Ежегодно во всем мире 10 миллиардов тонны бетона: более одной тонны на каждого мужчину, женщину и ребенка на планета. Это самый дешевый материал, который можно использовать при строительстве дороги, здания и прочее.

Дизайн вращается вокруг факт, что, хотя бетон может выдерживать большое сжатие, он не может выдерживают большое напряжение. Набери на него вес, и все будет в порядке. Раздвиньте его и это нарушает. Традиционно устранение этого недостатка означало установку стальной арматуры в бетон. Инженеры предполагают, что сталь выдержит нагрузку на бетон. предполагается взять. Они полностью игнорируют проблему напряжения.

«Практически каждое строение, которое вы видите — каждое здание, каждый небоскреб, каждый мост — основано на этом предположении; не принимайте бетон на растяжение », — говорит Мобашер, профессор в Школе устойчивой инженерии и искусственной среды в Ире А.Фултонские школы инженерии.

композитов существует уже 60 или 70 лет. Вы смешиваете волокна из стали или композитов в носителе (например, бетон или эпоксидная смола) — обычно 40 фунтов волокон на 2000 фунтов бетона. Это очень прочные волокна, но тоже очень маленькие. Когда вы уменьшаете размер чего-либо, вы уменьшаете размер дефектов, которые могут возникнуть в конструкции.

Если бетон пытается треснуть, волокна перекрывают трещину и действуют как внутренние пластыри.Они держат это вместе и позволить ему нести большую нагрузку. Это механизм блокировки.

«Как я могу сделать этот дизайн с этот материал немного проще, чтобы люди и инженеры могли его усвоить и использовать это?» Мобашер говорит. «Работа, которую проделала моя команда, заключается в том, чтобы придумать процедуры, расчеты и уравнения, которые скажут вам, что если вы положите это количество волокна в вашей смеси, теперь вы можете посчитать, что весь ваш бетон напряжение, которое вы раньше игнорировали, теперь оно может нести X нагрузок.Кроме того, вы можете положить туда достаточное количество клетчатки, чтобы не добавлять арматура там … это меняет всю игру ».

Если вы строите пятиэтажный здание, каждый этаж должен быть спроектирован и построен по отдельности. Арматура должна быть вытянутыми, разложенными и связанными вместе. У вас есть материальные затраты, осмотр, трудовые ресурсы, логистика, вопросы безопасности и т. д., когда речь идет о арматуре. Сложите те затраты, и они значительны.

Теперь исключите арматурный стержень из уравнения.Если вы используете только волокна, вы сообщаете смесительному предприятию, сколько и какого типа волокна, которое вы хотели смешать с каждым грузовиком.

«Таким образом, вы избавитесь от большого количества побочные расходы », — говорит Мобашер. «Вы платите больше за материалы на фунт за фунтом, чтобы использовать волокна, но вы так много экономите на всех этих дополнительные расходы ».

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО КОНЦЕПЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТ

Mobasher решил сделать экспериментальный эксперимент в его лаборатории. Он сделал плиту из армированной волокном бетон и испытание на нагрузку на специальной машине.Параметры были: строка работает 7 дней в неделю, 18 часов в сутки, трехвагонный поезд забит под завязку приходит каждые 10 минут в течение 40 лет. Была одна загвоздка: в эксперимента, вода выветрила все из-под балки, что привело к нести весь вес самостоятельно.

Несмотря на растрескивание, демонстрация показали, что фибробетон может выдержать 2 миллиона циклов поездов движение. И трещина не разрушит всю систему. Вырежьте треснувший раздел, репорт, и это исправлено.

«В основном мы предлагаем решение снизить стоимость, уменьшить вес, сделать материал более пластичным, сейсмостойкость, устойчивость к коррозии — так что целая серия дополнительных преимуществ, которые мы получили бы », — говорит Мобашер.

Методика включает различные наборы расчетов для различных типов волокон: стальных, синтетических, стеклянных, полимерных, нейлон и другие. «Мы можем проектировать конструкции намного эффективнее, гораздо больше долговечны и фактически уменьшают зависимость от бетонных материалов », — говорит он.

Преимущества устойчивости, поскольку хорошо. На каждую тонну портландцемента — наиболее распространенного используемого типа — приходится одна тонна углекислого газа попадает в атмосферу.

«Наш углеродный след может быть значительно сокращается, если мы используем цемент эффективно », — говорит Мобашер.

Идея была давно в генезис. Американский институт бетона составляет строительные нормы для бетона. С 2012 по 2018 год Мобашер возглавлял комитет института по фибробетон.

Он работал над методологии с 2004 года. Она была принята 2-3 года назад, но прогресс был медленным.

«Гражданское строительство — это очень консервативное общество », — говорит он. «Никто не хочет, чтобы проект провалился».

Однако, по крайней мере, одно агентство Valley работает с материалом. Использовался субподрядчик с Valley Metro фибробетон на линии легкорельсового транспорта в районе АГУ.

Рам Пендьяла говорит есть огромные преимущества в ускорении строительных проектов.Пендила, ан. профессор инженерии в АГУ, преподает и проводит исследования в области планирования и проектирование мультимодальных транспортных систем.

С точки зрения транспорта, каждый строительный проект — это сочетание срыва и неприятностей, он говорит. Фибробетон может иметь преимущества по всему построенному среда.

«Время строительства — главный вопрос. в сфере транспорта, поэтому мы постоянно ищем способы ускорить выполнение проектов, свести к минимуму неудобства, сделать рабочие зоны максимально безопасными, и часть безопасности пытаясь свести к минимуму продолжительность основной рабочей зоны », — говорит Пендьяла.«Это дает преимущества как при транспортировке, так и в плане безопасности — потенциально энергетический. и выбросы, потому что у вас нет людей, которые долго простаивают в пробках.

«Тогда есть экономические аспекты Это. Каждый раз, когда появляется строительный объект, вдоль побережья появляются предприятия. коридор, которые действительно очень нервничают из-за того, как это повлияет на их чистая прибыль, потому что люди стараются избегать коридора и большого количества предприятий полагаться на попутный транспорт. Если в этой области сложно ориентироваться, предприятия действительно пострадают.Думаю, именно здесь фибробетон может обеспечить очень ощутимые преимущества от мобильности и потока трафика с точки зрения безопасности и экономической жизнеспособности ».

Для получения дополнительной информации:

Университет штата Аризона разработал новую модель Американского исследовательского университета, создав институт, который стремится к доступу, совершенству и влиянию. ASU оценивает себя по тем, кого она включает, а не по тем, кого она исключает.В качестве прототипа Нового американского университета ASU проводит исследования, которые вносят вклад в общественное благо, и ASU берет на себя основную ответственность за экономическую, социальную и культурную жизнеспособность сообществ, которые его окружают. Статья Скотта Секеля, репортера, ASU Now. Фотографии Чарли Ли / ASU Now.

Современные решения для подрядчиков, декабрь 2019 г.
Вам понравилась эта статья?
Подпишитесь на БЕСПЛАТНОЕ цифровое издание журнала Modern Contractor Solutions .

Развитие железобетона | Журнал Concrete Construction

Искусство и наука строительства из бетона имеют долгую историю, по крайней мере, с Древнего Рима. С другой стороны, разработка железобетона началась сравнительно недавно, ей едва ли сто лет. Многочисленные люди и организации в Европе и США внесли большой вклад в понимание и использование железобетона, и наша цель здесь будет заключаться в том, чтобы дать быстрый обзор некоторых важных моментов.Жан Монье, французский садовник, ничего не знавший о технике или архитектуре, уже давно получил признание за первое использование железобетона. Монье вложил проволочные сетки в бетон, чтобы изготовить прочные и долговечные горшки для деревьев и цветов, и запатентовал свой процесс в 1867 году. Позже, в 1870-х годах, Монье получил патенты на процессы строительства железобетонных труб, резервуаров, полов, прямых и арочных балок и мосты. Во время этого периода развития железобетонной конструкции многие люди представили системы, большинство из которых были запатентованы исключительно для их разработчиков и промоутеров.Одной из самых успешных систем была система, усовершенствованная Франсуа Хеннебиком во Франции, который разработал метод использования двух серий арматурных стержней. Один из рядов был прямым и лежал в нижней части бетона. Другой лежал на вершине и наклонялся ближе к центру пролета, чтобы лечь рядом с прямыми стержнями. Компания Hennebique также использовала плоские стремена для изготовления балок и плит. В то же время его метод требовал отливки плиты, балок и колонн как единого целого, и, таким образом, он получил признание за создание монолитного строительства.После внесения изменений некоторые функции системы Hennibique продолжают использоваться и сегодня. Между 1892 и 1899 годами Хеннибик и подрядчики, получившие лицензию на использование его системы, построили сотни зданий из железобетона. Большая часть экспериментов и использования железобетона проводилась методом проб и ошибок. Маттиас Коенен из Берлина, Германия, был первым экспериментатором, который вывел методы вычислений для испытаний под нагрузкой, опубликовав свой анализ своей теории изгиба на следующих предпосылках: (1) плоские сечения, перпендикулярные нейтральной оси до изгиба, остаются таковыми после изгибание; (2) напряжение пропорционально деформации; (3) между бетоном и сталью существует идеальная связь; и (4) растягивающие напряжения в бетоне не учитываются. Основная процедура Коенена по-прежнему общепринята и используется сегодня.

Две альтернативы натуральной арматуры для бетона

Бетон самый распространенный строительный материал в мире и второй по потреблению вещество после воды. В частности, железобетон преобладает в Сектор AEC, где сочетается сопротивление растягивающим и сжимающим силам. позволяет возводить высокие и длиннопролетные конструкции. Однако, несмотря на его почти повсеместное использование, железобетон имеет фундаментальное значение. Недостаток: учитывая склонность черных металлов к коррозии, это в лучшем случае временный материал, требующий постоянного ухода.В игре Concrete Planet: Странная и увлекательная история самого распространенного в мире искусственного материала (Прометей Books, 2011), автор Роберт Курланд пишет: «Если бы римляне использовали железобетон, которого у них не было, чтобы построить свои прекрасные мост в Алькантаре, Испания, мост будет к настоящему времени пришлось перестраивать как минимум 16 раз ».

Стали арматурный пруток, или арматура, имеет внутреннюю тенденцию к ухудшению, что привело к тому, что Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов) Институт стандартов и технологий) для проведения первого комплексного коррозионные исследования в начале 1970-х гг.Агентство пришло к выводу, что Армирование с эпоксидным покрытием будет работать лучше, чем незащищенная сталь. Сегодня, эта форма армирования — самая известная из используемых коррозионно-стойких сталей. в Северной Америке; другие защищенные усиления включены оцинкованные сталь, нержавеющая сталь и полимер, армированный стекловолокном. Однако новые исследования предлагают две убедительные неагрессивные альтернативы.

В Во-первых, это вариант из непрерывного базальтового волокна (CBF). CBF, разработанный в 1923 году, изготовлен из плотных и устойчивые к истиранию изверженные породы.К 1960-м годам он нашел применение в различных приложениях в США и бывшем Советском Союзе, согласно торговому изданию CompositesWorld . CBF экспонатов в 2,5 раза больше удельная прочность легированной стали и в 1,5 раза больше стекловолокна. Самое главное, он не подвержен коррозии как металл и, в отличие от стекловолокна, не подвержен коррозии. не подвержен разрушению от кислот. CBF также по своей природе огнестойкий и может использоваться с различными композитами, CompositesWorld отчеты.

ReforceTech в Норвегии разработала новая версия CBF. Армированы базальтовыми волокнами диаметром от 0,5 до 10 мм. BFRP Мини-бары состоят из волокон, обернутых полимерной смолой в форме спирали, и могут иметь длину от 20 до 200 миллиметров. Бары смешивается непосредственно с бетоном без ухудшения его удобоукладываемости, компания говорит, что снижает или полностью устраняет необходимость в армировании стали.Более того, подрядчикам не нужно учитывать точное расположение арматура и миниатюрные стержни не выступают из готовой бетонной поверхности.

Когда базальтовые волокна ReforceTech, используемые в сборной архитектурной облицовке, не только устраняют необходимость в арматуре, но также значительно снижает толщину панели. «У нас уже есть сборные железобетонные изделия в Европе, которые делают изоляционные стены панели, у которых внешняя ширина уменьшена на 1,5 дюйма от более старых Толщиной 3 дюйма », — сказал Элвин Эриксон, технический консультант компании ReforceTech в электронном письме.«Это уменьшает количество бетона, вес панели … и позволяет увеличить изоляцию и / или пол область.» В отличие от стали CBF не является теплопроводным, что позволяет ему соединять внутренние и внешние слои утепленных стеновых панелей без термического проблемы передачи.

Разработано бамбук также исследуется как альтернатива арматуре. Ранние испытания тонких образцов бамбука в бетон начался в Массачусетском технологическом институте в 1914 году.В последующие десятилетия исследователи из Высшей технической школы Штутгарта и Сельскохозяйственного колледжа Клемсона в Южной Каролине (ныне Университет Клемсона) разработали более сложные тесты. Несмотря на высокую прочность бамбука на разрыв, Клемсон в 1950 году профессор Х. Э. Гленн определил, что его склонность к гниению от влаги, насекомых и грибка, а также резкого усыхания и набухание было принципиальным недостатком материала. После записи драматического структурные разрушения в том году из-за расслоения бамбука и бетона, исследования бамбукового армирования пошли на убыль.

Дирк Хебель Исследователи Лаборатории будущих городов в Сингапуре испытывают бамбук на предмет армирования бетона.

Тестирование возобновился в последние годы в Future Cities Laboratory (FCL) в Сингапуре, на этот раз основанная на использовании плетеного бамбука. (WSB) — композитный материал, разработанный на юге Китая, устойчивый к влаге. абсорбция, набухание и разложение от бактерий и грибков. WSB также используется в напольных покрытиях, для изготовления бамбуковых стеблей продольно срезать кожицу. на тонкие пряди, которые карбонизируются и окунаются в емкость с клеем на водной основе перед горячим или холодным прессованием в формах. Полученные композитные продукты имеют в три раза большую плотность, чем натуральные. бамбук.

Такой тесты показывают многообещающие. Команда FCL во главе с кафедрой архитектуры и строительства Дирк Хебель обнаружил, что производственный процесс WSB устраняет многие из предыдущих ограничений бамбуковой арматуры в бетоне. Его команда сейчас разрабатывает спецификации для альтернативный производственный процесс WSB, который снижает потенциальный ущерб бамбуковые волокна. «Это контрастирует с производством мебели и полов в Китай », — написал Хебель в недавней статье, «Когда отдельное волокно или клетка не представляют интереса и обычно разрушается в процессе карбонизации, чтобы удалить все природные сахара в бамбуковом материале и, следовательно, быть непривлекательным для грибков и бактерий.” Команда Hebel также анализирует структуру отдельных волокон бамбука и их взаимодействие с различными адгезивами посредством процесса, называемого конфокальной флуоресцентной микроскопией.

Дирк Хебель Бетон, армированный бамбуком, из лаборатории городов будущего в Сингапуре. Дирк Хебель Бамбуковые полоски проверяются на прочность и устойчивость к растягивающим усилиям.

Использование WSB для армирования бетона имеет много преимуществ. Бамбук является быстро возобновляемым и поглощает углерод, в отличие от энергии. и углеродистой стали. Кроме того, бамбук очень доступен. ресурс в быстро развивающихся регионах, таких как Юго-Восточная Азия, где, как пишет Хебель, «потенциал бамбуковых композитных материалов, учитывая все области покрытия бамбуком, в настоящее время в 25 раз выше, чем сегодня спрос на конструкционную сталь ».

Хотя арматура стальная обычная пока никуда не денется, долгосрочная перспектива менее определена.Внутренняя склонность стали к коррозии указывает на десятилетия дорогостоящего обслуживания, а его высокая воплощенная энергия дает плохой экологическая карта показателей. Значение такие материалы, как плетеный бамбук и базальтовая микрофибра, поэтому не представлен их постепенными успехами, а скорее их долгосрочными потенциал для переопределения наиболее часто используемых в мире гибридных материалов. В результатом может стать более светлое экологическое и экономическое будущее для усиленных конкретный.

Ремонт ЖБИ

Джон Брумфилд

Последние разработки в области ремонта железобетона включают современные электрохимические методы, которые могут минимизировать вмешательство в структуру, важный фактор при реставрации здания.


	Здание Гувера, Перивейл, Лондон (построено в 1932-35 гг. ): Впечатляющий пример железобетонной конструкции, сейчас занят по Tesco

ср обычно воспринимают бетон как современный строительный материал, но он один из самых старых и прочных строительных материалов.Самый ранний известное использование пола хижины в бывшей Югославии, датируемое 5600 годом до нашей эры: позже, более заметными примерами были Великая пирамида в Гизе и Парфенон в Риме.

Хотя римляне экспериментировали с бронзовой арматурой, железобетоном в том виде, в каком мы знаем его сегодня, датируется серединой 19 века после введение портландцементного бетона в 1854 году, когда он был запатентован Джозеф Аспеден в Уэйкфилде.Армированные сталью лодки и кадки для растений были сделаны в 1850-х годах, а патент был получен в 1854 году Уильямом Уилкинсона за метод строительства несгораемых зданий с использованием лент. железа, залитого в бетон. Уилкинсон показал, что понимает там, где натяжная сталь требовалась в его плоских потолках, где стальные тросы были встроены по линии натяжения в верхние части балки над опорами и в нижних частях в среднем пролете.

Сталь имеет то преимущество, что имеет прочность на разрыв, которой не хватает бетону, и очень совместим по своим химическим и физическим характеристикам как мы увидим позже. Согласование коэффициентов теплового расширения имеет решающее значение для универсальности железобетона.

УСТАРЕНИЕ МЕХАНИЗМЫ

Нравится кладка и кирпич, железобетонные конструкции изнашиваются под атака от внешних элементов, таких как урон от замораживания-оттаивания (расширение замерзшей влаги внутри конструкции при оттаивании) и эрозии. В композитном искусственном материале, таком как бетон, есть дополнительные механизмы, вызванные большей сложностью его состава. Из Особое беспокойство сегодня вызывает реакция щелочного кремнезема в бетоне. и коррозия арматурной стали, оба из которых подвержены влиянию щелочностью портландцементного бетона. Портландцемент — это производится путем сжигания компонентов, в том числе извести, в печи и измельчения результат в мелкий порошок.При этом образуется сильно щелочной материал. который вступает в реакцию с водой и затвердевает. Когда его добавляют к грубому и мелкозернистый заполнитель и смешанный с водой, цемент соединяется с агрегатируется и затвердевает, образуя бетон. Процесс затвердевания (гидратация реакция) сложна и продолжается в течение многих месяцев, если не лет, в зависимости от количества воды в смеси. Должен быть избыток вода для удобоукладываемости, поэтому сеть пор развивается по мере сохнет.Избыток гидроксида кальция и других гидроксидов щелочных металлов присутствуют в порах, и раствор с pH от 12,0 до 14,0 образуется (pH 7,0 — нейтральный; значения ниже указывают на кислотность и щелочность. выше). Именно эта сеть пор и содержащиеся в ней растворы имеют решающее значение для долговечности бетона.

ЩЕЛОЧКА РЕАКТИВНОСТЬ КРЕМНЯ (ASR)

ASR возникает, если в смеси используются неправильные агрегаты.Некоторые кремнеземистые минералы, в том числе кварцы и опалы, вступают в реакцию с водой в щелочная среда для образования силикагеля, материала, используемого для поглощения влага. Поскольку силикагель набухает при впитывании влаги, материал может вызвать растрескивание бетона и белые мокрые отложения кремнезема появляться. Во многих случаях ASR поверхностен и безвреден, но непривлекателен. и трудно поддается лечению.Самое эффективное средство — подсушить состав.

Многие если не большинство типов бетона содержат некоторые материалы, которые являются восприимчивыми в ASR. Однако очень немногие структуры демонстрируют признаки значительного ASR. повреждение, так как реактивные агрегатные компоненты, вызывающие проблему потребляются в процессе. Те районы Соединенного Королевства, где В настоящее время широко распространены ASR, и ответственные за это карьеры были идентифицированы.

КОРРОЗИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

Хотя щелочность в пористой структуре бетона может привести к согласно ASR, высокое значение pH также обеспечивает защитное покрытие оксидов и гидроксиды на поверхности стальной арматуры. Без этот слой, который известен как «пассивная» пленка, сталь будет подвергается воздействию воздуха и влаги в порах, что приводит к быстрой коррозии.Это основная химическая причина, по которой железобетон является прочным. строительный материал. Слой прочный и самовосстанавливающийся, а он может длиться сотни лет, если поддерживать щелочность. Однако сам пассивный слой может подвергаться атаке хлоридов в соли и щелочность бетона может быть уменьшена реакцией с атмосферным углекислым газом, процесс, известный как «карбонизация».

УСТАРЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ КАРБОНАЦИИ

Двуокись углерода, которая присутствует в воздухе в количестве около 0,3% по объему, растворяется в воде с образованием слабокислой кислоты. решение. В отличие от других кислот, которые могут химически атаковать и травить поверхность бетона, эта кислота образуется в порах бетона сам по себе, где углекислый газ растворяется в любой присутствующей влаге. Здесь он реагирует с щелочным гидроксидом кальция, образуя нерастворимый карбонат кальция. Затем значение pH падает с более чем 12,5 до около 8,5. Процесс карбонизации продвигается вперед сквозь бетон, с падением pH спереди. Когда доходит до арматурной стали, пассивный слой разрушается, когда значение pH падает ниже 10,5. Сталь затем подвергается воздействию влаги и кислорода и подвержен коррозии.

Бетон внутри здания часто полностью карбонизируется без каких-либо признаков разрушения по мере высыхания бетона, оставляя незащищенными сталь проветривать, но не влагу. Проблемы видны внешне там, где бетон подвергается воздействию элементов и в определенных ситуациях внутренне, такие как кухни и ванные комнаты, где бетон подвержен конденсации или утечка воды.Особенно уязвимы внешние фасады, особенно там, где облицовочные панели имеют плохо размещенные стальные конструкции, расположенные рядом с поверхность. Карбонизация не должна проникать далеко, и бетон качество может быть низкого качества.

УСТАРЕНИЕ ИЗ-ЗА ХЛОРИДА

Соль вызывает коррозию по другому механизму. Когда растворяется в вода хлорид натрия образует универсальный высококоррозионный раствор ионов натрия (Na +) и ионов хлора (Cl-).Соль используется для защиты от обледенения. дороги и его присутствие в морской воде является серьезной проблемой для усиленных бетонные конструкции. Очень подвижные ионы хлорида рассеиваются через бетонные поры в растворе и места их контакта с армирующая сталь атакует пассивный слой. Сталь окисляется в наличие воздуха и воды для образования ржавчины объемом до в 10 раз больше потребляемой стали.Поскольку бетон имеет низкую прочность на разрыв прочность, он треснет, когда всего лишь десятая миллиметра сталь была израсходована. Образуются горизонтальные трещины, из-за которых углы « скол » и поверхности, которые могут « расслаиваться » как бетон арматуры крышка отслаивается и отваливается листами. Последствия могут быть замеченным на обратной стороне дорожных мостов и многих зданий и сооружений у моря.

ТО КОРРОЗИОННЫЙ МЕХАНИЗМ

Коррозия стальной арматуры в результате электрохимического процесса который включает обмен электронами, подобный тому, который происходит в батарее. Важная часть механизма — разделение отрицательно заряженных участков металла или анодов, где происходит коррозия и положительно заряженные области или «катоды», где безвредный заряд происходит уравновешивающая реакция (рисунок 1).На аноде растворяется железо а затем вступает в реакцию с образованием твердого продукта коррозии — ржавчины. Ржавчина образуется на границе раздела металл / оксид, заставляя ранее сформированный оксид от стали и сжимает бетон, вызывая его расколоть.

РЕМОНТ ТЕХНИКА

Если есть подозрение на коррозию стали в бетоне, обследование должны быть выполнены для выявления причины, механизма и степени коррозия.Неадекватное расследование может привести к увеличению затрат и некачественный ремонт. Существуют определенные тесты, специфичные для оценка коррозии стали в бетоне на основе электрохимических характер коррозионного процесса. Это измерение потенциала полуячейки, измерение удельного сопротивления и скорости коррозии. Дальнейшее обследование из этих методов выходит за рамки данной статьи, и прочтение Список приведен ниже для дальнейшего использования.

ФИЗИЧЕСКИЕ

Очевидно, что при возникновении коррозионного повреждения следует вырезать поврежденные участки, заменить любую сталь, ослабленную потерей сечения и положить обратно бетон хорошего качества. Однако есть несколько проблем при таком подходе:

резка вне области повреждения может остаться много участков, которые вот-вот треснут и скол
как в результате электрохимического характера процесса коррозии, ремонт действительно может привести к ускорению коррозии соседних участки, особенно с хлорид-индуцированной коррозией, так как удаление коррозии анода также вызывает потерю защитных катодов вокруг него и при обновлении материала образуются новые аноды
г. ремонт может быть визуально навязчивым, так как его очень сложно сопоставить бетон, использованный для ремонта, до цвета и текстуры оригинала, и практически невозможно получить новый материал для выветривания в так же
обширный удаление бетона требует существенной временной поддержки, добавление к сложности проекта а также к расходу
покрытия и барьеры могут быть очень эффективными, если количество хлорида глубина армирования ниже порога хлорида или если глубина карбонизации меньше глубины укрытия.Проникая герметики, такие как силоксисиланы, помогают высыхать бетон, если утечки устранены и количество прямой воды на бетон уменьшается. Они бесцветны и проникают в поверхность, не влияющая на внешний вид.

Однако, силаны не подходят для газированного бетона. Анти-карбонизация Покрытия должны перекрывать трещины на поверхности, чтобы не допустить проникновения углерода диоксид.Однако мембранные покрытия и герметики бесполезны, если коррозия уже началась, и прямое попадание воды не сводится к минимуму. Покрытия, проникающие покрытия и барьеры также могут быть эффективными. в замедлении или остановке ASR путем высыхания бетона.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ

Движение заряженных ионов и разделение анодов и катодов вдоль стали создает некоторые проблемы, но также предлагает нам некоторые решения для коррозии стали в бетоне, так как коррозия может можно остановить, сделав всю сталь катодом (рис. 1).Закончено поставив внешний анод на поверхность или вставив его в бетон (рисунок 2). Источник питания постоянного тока, известный как трансформаторный выпрямитель, затем будет пропускать ток между анодом и арматурной сталью.

Это Электрохимический подход к реабилитации может использоваться в трех различных способы: катодная защита; электрохимическая миграция хлоридов или «опреснение»; и повторное подщелачивание.

КАТОДИЧЕСКИЙ ЗАЩИТА (CP)

В этом процессе аноды, системы электропитания и управления являются постоянными, и может использоваться ряд анодов (Рисунки 3 и 4). Агрессивный анодная реакция изолирована от коррозионно-стойкого анода, в то время как На поверхности стальной арматуры происходит безвредная катодная реакция. Этот процесс создает дополнительные ионы гидроксила, восстанавливает пассивный щелочной слой и отталкивает ионы хлора.

CP был использован на сотнях железобетонных конструкций вокруг мир и имеет потенциал для сохранения исторического кирпича и каменная кладка, терракота и скульптуры, где сталь и железо использовались для обеспечения армирования или структурного каркаса.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ МИГРАЦИЯ ХЛОРИДА (ОПРЕСНЕНИЕ)

В этом процессе используется временный анод, источник питания и система контроля. подать на сталь постоянный ток 50 вольт.Положительный заряд отталкивает отрицательно заряженные ионы хлорида и восстанавливает пассивные слой в течение четырех-шести недель. Хотя менее хорошо зарекомендовал себя чем CP, метод был использован для успешного лечения более чем 50 структур в Великобритании, континентальной Европе и Северной Америке.

ПОВТОРНОЕ ПОДЛОЖЕНИЕ

Эта система является эквивалентом опреснения для газированных структур.Он основан на том принципе, что ионы гидроксила, образующиеся в Катод повторно подщелачивает бетон от арматуры наружу. Это связано с влажным анодом на поверхности, который содержит кальций. карбонат, который движется под электроосмотическим давлением и повторно подщелачивает бетон с поверхности внутрь.

Есть завершено более ста проектов повторного подщелачивания в Великобритания и на континенте.Одним из первых был ремонт Фабрика Гувера рядом с M40 в Перивале, Северо-Западный Лондон (см. иллюстрацию вверху страницы).

Эти специальные процедуры требуют консультации специалиста, чтобы проверить, что структура подходит и применяется лучшая система. Должна быть сталь непрерывность, разделение между сталью и анодами и разумным бетоном качества до того, как эти методы можно будет считать рентабельными и технически исправны для конкретной конструкции.

КОРРОЗИЯ МЕТОДЫ РЕМОНТА ИНГИБИТОРА

Недавняя разработка — пропитка ингибиторами химической коррозии. которые широко используются в энергетике, химической и производственной отрасли. В последнее время были предприняты попытки ввести эти химические вещества. в затвердевший бетон. В случае успеха они могут быть хорошими, относительно простые методы увеличения срока службы, сокращения технического обслуживания и обеспечение метода «минимального вмешательства» для замедления или остановки коррозии.

РЕЗЮМЕ

Коррозия стали в бетоне может рассматриваться как серьезная проблема для многих железобетонных конструкций при наличии влаги. Если нет соли, вызывающей кратковременную коррозию, карбонизация повлияет на большинство построек на протяжении веков. Если конструкция не может быть сухим, тогда существует ряд методов, которые можно использовать в зависимости от о конструкции, ее состоянии, а также о причине и масштабах проблемы.

Электрохимический методы могут уменьшить количество и объем заплаточного ремонта, и оставьте внешний вид неизменным с помощью датчиков, встроенных в бетон или поверхностное покрытие, в зависимости от требований и условий. Химическая пропитка ингибиторами коррозии также исследуется как дальнейший вариант.

Щелочь кремнеземная реакция — это химическая атака агрегатов в присутствии щелочности бетона и влажности.Если бетон может быть сухим, тогда ASR будет минимизирован. Большинство повреждений ASR неприглядно а не конструктивно опасным.

Рекомендуемая литература

JP Broomfield, ‘Оценка коррозионного повреждения железобетона Конструкции в Коррозия и защита от коррозии стали в бетоне , Под ред. Р Нараян Свами, Sheffield Academic Press, 1994
Катодная защита железобетона — отчет о состоянии , отчет Нет.SCPRC / 001.95, Общество катодной защиты усиленных Бетон, Лондон, 1995
CC Stanley, Основные моменты истории бетона , British Cement Association, Crowthorne, Berks, 1986

Технические отчеты Concrete Society:

№ 26 Ремонт бетона, поврежденного коррозией арматуры , 1994
№ 36 Катодная защита железобетона , 1989

Железобетонные конструкции — Structville

Бетон, возможно, является наиболее широко используемым строительным материалом в мире.Он производится из смеси цемента, песка, гравия и воды в процессе, известном как реакция гидратации. В свежем виде бетон можно заливать в различные формы и формы для достижения желаемой формы. Это одна из причин, почему это привлекательный строительный материал.

В затвердевшем состоянии бетон очень хорош на сжатие, но слаб на растяжение. Чтобы усилить эту присущую бетону слабость при растяжении, обычно вводят стальную арматуру, которая воспринимает растягивающие напряжения.Любая конструкция, состоящая из стальной арматуры, залитой в бетон, чтобы сформировать устойчивый к нагрузке композит, называется железобетонной конструкцией. Процесс определения размеров бетонных элементов и площади стали, необходимой для обеспечения хороших характеристик конструкции под нагрузкой, известен как проектирование железобетона.

Ключ к хорошим характеристикам железобетонных конструкций — это взаимодополняющее действие бетона и стали. Это комплексное, но дополняющее действие выделено в таблице ниже;

(теряет прочность при)

Свойство	Бетон	Сталь
Предел прочности на разрыв	Плохое	Хорошее
Прочность на сжатие	Хорошая воля	Хорошая воля
Прочность на сдвиг	Удовлетворительная	Хорошая
Долговечность	Хорошая	Удовлетворительная (коррозия, если не защищена)
Огнестойкость	Хорошая	Низкая температура

Посмотрев на таблицу выше, вы можете увидеть, что все перечисленные желательные свойства будут достигнуты, если объединить два материала.Конструктивное проектирование железобетонных конструкций направлено на использование различных, но взаимодополняющих характеристик бетона и стали. Некоторые из основных теоретических допущений, которые делаются при проектировании, следующие:

Сопротивление бетона растяжению равно нулю (практически не соответствует действительности, предел прочности бетона на растяжение составляет около 10% от его прочности на сжатие, но эта прочность обычно игнорируется при расчете предельного состояния по предельным состояниям)
Связь между сталью и бетоном идеальная

На основе этих предположений все растягивающие напряжения в конструкции передаются арматуре во время проектирования.Эти растягивающие напряжения передаются связью между бетоном и арматурой. Допущение идеального сцепления требует, чтобы деформация арматуры была идентична деформации соседнего бетона (совместимость деформаций). Кроме того, коэффициенты теплового расширения для стали и для бетона составляют порядка 10 x 10 ^-6 на ° C и 7-12 x 10 ^-6 на ° C соответственно. Эти значения достаточно близки, поэтому проблемы со связкой редко возникают из-за разницы в расширении между двумя материалами в нормальных диапазонах температур.

Практически, если связь между арматурой и сталью недостаточна. арматурные стержни будут скользить в бетоне, и не будет никакого сложного действия. Адекватное сцепление обеспечивается за счет детализации конструкции таким образом, чтобы арматура должным образом закреплялась в бетоне. Арматурные стержни также имеют оребрение для облегчения сцепления с бетоном.

Стержни арматуры ребристые для улучшения сцепления с бетоном

Растрескивание в бетоне является нормальным явлением, когда он подвергается растягивающему или изгибному напряжению.Это растрескивание, однако, не означает, что конструкция небезопасна, при условии, что она должным образом усилена, чтобы ширина трещины была минимальной. Если ширина трещины слишком велика, могут возникнуть проблемы с эксплуатационной пригодностью и / или долговечностью (коррозия арматуры) в конструкции.

Кроме того, когда силы сжатия или сдвига превышают прочность бетона, необходимо снова предусмотреть стальную арматуру, чтобы увеличить несущую способность бетона. Например, компрессионная арматура обычно требуется в колонне, где она принимает форму вертикальных стержней, разнесенных по периметру.Чтобы предотвратить коробление этих стержней, используются стальные вяжущие, чтобы усилить сдерживание, обеспечиваемое окружающим бетоном.

Железобетон находит множество применений в строительстве и применяется во многих конструкциях по всему миру — мостах, промышленных предприятиях, жилых зданиях, высотных зданиях, бассейнах, подпорных стенах, автомагистралях (жесткое покрытие) и т. Д. бетонная конструкция должна начинаться с понимания и поведения конструкции, которая будет спроектирована под нагрузкой.Проектировщику необходимо указать путь нагрузки (как нагрузка будет передаваться от надстройки к фундаменту).

Например, для проектирования здания конструкция может быть разбита на следующие элементы. Это то, что называется общей планировкой здания.

Балки : горизонтальные элементы, несущие боковые нагрузки
Плита : горизонтальные пластинчатые элементы, несущие боковую нагрузку
Колонны : вертикальные элементы, несущие в основном осевую нагрузку, но обычно подверженные осевой нагрузке и моменту
Стены : вертикальные пластинчатые элементы, противостоящие вертикальным, боковым или плоскостным нагрузкам
Основания и фундаменты : подкладки или полосы, поддерживаемые непосредственно на земле, которые распределяют нагрузки от колонн или стен таким образом, чтобы они могли опираться на землю без чрезмерной осадки.В качестве альтернативы основания могут поддерживаться на сваях.

Знание конструкции железобетона начинается с знания того, как спроектировать отдельные элементы, перечисленные выше. Однако важно осознавать функцию элемента в полной структуре и то, что вся структура или ее часть должны быть проанализированы, чтобы получить действия для проектирования.

Ожидается, что дизайнеры будут следовать общепринятым правилам при проектировании и детализации. Это необходимо для быстрой проверки и понимания конструкции другими инженерами.Некоторые своды правил, используемые при проектировании бетонных конструкций во всем мире:

EN 1992-1-1: 2004 — Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций — Часть 1-1: Общие правила и правила для зданий (Европейский Союз)
BS 8110-1: 1997 — Проектирование железобетонных конструкций — Правила и общие положения правила для зданий
ACI 318-19: Требования Строительного кодекса для конструкционного бетона и комментарии
IS 456-2000: Обычный и железобетонный — Практический кодекс (индийские стандарты)
CSA A23.3: 2014 — Проектирование бетонных конструкций (Канадская ассоциация стандартов)
AS 3600: 2018 — Бетонные конструкции (стандарты Австралии)

ПОЧЕМУ ЖЕЛЕЗНЫЙ БЕТОН СИЛЬНЕЕ, ЧЕМ ОБЫЧНЫЙ ЖЕЛЕЗНЫЙ БЕТОН?

Когда дело доходит до строительства коммерческого здания, которое может одинаково выдерживать стрессы времени и штормы, легко удивиться разнообразию материалов и различию между схожими вариантами звучания. Бетон, безусловно, является очень прочным строительным материалом, но некоторые формы бетона даже прочнее других.

Предварительно напряженный бетон — один из самых прочных вариантов, и вы должны понять несколько простых принципов, лежащих в основе всей этой прочности, прежде чем выбирать его для своего коммерческого здания.

Врожденные слабости бетона Все самые прочные строительные материалы в мире, включая сталь и бетон, обладают определенными типами сил, против которых они все еще слабы. Например, вы можете надавить на бетонную плиту, не повреждая ее, до тех пор, пока на небольшой площади не возникнет давление в несколько тысяч фунтов.Однако, если потянуть за кусок бетона, он повредит его с гораздо меньшим усилием. Давление на бетон называется сжимающей силой, а растягивание или изгибание бетона — растягивающей силой. Бетон не так устойчив к растягивающим силам, поэтому для противодействия этим естественным слабостям используется арматура.

Каждый тип арматуры предназначен для борьбы с определенным типом напряжения, и предварительное напряжение бетона делает его особенно устойчивым к растягивающим силам.Этот факт является причиной того, что предварительно напряженный бетон чаще всего используется на подвесных мостах, где металлические тросы постоянно натягиваются на бетон, но его можно использовать и в зданиях, а также для более надежных фундаментов, свай и несущих стен.

Не весь железобетон подвергается предварительному напряжению. Вставка металлических стержней, известных как арматура, в бетон во время его заливки является наиболее распространенной формой армирования, наряду с использованием листов металлической сетки. Стальные стержни и сетка используются, потому что сталь имеет высокую прочность на разрыв, поэтому силы передаются на металл, находящийся внутри.

Волокнистые и химические добавки также могут значительно повысить прочность бетона как в целом, так и против определенных сил. Тем не менее, ни один из этих методов не является настолько сильным, как предварительное напряжение.

Конструкции из предварительно напряженного бетона Процесс предварительного напряжения выходит за рамки простого комбинирования бетона и стали и основан на двух других их свойствах. Во-первых, бетон становится прочнее от сжатия и сжатия. Во-вторых, сталь так же прочнее, когда она растягивается и пытается вернуться к своей нормальной длине.Эти две концепции объединяются в производственном процессе, который состоит из:

Растяжение больших стальных тросов до определенного уровня натяжения между наборами опор
Заливка бетона в форму вокруг натянутых тросов
Выдержка бетона с тросами, все еще находящимися под натяжением
Отсоединение тросов, чтобы они начали тянуть назад вместе и одновременно прижимая бетон.

Этот процесс создает огромное напряжение внутри куска бетона, но именно с таким напряжением и бетон, и сталь лучше всего справляются.Внутреннее напряжение используется для уравновешивания сил, действующих на бетон. Например, натяжение тросов у основания плиты увеличивает напряжение вверх и заставляет бетон изгибаться. Если на него действует сильная сила, они уравновешиваются, а не повреждают бетон.

Предварительно напряженный бетон не требуется для каждого коммерческого проекта, но он может помочь вам создавать конструкции, которые, как вы думали, были невозможны из бетона. Эти сборные детали можно соединить вместе, как головоломку, чтобы создать кривые, колонны, арки и другие структурные формы, которые часто сложно создать с помощью одного только железобетона.Сообщите нам подробности о своем проекте, и мы в Southport Concrete Corp можем помочь вам решить, подходит ли этот материал для вашего здания.

Основы бетона в строительстве от Construction Knowledge.net

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ >> БЕТОН >>

ПЛИТЫ МАРКИ

1. Как работает бетон?
2. Каковы структурные основы бетона?
3.Что такое железобетон?
4. Что мне нужно знать о арматуре?
5. Почему количество воды так важно для бетона?
6. Что мне нужно знать об испытаниях бетона?
7. Как мне получить конкретную работу?
8. Какие документы общественного достояния доступны для дальнейшего использования Изучение?
9. Практические приемы и практические правила для конкретных основ:

Как работает бетон?

Современный бетон состоит в основном из четырех компонентов: портландцемента, песок, гравий и вода.Распространенное заблуждение относительно бетона состоит в том, что он сохнет и затвердевает. Фактически, гидравлический цемент вступает в реакцию с вода в химическом процессе, называемом гидратация. Например, бетон может быть помещен под воду и все равно будет переходить из жидкого состояния в твердое состояние и достичь полной прочности.

В базовую бетонную смесь можно добавить множество дополнительных ингредиентов. для того, чтобы изменить свойства получаемого бетона.Следующие В списке представлены некоторые общие добавки (добавки) и дополнительные ингредиенты и их основное назначение:

Добавки
Ускорители ускоряют гидратацию или отверждение мокрый бетон. Часто используется при более низких температурах, поэтому бетон У бригады меньше времени ожидания между укладкой и отделкой бетона.
Замедлители схватывания замедляют гидратацию или твердение влажного бетона.Часто используется при более высоких температурах, поэтому бетон тоже не схватывается быстро, позволяя бригаде отделки бетона получить надлежащие отделочные работы завершены.
Воздухововлекающие агенты добавляют и помогают распределять крошечные пузырьки воздуха по всему бетону. Эти крошечные пузырьки воздуха помогают бетону выдерживают циклы замораживания-оттаивания с гораздо меньшим растрескиванием и повреждениями.
Пластификаторы и суперпластификаторы улучшают удобоукладываемость бетон во время мокрой (или пластичной) стадии, позволяя бетону течь легче.Они особенно полезны при укладке бетона. вокруг перегруженных арматурных стержней. В качестве альтернативы пластификаторам и Суперпластификаторы можно использовать для снижения содержания воды в бетон при сохранении достойного уровня удобоукладываемости.
Пигменты изменяют цвет бетона по эстетическим причинам.
Дополнения
Летучая зола может заменить примерно половину необходимого количества портленда цемент.Летучая зола является побочным продуктом выработки электроэнергии на угле. растения, поэтому часто легко доступны и экономичны. Бетон сделан с летучей золой и портландцементом может иметь более высокую прочность и улучшенные химическая стойкость и долговечность. Использование бетона летучей золы является считается экологически безопасным, поскольку большая часть летучей золы в противном случае попадает в на свалках и энергии для производства замененного портландцемента тоже можно спасти.
Измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS или GGBFS) также может заменить часть необходимого портландцемента. GGBS является побочным продуктом процесс производства стали. GGBS получил наибольшее распространение в Европе и Азия.
Кремнезем
может также заменить часть необходимого портландцемента. Кремнеземный дым является побочным продуктом производства кремнеземных сплавов. В размер частиц микрокремнезема в 100 раз меньше, чем у Портландцемент.Silica Fume улучшает прочность бетона, абразивный износ стойкость и коррозионная стойкость к химическим веществам, особенно к соли.

Каковы структурные основы бетона?

Бетон прочен на сжатие. Так что это на самом деле означает?

Чтобы понять прочность на сжатие, подумайте о нескольких упаковках крекеры, сидящие на полу. Если вы осторожно встанете на эти пачки крекеры, ваш вес, вероятно, будет поддерживаться, но вы кладете эти сухари в сжатии.Ваш вес стремится сокрушить тех сухарики. Если вы подпрыгнете и приземлитесь на эти пачки крекеров, вы увеличьте прилагаемое усилие и, возможно, раздавите крекеры. Ты сможешь заставили крекеры потерпеть неудачу при сжатии.

А теперь попробуйте прыгнуть по бетонному тротуару. Тебе придется прыгать красиво высокий, чтобы тротуар прогнулся под вашим весом. На самом деле ты вероятно, не смог бы заставить этот тротуар обрушиться на сжатие. Вот почему бетон так часто используется в строительстве.Но на этом история не заканчивается со сжатием.

Возьмите веревку и потяните в любом направлении. Вы только что положили натянуть струну. Если вы можете натянуть достаточно сильно, веревка будет потерпят неудачу в напряжении, щелкнув. Бетон, при этом довольно прочный в сжатие, быстро выходит из строя при растяжении из-за растрескивания. Резистивный прочность бетона на сжатие составляет около 4000 фунтов на квадрат. дюйм, в то время как сопротивление растяжению бетона, вероятно, составляет менее 400 фунтов на квадратный дюйм.Как правило, сила натяжения бетон составляет менее 10% от его прочности на сжатие.

Строители в прошлом понимали эти свойства бетона и камень и обычно используются эти материалы только в сжатии. Так стены могут быть бетонными и каменными, как и фундаменты, поскольку оба в первую очередь сопротивлялись нагрузкам сжатия вниз.

Арки — интересная структурная форма, потому что арки также действуют полностью в сжатии.Поэтому арки над окнами в старых постройках может быть бетон или камень, потому что нагрузка переносится на арку удерживая конструкцию в сжатии, чтобы трещины растяжения не возникали в бетон или камень. Потолки в виде бочкообразных сводов на самом деле всего три. размерные арки, поэтому они также работали только как элементы сжатия.

Однако если арка над окном станет слишком плоской, она остановится. работая как арка, нижняя часть члена будет в напряжении.Итак, регулярные трещины в бетоне внизу луч, рядом с центром, в этом сценарии. Затем растрескивание вызывает балка выйти из строя. Этот пример показывает, как бетон разрушается при растяжении, что традиционно было основным недостатком конструкции для бетона.

При рассмотрении инженерного использования материалов более подробно понимание Базовый структурный анализ помогает.

Что такое железобетон?

В середине 1800-х годов строители начали добавлять сталь в бетон, чтобы носить его с собой. силы натяжения.Этот железобетон стал феноменально популярный строительный метод. Есть несколько причин, по которым комбинация арматуры и бетона работает так хорошо:

Коэффициент теплового расширения аналогичен для бетона и стали, поэтому, когда железобетон замерзает или нагревается, два материалы сжимаются и расширяются аналогичным образом. Если они этого не сделали, комбинация со временем разорвется на части.
Связь между арматурными стержнями (арматурой) и бетоном сильный и эффективный. Арматурный стержень имеет деформации поверхности (гребни) до еще больше улучшить эту связь. Благодаря прочной связи бетон эффективно передает нагрузки на сталь и наоборот.
Когда цементная паста контактирует со стальной арматурой, она образует нереактивная поверхностная пленка, препятствующая коррозии. Эта пассивация процесс помогает арматуре от коррозии внутри железобетона.
Расположение арматуры в конструкции зависит от области применения. Простые балки и плиты часто имеют арматуру только на растяжение (нижняя сторона. Когда непрерывная балка перекрывает колонны, напряжение находится в верхней части балки, поэтому арматура необходима в верхней части балка над опорами колонн.

Опоры колонн интересно рассмотреть. Многие люди не знают где сторона напряжения существует на опоре.Как простой способ помните, протяните левую руку ладонью вверх. Теперь возьмите указательным пальцем правой руки и воткните в середину протянутая ладонь. Слегка сложите левую руку, как будто реагируя на направленная вниз сила указательного пальца. Вставьте фото сюда. Легко увидеть кожа в нижней части левой руки становится натянутой (переходит в натяжение) и кожа на верхней части ладони становится морщинистой (переходит в сжатие).Следовательно, нижняя часть простой бетонной опоры находится в напряжение прямо под колонкой. Таким образом, арматурный стержень должен быть ближе к низу. основания.

Важно, чтобы арматурная сталь имела достаточное бетонное покрытие. так что бетон сцепляется с арматурой и позволяет бетону и сталь, чтобы действовать вместе как монолитная конструктивная единица. Бетон крышка также защищает арматурную сталь от чрезмерной влаги или химическая коррозия.Строительные нормы и правила Американского института бетона рекомендует следующее.

Правила для арматуры по расстоянию до края бетона	Минимум Бетонное покрытие
Бетон, залитый на землю и постоянно незащищенный от земли	3 «
Формованный бетон, подверженный воздействию земли или погодных условий: № 5 бар и меньше	1 1/2 «
Формованный бетон, подверженный воздействию земли или погодных условий: стержни № 6 — № 18	2 «
Формованный бетон, не подверженный воздействию земли или погодных условий: плиты, стены, балки: стержни № 14 и № 18	1 1/2 «
Формованный бетон, не подверженный воздействию земли или погодных условий: плиты, стены, балки: № 11 и стержни меньшего размера	3/4 дюйма
Формованный бетон, не подверженный воздействию земли и погодных условий: балки и колонны:	1 1/2 «

Здесь может оказаться полезным простой обзор конструкции из железобетона.Бетон — это материал с высокой прочностью на сжатие и низким пределом прочности. сила. Сталь как материал превосходит бетон 10: 1 при сжатии. прочность и 100: 1 прочности на растяжение. Однако сталь стоит около 50. центов за фунт, в то время как бетон стоит около 2 центов за фунт. Таким образом в экономичной конструкции из железобетона для выдерживания напряжения используется сталь напряжения в элементе конструкции и бетоне, чтобы выдержать сжатие стрессы.

Железобетон необходимо проектировать с небольшим внимание уделено расширению и сжатию. Конечно, все здание материалы имеют некоторую степень расширения и сжатия, но с железобетон, эти силы могут буквально сломать бетон отдельно.

Два дополнительных свойства конструкции из железобетона, которые Инструктору по строительству полезно знать о ползучести и усталости.Опять же, все элементы конструкции должны иметь дело с ползучестью и усталостью, но бетон может быть очень сильно изменен этими явлениями.

Что мне нужно знать о арматуре?

Количество арматуры, используемой в типовых конструкциях, составляет небольшой процент от количество бетона. Например, в большинстве балок для несущие силы натяжения при изгибе. В колоннах можно использовать арматуру до 6%, отчасти потому, что арматурный стержень несет как растягивающие, так и осевые силы.С арматура стоит намного дороже бетона, эффективное инженерное проектирование сводит к минимуму использование арматуры.

Арматура занимает центральное место в железобетоне, поэтому базовое понимание помогает. Важно знать различные размеры: стержень №3 составляет 3/8 дюйма в диаметр стержня №7 составляет 7/8 дюйма в диаметре и т. д. Простое практическое правило для Размеры арматурных стержней: размер арматурного стержня должен быть разделен на 8 для диаметра. в дюймах.

Арматура	Диаметр	Вес / фут
№ 2	2/8 «или 0.25 «	0,167 фунта
№ 3	3/8 дюйма или 0,375 дюйма	0,376
# 4	4/8 дюйма или 0,5 дюйма	0,668
# 5	5/8 дюйма или 0,625 дюйма	1.043
№ 6	6/8 «или 0.75 «	1,502
№ 7	7/8 дюйма или 0,875 дюйма	2,044
№ 8	8/8 дюйма или 1,0 дюйма	2,67
№ 9	9/8 дюйма или 1,125 дюйма	3,4
№ 10	10/8 «или 1.25 «	4.303
№ 11	11/8 дюйма или 1,375 дюйма	5,313
№ 14	14/8 дюйма или 1,75 дюйма	7,65
№ 18	18/8 дюйма или 2,25 дюйма	13,6

Как отмечалось выше, элемент конструкции нуждается в арматуре, чтобы выдерживать напряжение в железобетоне.Таким образом, для основания нужна арматура на снизу, для простой балки или плиты требуется арматура снизу и т. д. также обычно используется для контроля усадки бетона. Как бетон застывает со временем он продолжает сокращаться. Большая часть усадки происходит в первые несколько часов, затем в первые несколько дней усадка меньше. В усадка продолжается вечно, но количество изменений становится меньше и меньше.

Помимо усадки при отверждении, бетон будет расширяться или сжимаются в результате изменения температуры (как и все материалы, в некоторой степени).Поэтому дополнительную арматуру часто используют в структурный элемент и называется «Температурная сталь». Эта арматура помогает контролировать растрескивание бетона из-за усадочных трещин от затвердевания или от перепады температуры.

Обычно можно увидеть №4 на расстоянии 12 дюймов по центру, №3 на расстоянии 12 дюймов. по центру или даже №3 на 18 дюймов по центру, как термостойкая сталь. А Начальник строительства должен иметь возможность ознакомиться с чертежами усиленного бетонные элементы и понимать, какая арматура является конструктивной. и это термостойкая сталь.

Часто полевые решения принимаются в отношении прохождения труб и каналов через конструктивные элементы, мешающие установленному количеству арматуры. Хотя в идеале эти решения должны приниматься Инженер-конструктор, руководитель строительства должны хорошо разбираться в структура, чтобы знать, когда спрашивать. Простая заповедь: «Когда сомневаешься, всегда спрашивайте инженера-строителя », — легко сказать, но не особо практично, когда руководитель строительства принимает сотни решений в день.В Мудрый руководитель строительства понимает, почему и как использовать арматуру.

Для того, чтобы арматурные стержни находились в нужном месте в железобетонные, стержни часто приходится изготавливать по специальному формы. Как правило, специалист по деталировке стали рисует производственный чертеж, на котором схематическая информация из структурного чертежа и показывает фактические длина стержня, изгибы, зазоры и т. д. для фактического изготовления и установки бары.Эти чертежи магазина должны быть внимательно изучены Строительный супервайзер для проверки соответствия, конфликтов и ошибок.

Как только начнется просмотр рабочих чертежей арматурной стали, возникнут вопросы с заделкой и стыковкой стержней. Железобетон конструкции обычно отливаются отдельными сегментами, но целиком конструкция должна действовать как единое целое. Строительные швы создают место, чтобы остановить заливку бетона, но часто это важно для напряжения в стальной арматуре, переносимые через конструкцию соединение.В этом случае арматурные стержни проходят через строительный шов и приправа с решетками с другой стороны. Слишком долгое использование стыковка неэкономична, потому что сталь стоит намного дороже бетона. Минимальное количество стыков стержней должно быть описано на конструктивных чертежах и фактические стыки показаны на рабочих чертежах арматурной стали.

В недавнем прошлом на конструктивных чертежах было принято указывать Нахлест прутка диаметром 40 для всех стыков.Опыт показал, что просто решение быть в некоторых случаях излишне консервативным и приводить к сбою в работе другие случаи. Следовательно, значительно более сложный набор правил были адаптированы для сращивания стержней. Это важно для строительства Руководитель хотя бы понимать терминологию Американского института бетона (ACI) правила сращивания арматуры.

Еще один полезный факт для арматуры касается маркировки, которая должна быть на ней. каждый бар.Начальник строительства должен понимать маркировку, чтобы иметь возможность взять кусок арматуры и узнать стан, на котором он производится, размер стержня и вид и марка стали. На рисунке ниже показано, где расположены эти маркировки. найдено на арматуре.

Почему количество воды так важно для бетона?

В бетонных работах важно понимать, что вода цементная. соотношение.Минимальное количество воды, примерно 25% от веса цемент, должен быть добавлен для химической гидратации бетонной смеси. В тем не менее, фактический процесс смешивания требует от 35% до 40% воды для проработать процесс смешивания, добраться до фактического цемента и вызвать эффективное увлажнение.

На практике, однако, для увеличения удобоукладываемость бетона. Так почему это важно, если много вода в бетонной смеси? Любая вода выше теоретического идеала 25% не используется в процессе химической гидратации.Следовательно Излишек воды остается в бетоне, пока бетон застывает. Над Со временем эта избыточная вода испаряется из бетона, и остаются пустоты. Эти пустоты ослабляют бетон, снижая прочность и увеличивая растрескивание.

Водоцементное соотношение имеет значение для инженера, но почему Забота инспектора строительства? Каждый, кто укладывал бетон, знает, сколько легче укладывать текучий, более жидкий бетон, чем более сухой конкретный.Существует тенденция добавлять воду в смесь, когда она готова к быть размещенными, чтобы бетон лучше текал. На самом деле, если бетон не течет должным образом, он может неправильно окружать арматурный стержень (вызывая плохое сцепление с арматурой), или он может не течь должным образом по формам (вызывая пустоты и участки, требующие ремонта). Вставить фото.

Итак, на стройплощадке часто бывает конфликт:

Добавьте воды в бетонную смесь, чтобы она лучше текла, но ослабла качество бетона (прочность и трещиностойкость)
или
Не добавляйте воду в бетонную смесь, чтобы водоцементное соотношение, но работать над укладкой бетона и, возможно, имеют значительные пустоты.

Простой ответ: никогда не добавляйте воду на стройплощадке в бетон, но это ответ игнорирует реальность дилеммы размещения. Часто это сложное решение, с инженерами-строителями, строителями, Спецификации, Бетонный Бригадир и другие, имеющие входные данные. Его важно, чтобы инспектор по строительству хотя бы знал об этой проблеме для каждого укладка бетона и понять, как будет принято решение о добавлении воды обработано.

Что я должен знать об испытаниях бетона?

Тест на оседание бетона был создан, чтобы помочь последовательно измерить удобоукладываемость бетона. «Удобоукладываемость» бетона — важная коэффициент для укладывающих бетон. Правильно обработанная бетонная смесь течет и правильно заполняет форму, оставляя минимальные пустоты на форме лицевой стороной и полностью окружает арматурный стержень для создания связи.

Тест на падение должен быть знаком большинству рабочих на строительстве. сайт. Влажный бетон помещают в стальной конус и кладут на неабсорбирующая поверхность, при этом более широкая часть конуса направлена вниз. Затем стальной конус снимается, позволяя влажному бетону стекать. немного опускаться, в зависимости от дизайна микса. Сухая смесь может только осесть От 1 до 2 дюймов. Обычно указанный спад составляет около 4 дюймов. Опускание с 6 до 7 дюймов может достигается за счет использования высокоэффективных восстановителей воды (суперпластификаторы).Специальные смеси для перекачки бетона имеют тенденцию высокие просадки.

Еще одним важным испытанием для бетона является цилиндр. испытание на сжатие. Прочность бетона обычно называют его 28-дневным сроком. прочность на сжатие. Почему 28 дней? Что такое волшебство в 28 днях? Ничего такого. 28-дневный период для испытание бетона на сжатие — произвольное время выбран, чтобы обеспечить единообразие процедур тестирования. Таким образом, 28 день прочность на сжатие бетона стала стандартом в промышленность.Таким образом, если для бетонной балки указано значение 4000 фунтов на квадратный дюйм, это означает, что фактически уложенный бетон должен иметь сжатие. прочность выше 4000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней. Поскольку прочность бетона продолжает увеличиваться с течением времени, стандартный период времени для бетонных измерение прочности необходимо.

Бетонные цилиндры, изготовленные для определения прочности в течение 28 дней. также могут быть сломаны раньше и содержат полезную информацию.Цилиндры обычно нарушается через 7 дней, которые обычно развиваются около 75% 28-дневная сила. Было бы неплохо узнать на 3 недели раньше, есть ли проблема с бетонной партией.

Разрыв цилиндров через 3 дня также может дать полезные данные. Если опорная плита была размещена, 3-дневные перерывы в бетоне можно использовать для Определите, будет ли безопасна разборка или формы и опоры для форм. Так разрывы бетонных цилиндров дают много полезной информации.

Основы изготовления цилиндров должны понимать Строительный супервайзер. При укладке влажного бетона цилиндры 6 дюймов в диаметром и высотой 12 дюймов заполнены бетоном и тщательно консолидированы (см. Изготовление бетонных цилиндров для испытаний). Эти цилиндры затем отверждаются, надеюсь, в условиях, аналогичных отверждению. условия для основной заливки бетона. Бетонные цилиндры затвердевают в несколько часов и сохранены для будущего тестирования.

Это испытание заключается в помещении цилиндра в машину, которая нажимает на верхнюю и нижнюю части цилиндра, добавляя осевое усилие, пока цилиндр дробит. Количество силы, необходимое для раздавливания цилиндра. становится прочностью на сжатие для этого цилиндра.

В качестве примера: Примечание: сделайте расчеты чернилами на бумаге и отсканируйте в документ в виде отдельного файла.

——————————————
Для бетонного образца, разрушенного через 28 дней

Цилиндр имеет диаметр 6 дюймов, поэтому его площадь равна 3.14 x Диаметр в квадрате / 4

A = 3,14 x 6 x 6/4

A = 28,26 квадратных дюймов

Если сила, необходимая для разрушения цилиндра, составляла 97 500 фунтов

Тогда прочность на сжатие составляет 97 500 фунтов / 28,26 квадратных дюймов. = 3450 фунтов на кв. Дюйм
——————————————

Начальнику строительства также необходимо обратить внимание на заботу и хранение бетонных испытательных цилиндров между моментами их изготовления и сломан.Несколько лет назад при строительстве пристройки к здание канализационной насосной станции, строитель складирует бетон испытательные цилиндры внутри насосной станции для защиты от агрессивных Погода. Когда через 28 дней цилиндры были сломаны, предположительно 4000 Пропускная способность бетона на сжатие составляла всего 2500 фунтов на квадратный дюйм. Говорить сразу начали сносить новые бетонные стены и указание пальцем на ответственность началось.Керновое отверстие было взято из стена и бетон прошли испытания, значительно превышающие требования в 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Так что же случилось? Кажется, никто не задумывался о том, что постоянно вибрирующий пол насосной подойдет для процесса установки конкретный. Мораль этой истории заключается в том, что бетонные испытательные цилиндры вызывают достаточно проблем по проекту, чтобы у инспектора строительства был ясный, согласованный план их изготовления, хранения, разрушения и составление отчетов.

Как получить бетон на работе?

Бетон можно смешивать на месте или покупать у продавцов в Ready Mix. грузовики. Бетон готовой смеси содержит ингредиенты, смешанные в готовой смеси. завод по заданному рецепту для требуемой смеси. Преимущества Готовая смесь бетона — это единообразие в обращении с сырьем. (ингредиенты), опыт поставщика в том, как конкретный дизайн смеси выполнит (3 дня силы, 28 дней силы, работоспособность и т. д.) а также удобство. К недостаткам бетона Ready Mix можно отнести следующее: длительное время вождения (если завод находится далеко от строительной площадки), при котором бетон становится менее обрабатываемым, трудности с получением бетона при время и количество, которые необходимы и стоимость.

Бетонные заводы используются на крупных строительных объектах, чтобы замешать бетон на месте. Преимущества серийных заводов на стройплощадке: возможность получать бетон в нужное время и в необходимом количестве, исключая вопросы, связанные с поездкой, и стоимость.Недостатки бетонных заводов количество оборудования, рабочей силы и места на рабочем месте, необходимое для изготовления процесс работы и возможные проблемы с качеством бетона, так как смешивание дизайн не будет иметь большого предыдущего опыта.

Конечно, для очень небольших бетонных проектов бетон можно смешивать на на стройплощадке вручную или в переносных бетономешалках. Его важно понимать, что бетон, смешанный таким образом, вряд ли быть таким же однородным, как и готовый бетон, из-за различий, присущих процесс:

Измерение (часто выполняемое лопатой) будет гораздо менее точным.
Уровни влажности в песке и гравии будут неизвестны (таким образом добавляется воду в смесь).
Водоцементное соотношение будет определяться ощущениями, а не измерение.

Эти проблемы не означают, что бетонная смесь на стройплощадке будет недопустимо, только то, что качество бетона будет намного больше переменная, чем у готового бетона. Следовательно, конструкция Супервайзер должен соблюдайте осторожность при разрешении смешанного бетона на стройплощадке, если окончательные характеристики бетона имеют решающее значение (т.е. если бетон 4500 фунтов на квадратный дюйм необходим для бетонные колонны или если трещины в полу будут серьезным проблема).

Если на стройплощадке необходимо смешать небольшое количество бетона, информация, представленная на рисунке 1.14, должна быть полезной. Вставить рисунок 1.14.

Какие документы общественного достояния доступны для дальнейшего изучения?

Это министерство армии США Полевое руководство по бетону и кладке прекрасно объясняет Основы бетона и кладки.Это 323 страницы цифр, основные объяснения и инструкции по выполнению работы. Если вы несколько новичок в строительстве, найдите время и просмотрите этот отличный ресурс. Официальное название — FM 5-428 армии США.

Еще одно замечательное руководство по строительству, которое покрывает некоторые конкретные элементы установки ВМС США Учебный курс для строителей Том №1. Официальное название этого 332 ресурс страницы — Builder 3 и 2, Volume # 1, NAVEDTRA 14043.

Военно-морской флот США опубликовал главу о арматуре в своей книге «Сталевар». Том 2 учебного пособия, в котором есть полезная информация. Названный Учебное пособие для сталеваров Том 2, официальное название — НАВЕДТРА. 14251, ноябрь 1996 г.

Министерство обороны США подготовило учебный документ на 59 страницах, в котором хорошие детали стыков и руководства по проектированию для понимания бетонных полов. Названный Бетонный пол Плиты на уклоне, подверженном большим нагрузкам, официальное название — UFC 3-320-06A, 1. Март 2005 г.

Учебное руководство ВВС США по бетонным конструкциям — это учебное пособие на 39 страницах, которое обучает нескольким базовым конкретным навыкам. Это найдено в Пакет квалификационных тренировок ВВС по конструкционному бетону.

Протеиновый пенообразователь FOAM X итальянского качества