Объем шпалы железобетонной: Железобетонные шпалы: вес, длина, размеры

сколько весит один экземпляр, длина и ширина изделия

За весь период существования железных дорог они всегда нуждались в шпалах, изготовленных из разных материалов. Одним из них был камень, но он быстро вышел из обихода, так как качество изделия было невысоким. Еще применялись смоляные деревянные шпалы. Но и у них есть определенный срок эксплуатации. Сегодня лучшими являются железобетонные конструкции. Вес железобетонной шпалы составляет около 270 кг, что создает трудности при эксплуатации.

Области применения

Железобетонные шпалы используются при возведении железнодорожных путей, при монтаже фундамента. Их применяют в условиях, когда необходим особо прочный материал, который выдерживает природные условия и механическое давление. При соблюдении технологий изготовления, срок эксплуатации нередко достигает шестидесяти лет. Стандартная длина железобетонной шпалы — 2,7 м.

К особым преимуществам можно отнести:

• Большой срок эксплуатации.
• Высокую устойчивость при различных нагрузках.
• Слабое гниение.
• Небольшую цену.
• Простую укладку и монтаж.
• Отсутствие особых условий эксплуатации.
• Удобство при перевозке материала.

Хоть железобетонные шпалы прочны, долговечны и не требуют особых условий использования, есть у них и отрицательные моменты:

• Изделия нужно периодически осматривать, так им присуще усталостное разрушение.
• Отвечая на вопрос, сколько весит железобетонная шпала, можно точно сказать, что в одиночку их уложить не получится. Возникает потребность в специализированной технике. Монтаж производят шпалоукладчиками.
• При эксплуатации нужно применять специальные упругие прокладки, которые снижают жесткость материала.
• Еще изделиям необходима изоляция из-за высокой электропроводности.

Типы изделий

Железобетонные экземпляры можно разделить на различные типы по стойкости, качеству, размеру и т. д. Существуют изделия двух сортов:

• Первосортный материал.
• Опора второго сорта. Отличие от первого сорта состоит в том, что стойкость этих изделий невысокая, а габариты не требуют высоких геометрических расчетов.

По типу крепления бывают три вида материала: Ш-1, Ш-2, Ш-3. Первый вариант использует клеммно-болтовое соединение, крепящееся к опоре при помощи болта и прокладки. Второй — нераздельное крепление. Третий тип схож со вторым, с незначительными изменениями соединения.

Также опоры делят по виду электрической изоляции: изолированные и без изоляции.

Технология изготовления

Шпалы изготавливают различными путями в зависимости от сферы использования. Конечно, существуют стандарты, указывающие на то, сколько весит жб шпала, какова ее длина и ширина. Всего бывает четыре типа создания изделия.

Первый тип — карусельный, с извлечением формы. Смесь изготавливают и заливают в специальные формы, где все застывает и уплотняется. Когда раствор схватывается и достигает максимальной прочности, опоры вытаскивают. Чтобы получить изделие существуют специальные кассеты, где размещаются шесть опор.

При изготовлении также используют арматуру, придающую смеси требуемое сцепление и напряжение. По окончании процесса производства производится извлечение формы для дальнейшего производства.

Вторая методика изготовления — линейная. Она предполагает использование линейной технологии с применением конвейерного производства. Причем на конвейер устанавливают формы, длина которых достигает 100 метров. Емкости прикрываются специальными устройствами с боковой стороны, служащими для передачи напряжения на арматуру. Когда раствор схватывается, на поверхность бетона передается напряжение.

Третий вариант — демонтаж шаблона с дальнейшим напряжением. Этому виду изготовления шпал присуще использование шаблонов, в которые вставляются стальные прутья. Для этого формы наполняют раствором и уплотняют. По мере схватывания в смесь вставляется арматура. Через определенный промежуток времени форму и шаблон вытаскивают.

И последний тип — демонтаж форм с предварительным напряжением. Эта технология похожа на третий вариант, только здесь используют вместо штырей рамы, которые создают напряжение в растворе.

Использование в строительстве и ЖД

Основное назначение железобетонных шпал — это использование их при строительстве железнодорожных путей. Основные особенности при возведении:

• Опоры и рельсы должны устанавливаться на предварительно подготовленный грунт, который обычно состоит из песка, щебня и почвы.
• Для установки шпал в отведенное место приходится применять специальную технику, так как поднять человеку такое изделие тяжело. Кроме того, значительно сокращается время установки и снижаются материальные затраты на организацию труда.
• Чтобы шпалы служили долго, их нужно время от времени проверять: осматривать крепление и прокладку.
• Если вовремя не обнаружить поломку крепежной детали, то на шпалах могут появиться трещины, что приведет к полной поломке материала.
• По прошествии срока эксплуатации шпалу утилизируют при помощи щековой дробилки. Полученный состав используют при засыпке ям.

Железнодорожные шпалы приходится периодически ремонтировать — заделывать отколовшиеся части, трещины, выбоины. Причем во время ремонта движение поездов не останавливается, рабочий участок просто ограждают соответствующим знаком. В общих чертах ремонт бывает четырех видов:

• Капитальный.
• Обычный.
• Подъёмный.
• Реконструкционный.

Нередко отработанные железобетонные шпалы используют при возведении фундамента дома или дачи, экономя средства. Стоит отметить, что построить огромный коттедж или другое массивное здание на основе бывших в употреблении шпал не получится из-за высокого удельного веса строений.

Использовать при возведении постройки можно как железобетонные изделия, так и деревянные. Однако у первых есть несколько весомых преимуществ:

• Служит фундамент из железобетона более 50 лет.
• Стоимость возведения фундамента значительно ниже постройки из других материалов.
• Бывает, что ЖД материал можно получить бесплатно, так как его списывают.
• Конструкция получится более прочной и мощной, в отличие от деревянного фундамента.

Точно сказать сколько весит бетонная шпала нельзя, но уложить их вручную будет тяжело.

Возведение фундамента

Фундамент из железобетонных материалов берет на себя нагрузку от давящего на него строения и распределяет ее равномерно по всей поверхности почвы. Для создания опорного изделия необходимы следующие материалы:

• Шпалы.
• Щебень и песок.
• Бетон.
• Скобы из металла, штифты.
• Спецтехника.
• Мастика, рубероид.
• Лопаты, рулетка, уровень.
• Штыри.

Самый популярный вид фундамента — ленточный. Он предполагает проведение земляных работ: расчистку местности, куда входит снятие дернового слоя и разметка будущего строения. После подготовки площадки приступают к откапыванию траншей. Их глубина должна составлять 80−100 сантиметров. А для более крепкого основания копают достаточную для трех шпал ширину.

Как только траншеи будут готовы, можно приступать к засыпке подушки с применением таких материалов: песок, мелкий щебень, мелкофракционный гравий. Высота подушки должна быть не меньше 30 сантиметров.

Далее идет заливка бетона. Перед началом процедуры из досок делают специальную опалубку, которая выступает в роли формы. Внутрь этой опалубки устанавливают арматурные прутья и закрепляют их проволокой. После того как арматурный слой готов, его заливают бетоном. Затем всю конструкцию оставляют в покое на две недели.

По прошествии этого срока сверху на бетон укладывают слой рубероида. На него кладут железобетонные шпалы. Следом по всему объему идет арматурный слой, а затем все опять заливают бетоном.

ШПАЛЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ. Описание, технические характеристики – ГК РОСАТОМСНАБ

Задать вопрос

Железобетонные шпалы – главное составляющие железнодорожных путей.
В настоящие время, они получили широкое применение в отличии от деревянных шпал. В железнодорожном пути опору укладывают на верхнее строение балластного слоя, что создаёт устойчивость в взаимном расположении рельсовых нитей. Давление воспринимаемое от промежуточных скреплений или от рельсов, передается на балластный слой (пошпальное основание). Основным преимуществом является создание наилучшей равно упругости рельсовых опор. Наряду с этим шпалы более устойчивы к гниению, а так же имеют большую прочность при смятии. Срок эксплуатации железобетонных шпал при ежедневной нагрузке достигает в среднем до 50 лет.
Практика показывает, что движения поезда по железобетонным шпалам, более плавное, при этом отмечается создание наилучших условий для работы бесстыкового пути вследствие большой поперечной устойчивости.
Изготовление шпал осуществляется непосредственно с требованиями указанными в ГОСТ.
Существует ряд основных технических характеристик производства железобетонных шпал.

• Длина — 2700 мм.
• Ширина — 300 мм.
• Высота — 230 мм.
• Устойчивость к морозу – не ниже F200
• Категория бетона – не менее B40 (М500)

Железобетонные шпалы представляют собой достаточно сложную конструкцию, которая подвержена различным погодным условиям, а так же эксплуатируется с ежедневными чрезвычайными нагрузками.
Железобетонные шпалы современного типа – цельнобрусковые из напряженного железобетона, армированные высокопрочной проволокой, полностью удовлетворяющие ТУ 5864 – 019 — 11337151-95 и ГОСТу 10629-88.

Классификация ЖБ шпал:

• ЖБ шпалы Ш 1-1 (угол наклона упорных кромок подрельсовых площадок в шпалах 55 град.o) применяются для раздельного клеммно — болтового скрепления КБ с болтовым прикреплением подкладки к шпале. Производятся они из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В40 (М500). Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200 (Мрз200). Для бетона шпал применяется щебень (из природного камня или гравия) фракция 5-20 мм. ГОСТ 10629-88.

• ЖБ шпалы Ш 1-2 (угол наклона упорных кромок подрельсовых площадок в шпалах 72 град.o) используются для раздельного клеммно — болтового скрепления КБ с болтовым прикреплением подкладки к шпале. ГОСТ 10629-88.

• ЖБ шпалы Ш 2-1 применяются для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления БПУ с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале. ГОСТ 10629.

• ЖБ шпалы Ш 3 используются для нераздельного клеммно-болтового скрепления ЖБР65 с болтовым прикреплением рельса к шпале.

• ЖБ шпалы ШС-АРС применяются для анкерного рельсового скрепления.

• ЖБ шпалы Ш 1-16*5 — шпалы с высокопрочной проволочной арматурой периодического профиля диаметром от 3 до 5 мм.

• ЖБ шпалы Ш 1-4*10 представляют собой шпалы с высокопрочной стержневой арматурой периодического профиля диаметром стержней от 7 до 12 мм.

Для шпал широко используется в качестве арматуры стальная проволока периодического профиля. При этом к ее диаметр должен составлять 3 мм, а сама проволока иметь вид класса Вр. Число проволок в номинале шкалы составляет 44, при чем каждая натянута с особым усилием 8,1 кН. В отличии от трещино — стойкости, геометрические параметры и качество бетонных поверхностей разделяют на две категории: первая и вторая. Осуществление укладки на подъездных путях, а также на стационарных и малодеятельных производиться шпалами второго сорта. Причем поставка происходит только при согласии потребителя.
На рельсах Р65 имея скрепление КБ, наработка тоннажа составляет минимум 2000 млн т брутто. Объем дефекта железобетонных шпал при общем выходе и ремонта всех видов не превышает 5-6 % после пропуска 1,0 млрд т брутто.
Наиболее значительную экономию играет перекладка старых железобетонных шпал снятых с путей 1-ой и 2-ой категории при капитальном ремонте, на пути 3-4-го классов и подъездные пути промышленных предприятий.
При транспортировке железобетонных шпал необходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 13015-2003, так же это требование напрямую относиться и к методам хранения. Хранить шпалы необходимо в штабелях при этом ряды должны быть строго горизонтальные и подошвой вниз т.е в рабочем положении. Штабель должен быть высотой в 16 рядов, но не больше! Так же под шпалы и между ними необходимо уложить деревянные подкладки. Между шпалами их располагают в углублениях. Минимальная толщина подкладок составляет 50 мм. Допустимо отклонение применения деревянных прокладок с сечением минимально 40х40 мм, но лишь с согласованием потребителя.
Транспортировка производиться в полувагонах или на грузовом авто. Недопустимо транспортировка разных марок в одном вагоне либо кузове авто.
Изготовитель железобетонных шпал осуществляет гарантийный срок эксплуатации 3 года с момента укладки их на железнодорожные пути.

Задать вопрос

Ш 1-1 по стандарту: ГОСТ 10629-88

Шпала железобетонная Ш 1-1 представляет собой симметричное цельнобрусковое изделие с переменным сечением в поперечнике, имеющее две площадки под установку рельсов и отверстия для крепления с ними. Используют данные конструкция для укладки железнодорожных путей любой категории, при этом шпала работает на создание устойчивого взаимного расположения рельсов, восприятие нагрузок от рельсов, передачу нагрузки на балластное основание (или на бетонное — в метрополитене). Шпалы подразделяются на два сорта. Отличается второй сорт от первого более низкими показателями трещиностойкости, качественными показателями бетонных поверхностей, четкостью линейных параметров и регламентировано их использование на малодеятельных участках (подъездные, станционные пути). Почти полвека назад железобетонные шпалы начали массово вымещать деревянные, обладая явными преимуществами, такими как: большая прочность на смятие и поперечная устойчивость, обеспечивают плавное движение поездов, неподверженность гниению и сгоранию, долгий эксплуатационный срок.

Расшифровка маркировки изделия

Марки железобетонных конструкций наделяются в соответствии с рабочими чертежами и должны выдерживаться на заводе, в спецификациях к заказу и на самих изделиях. Они состоят из буквенных и цифровых индексов, разделяемых дефисом. Рассмотрим маркировку Ш 1-1, из которой видно, что:

1. Ш — шпала,

2. 1 — раздельное клеммно-болтовое рельсовое скрепление типа БПУ,

3. 1 — индекс, характеризующий вариации исполнения подрельсовая площадки.

Согласно принятым нормам, первый этап маркировки производится после заливки шпалы в форму, штампованием по плоскости не застывшего изделия. Указываются аббревиатура производителя (маркируются все изделия), вторая цифровая пара — год выпуска (маркируется не меньше двадцати процентов от партии). Заканчивают маркировку после просушки конструкций, ставя печать ОТК несмываемой краской и ею же нумеруя партию. Детали II сорта отмечаются краской в виде поперечных полос, в местах ближе к торцам изделия.

Производство и материалы

Из-за круглогодичного воздействия погодных условий и постоянных многотонных нагрузок при эксплуатации железнодорожных путей, производство железобетонных шпал Ш 1-1 необходимо выполнять в заводских условиях с систематическим пооперационным контролем над качеством, с соблюдением ГОСТ 10629-88. При изготовлении данного монолитного изделия применяется тяжелый бетон с показателями:

а. марка не ниже M500;

б. класс В40 по прочности на сжатие;

в. морозостойкость — маркой от F200.

В изделии конструктивную прочность усиливает предварительное напряжение стальной арматуры из проволоки класса Bр. Количество прутьев в изделии 44 (допустимое отклонение до 2 штук).

Приемка железобетонных шпал проводится партиями по результатам приемо-сдаточных и периодических испытаний. На готовых конструкциях недопустимы такие дефекты, как: бетонные наплывы в местах для установки рельсов, в проемах под болты, мешающие их установке и ввинчиванию, трещины.

Транспортировка и хранение

Шпалы Ш 1-1 перевозят и складируют в виде штабелей (не выше 16 горизонтальных рядов), с положением только подошвой вниз. Под нижнее изделие и между слоями изделий в штабеле помещают разделительные инвентарные бруски в углублениях, впоследствии предназначенных под рельсы.

Транспортирование конструкций возможно как в автомобилях, так и полувагонах, оборудованных крепежными и опорными приспособлениями, для обеспечения шпалам полной неподвижности и безопасности движения.

Уважаемые покупатели! Сайт носит информационный характер.
Указанные на сайте информация не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ).
Стоимость и наличие товара просьба уточнять в офисе продаж или по телефону 8 (800) 500-22-52

ГОСТ 10629-88 «Шпалы железобетонные предварительно напряженные для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия»

типы, технология производства и монтаж

За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

Определение

Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

• приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
• для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
• изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

Вернуться к оглавлению

Где применяются?

В наше время все хотят сэкономить — б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.

Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

• длительный срок службы;
• достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
• отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
• стойкость к различным механическим нагрузкам;
• невысокая ценовая категория;
• монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
• не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
• за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

• Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
• Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
• Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
• Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

Вернуться к оглавлению

Типы

Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

• Опора первого сорта.
• Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

• Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
• Ш-2 нераздельного вида крепления.
• Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

• изолированные;
• неизолированные, без изолирующих вкладышей.

Вернуться к оглавлению

Технология производства

Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

• Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
• Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
• Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
• Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

Вернуться к оглавлению

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

• Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
• Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
• Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
• Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
• Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

• капитальный;
• средний;
• подъемочный;
• реконструкцию.

По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Использование железобетонных опор актуально во всем мире, спрос на такие изделия растет постоянно. Ведь опоры из железобетона, несмотря даже на их большой вес, имеют несравнимую прочность, надежность и долговечность.

А стоимость материалов и несложность изготовления изделий повышает популярность применения железобетонных шпал в мире строительства.

Режимы отказа и критерии приемки железобетонных железобетонных шпал на основе испытаний на динамическую нагрузку

[1]
EN 13230-1 Железнодорожные приложения — Путь — Бетонные шпалы и опоры — Часть 1: Общие требования, CEN Брюссель (2010).

DOI: 10.3403/30165244

[2]
EN 13230-2 Железнодорожные приложения — Путь — Бетонные шпалы и опоры — Часть 2: Предварительно напряженные моноблочные шпалы, CEN Брюссель (2010).

DOI: 10.3403/30165247

[3]
М. Кармазинова, Й. Мельчер, Й. Флориан и Й. Веселы, «Динамические и усталостные испытания шпал B03» (в разделе под рельсом), доклад о проведении и оценке испытаний, разработанных для «ŽPSV Inc.Компания (оригинал на чешском языке), Технологический университет Брно — строительный факультет, Брно (2011 г.).

[4]
Дж.Веселы, М. Кармазинова и Й. Флориан, «Динамические и усталостные испытания моноблочных шпал PB76» (в разделе под рельсом), отчет о проведении и оценке динамических и усталостных испытаний, разработанных для компании «ŽPSV Inc.» (оригинал на чешском языке) ), Технологический университет Брно — строительный факультет, Брно (2014).

[5]
Дж.Мельчер, Полномасштабные испытания стальных и деревянных конструкций: примеры и опыт, Оценка конструкции — роль крупномасштабных и полномасштабных испытаний, E & FN SPON, Лондон (1997) 301-308.

.

Экспериментальное и эмпирическое время до коррозии железобетонных конструкций при различных условиях твердения

Железобетонные конструкции, особенно в морской среде, обычно подвергаются воздействию высоких концентраций хлоридов, что в конечном итоге приводит к коррозии встроенной арматурной стали. Общее время коррозии таких конструкций можно разделить на три этапа: периоды начала коррозии, растрескивания и повреждения. В данной статье эмпирически и экспериментально оценивается ожидаемое время коррозии железобетонных конструкций.Перед испытанием испытанные образцы железобетона были подвергнуты десяти альтернативным методам отверждения, в том числе горячим, холодным и нормальным температурам. Периоды возникновения коррозии, растрескивания и повреждения в этом исследовании экспериментально контролировались с помощью ускоренного испытания на коррозию, выполненного на железобетонных образцах. В качестве альтернативы время начала коррозии для аналогичных образцов было эмпирически предсказано с использованием второго закона диффузии Фика для сравнения. Результаты показали, что периоды начала коррозии, полученные экспериментально, сопоставимы с периодами, полученными эмпирически.Было обнаружено, что начало коррозии происходит при первом скачке измерения тока в испытании на ускоренную коррозию, которое соответствует показанию потенциала полуячейки около -350 мВ.

1. Введение

Железобетон в суровых условиях, например, подвергающихся высокому процентному содержанию хлоридов, быстро разрушается и требует особого внимания при проектировании для продления срока его службы. Наиболее критическим фактором для этого разрушения является коррозия закладной арматурной стали [1].Коррозия требует, чтобы хлориды из противообледенительных солей, грунтовых вод или морской воды проникли через бетонное покрытие и достигли арматурной стали. Когда процентное содержание хлорида вокруг стального стержня превышает порог, необходимый для начала коррозии, начинается коррозия, за которой следует распространение по стальным стержням, что в конечном итоге приводит к потере массы и разрушению бетонного покрытия.

Проницаемость для хлоридов — важное свойство бетона, выражающееся в его устойчивости к проникновению хлоридов.Это свойство напрямую влияет на время достижения хлоридами арматурных стержней и, следовательно, на время начала коррозии. Большинство моделей, используемых для прогнозирования коррозии [2, 3], учитывают устойчивость бетона к хлоридам. Бетон с низкой проницаемостью и плотной микроструктурой продлевает время, необходимое для возникновения коррозии [4]. Фактически, общее время коррозии для железобетонных конструкций можно увеличить, используя высокопрочные или менее проницаемые бетоны [5, 6].Hooton et al. [5] протестировали влияние шести режимов отверждения на коэффициенты диффузии хлоридов трех различных строительных смесей. Они изучили влияние этих методов отверждения на время коррозии для различных бетонных покрытий с использованием прогнозной модели. Результаты их исследования показали, что состав смеси и режимы отверждения оказывают значительное влияние на коэффициенты диффузии хлоридов и, следовательно, на прогнозируемое время до коррозии [5]. Оценка проницаемости бетона для хлоридов может быть выполнена с использованием одного из следующих стандартных тестов: экспресс-тест на проникновение хлоридов [7] и / или тест на объемную диффузию хлоридов [8].Разница между двумя тестами при определении проницаемости для хлоридов незначительна [9]. В последнее время были разработаны различные модели [10] для прогнозирования времени коррозии железобетонных конструкций на основе проницаемости бетона для хлоридов. Большинство из этих моделей, например, предложенных Boddy et al. [2], рассчитайте период инициирования как функцию диффузии хлоридов через бетон, используя упрощенный метод диффузии Фика. Однако период распространения в этих моделях не связан с проницаемостью для хлоридов и обычно принимается как постоянный период, начинающийся после окончания периода инициирования.

Ehlen et al. [3] также разработали другую модель для прогнозирования времени коррозии железобетонных конструкций. Их модель была использована при разработке коммерческого программного обеспечения для прогнозирования времени начала коррозии конструкции с использованием некоторых исходных входных параметров. Эта модель похожа на более сложную модель, предложенную Boddy et al. [2]. Период инициирования в этой модели также зависит от проницаемости бетона для хлоридов. Однако он учитывает как время, так и температуру при расчете коэффициента диффузии бетона.

С другой стороны, Эль Мааддави и Судки [11] разработали математическую модель, способную прогнозировать время от начала коррозии до коррозионного растрескивания. В их модели используется закон Фарадея, чтобы связать потерю массы стали с внутренним радиальным давлением в результате расширения, вызванного продуктами коррозии. Однако их модель не учитывала никаких изменений свойств бетонной смеси (проницаемость для хлоридов) или условий твердения.

Другие исследователи сосредоточили свое внимание на измерении порогового значения хлоридов и скорости переноса хлоридов на основе экспериментальных испытаний и / или полевых результатов.Трехо и Пиллаи [12] предложили модель для прогнозирования скорости переноса хлоридов в железобетонных конструкциях на основе результатов экспериментального исследования. В их эксперименте диффузия хлоридов к стальным стержням была ускорена за счет приложения градиента потенциала через два электрода. Анод был заделан на поверхность стержня, а катод помещен в раствор хлорид-иона с концентрацией 3,5%. Начало коррозии было обнаружено путем оценки поляризационного сопротивления стальной арматуры с помощью процедуры статистического анализа.

Испытания на ускоренную коррозию широко использовались исследователями для индукции коррозии стали, залитой в бетон, за относительно короткий период времени. В этом испытании используется электрический ток вместе с раствором хлорида для ускорения процесса возникновения коррозии [13]. Хотя время начала коррозии, полученное в результате такого ускоренного испытания, может отличаться от реальных условий конструкций, его можно использовать для сравнительных исследований для оценки коррозионных характеристик различных бетонных смесей или условий твердения [14].Испытание на ускоренную коррозию широко применяется в исследованиях, оценивающих структурные характеристики корродированной арматуры в отношении сдвига, сцепления, растрескивания покрытия и прочности на изгиб [15–18]. Более того, некоторые исследователи использовали ускоренное испытание на коррозию для прогнозирования времени до коррозии на основе теории совокупного повреждения [19].

Текущее время для моделей прогнозирования коррозии является относительно новым и требует дальнейшего изучения. Кроме того, в литературе имеется ограниченное количество экспериментальных методов испытаний, позволяющих изучить время коррозии железобетона.Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы экспериментально изучить время до коррозии бетонных образцов, чтобы проиллюстрировать различные стадии коррозии в течение всего срока службы конструкции. Исследование включает сравнение между временем начала коррозии, полученным экспериментально, и временем, предсказанным вторым законом диффузии Фика. Влияние бетонного покрытия, качества бетона и условий отверждения на проницаемость для хлоридов и время коррозии бетона также изучается и обсуждается в этом исследовании.

2. Цели и значение исследования

Неизвестно, могут ли имеющиеся в настоящее время модели прогнозирования коррозии предсказать реальную стадию коррозии бетонных конструкций. Также неясно, может ли проницаемость для хлоридов, измеренная экспериментально с использованием ASTM C1556 [8], использоваться в моделях прогнозирования для расчета фактической стадии коррозии в любое время. Целью данной статьи было экспериментально измерить разное время до коррозии (периоды начала коррозии, растрескивания и повреждения) бетонных образцов с помощью метода ускоренной коррозии и сравнить результаты с результатами, рассчитанными с использованием второго закона диффузии Фика, который основан на хлоридопроницаемость бетона.Статья представляет особый интерес для проектировщиков, интересующихся временем коррозии железобетонных конструкций, поскольку в ней демонстрируются и обсуждаются различные стадии коррозии, происходящие в течение всего срока службы.

3. Экспериментальная программа

В этом исследовании использовалась самоуплотняющаяся бетонная смесь. Смесь выдерживалась в течение 28 дней при десяти различных методах отверждения, что дало десять различных качеств бетона. Программа эксперимента была разделена на две части.В первой части было отлито 50 бетонных цилиндров. Эти бетонные цилиндры использовались при испытании бетона на прочность на сжатие и проницаемость для хлоридов. Проницаемость хлоридов изучали с помощью теста быстрого проникновения хлоридов (RCPT) и теста объемной диффузии хлоридов согласно ASTM C1202 [7] и ASTM C1556 [8], соответственно. На основании результатов, полученных в результате испытания на диффузию хлорида в объеме (ASTM C1556), кажущийся коэффициент диффузии хлорида () и индекс диффузионного распада () через 28 дней были рассчитаны для десяти образцов, представляющих десять различных методов отверждения.Значения и

.

Что такое отслаивание бетона? Причины их возникновения и ремонт

Отслаивание — это откол бетонной поверхности, который часто распространяется на верхние слои арматурной стали. Выкрашивание может иметь диаметр 150 мм и более и глубину 25 мм или более, а также возможно появление более мелких сколов согласно ACI 302.1R-4. Отслаивание бетона затрагивает самые разные конструкции, включая каркасные здания, многоэтажные автостоянки, мосты, причалы, резервуары и насыпи.

При скалывании поверхность бетона остается неоднородной и изъеденной, а под ней обнажается заполнитель.Как только обнаруживается скол, его следует должным образом отремонтировать, иначе это нарушит целостность бетонной поверхности и поставит под угрозу конечную прочность элемента. Кроме того, сколы могут исказить эстетический вид конструкции.

Причины отслаивания бетона

1. Коррозия встроенной арматурной стали, потому что продукты коррозии (ржавчина) занимают больший объем, чем исходная сталь, и в результате давления бетон раскалывается.
2. Воздействие огня, из-за которого свободная вода в бетоне превращается в ствол и создает внутреннее расширяющее давление в бетоне, в результате чего бетон отслаивается.
3. Цикл замораживания и оттаивания
4. Эффект расширения щелочной кремнеземной реакции
5. Недостаточная глубина перекрытия арматуры
6. Покрытие из низкокачественного бетона поверх арматурной стали.
7. Выкрашивание стыков часто возникает из-за неправильной конструкции стыков, что приводит к растрескиванию стыков
8. Разрушение связки в двухслойной конструкции из-за разницы в усадке между слоями покрытия и основания, высыханием связующего раствора перед укладкой бетонного покрытия и т. Д.

Рис. 1. Механизм отслаивания железобетонной плиты из-за коррозии стали

Меры по предотвращению отслаивания бетона

1. В бетонных плитах перекрытия сухая резка для раннего входа помогает предотвратить отслаивание.
2. Нанесите на готовую поверхность хороший гидроизоляционный материал, чтобы вода не попала в бетон.
3. Надлежащее управление бетоном во время заливки для обеспечения надлежащего покрытия и размещения швов в правильных местах.
4. Не допускать избытка воды в бетонной смеси, так как это приводит к растрескиванию бетона.

Ремонт отслаивания бетона

Ремонт сколов бетона различается в зависимости от серьезности повреждения, типа и расположения бетонной конструкции. Это должно выполняться на основе рекомендаций применимых кодексов, таких как код ACI и BS EN 1504.

1. Чистая бетонная площадка с отслоками

Очистите ремонтируемый участок от грязи, чтобы удалить вещества, разрушающие адгезию (рис.3). Если образуются сильные пятна и грязь, может потребоваться мойка высокого давления для правильной очистки поверхности.

2. Удалите рыхлый бетон

• Удалите рыхлый и битый бетон с участка с помощью молотка и зубила.
• Иногда для надлежащей подготовки поверхности может потребоваться дробеструйная обработка или шлифовка.
• Для успешного ремонта рекомендуется удалить бетон на глубину около 3,81 см.
• Рекомендуется сильно постучать молотком по окружающему участку, чтобы убедиться в отсутствии повреждений.
• Пустотелый звук является признаком износа бетона, и его следует устранить. Это предотвратит необходимость ремонта бетона в будущем.
• Рекомендуется вырезать прямоугольную часть бетона (как показано на рис. 3), чтобы можно было выполнить ямочный ремонт и получить бетон, содержащийся в указанной области. Это дает лучшие результаты.
• Наконец, удалите пыль и мусор с помощью пылесоса.

3. Очистка и нанесение покрытия на стержни из корродированной стали

Очистите арматуру от коррозии и других загрязнений проволочной щеткой (рис.2), а затем нанесите защитное покрытие, чтобы избежать ржавчины, как показано на рис. 3.

• Рис.2: Чистка стальных прутков

  Рис. 3: Вырезание отслаивающегося бетона, удаление поврежденного бетона, очистка стальных стержней и покрытие стальных стержней

4. Нанесите смесь ремонтных материалов

• Есть множество продуктов, которые можно использовать в зависимости от размера ремонта, его глубины.
• Если глубина растрескивания меньше 1/3 толщины бетона, бетон обычно подлежит ремонту поверхности.
• Однако при повреждениях, превышающих 1/3 толщины бетона, может потребоваться установка стальных стержней и восстановление полной глубины.
• Придать шероховатость пораженной поверхности и нанести подходящий адгезионный агент для улучшения склеивания.
• После этого залатайте участок подходящей добавкой, как показано на рисунке 4.
• Лучший рекомендуемый материал для ремонта — это портландцемент или эпоксидная смола.
• Требуется подбирать заделочный материал с тепловым расширением, близким к существующему бетону.
• При наложении ямочного покрытия следует учитывать температуру окружающей среды, поскольку она влияет на материал ямочного покрытия.
• Температура окружающей среды должна быть выше 4,5 ° C.
• Повреждения проезжей части, пешеходных дорожек и других горизонтальных поверхностей можно отремонтировать с помощью цементного покрытия.
• Если пораженный участок примыкает к стыку, убедитесь, что он восстановлен должным образом, чтобы обеспечить некоторый допуск на расширение элемента.

  Рис. 4: Нанесение ремонтного материала и обработка его поверхности

5.Точн. Удара

С помощью краевого шпателя соскребите излишки продукта и нанесите последние штрихи на поверхность, чтобы выровнять ее, как показано на Рис.4.

6. Лечение

Достаточно отвердите материал, чтобы убедиться, что он приобрел необходимую прочность.

7. Нанесите краску или нанесите покрытие на отремонтированную поверхность

После полного схватывания материала нанесите краску или гидроизоляционную мембрану, чтобы избежать повторного появления сколов.

Рис. 5: Нанесите краску, покрытие или водонепроницаемую мембрану, чтобы предотвратить повторение отслаивания

.

Что такое метод ребрирования железобетонных работ?

Техника арматуры в железобетонных конструкциях — это метод правильного изготовления и размещения арматурных стержней согласно проекту и чертежам для работ ПКК.

Мы знаем, что бетон очень прочен на сжатие и слаб при растяжении. Арматурные стержни или стержни хороши при растяжении, они заделаны бетоном, чтобы использовать его свойство растяжения.

Расчет арматурных стержней для железобетонных работ выполняется ответственным инженером.Инженер предоставляет нам конкретные данные о количестве арматурных стержней, форме и размере каждого стержня для каждой работы.

Существуют различные виды нагрузок, включая растяжение, сжатие, поперечное, горизонтальное и скручивающее, которые представляют собой формы давления, против которых бетон должен показать свою прочность.

Прочность, получаемая конструкцией RCC, зависит от метода, а также от методов, которые используются для установки арматурного стержня. Арматурные стержни в основном нанесены на поверхность для обеспечения надлежащего сцепления с бетоном.

Необходимость техники переплетки железобетонных конструкций

Стальная арматура в основном делится на две категории:

• Первичная арматура или основная стальная арматура
• Вторичное армирование или распределительное армирование

Основные стальные арматурные стержни используются в конструкциях RCC для обеспечения сопротивления всем расчетным нагрузкам, проходящим через них. Вторичные арматурные стержни используются в основном из-за долговечности, а также из эстетических соображений.

Эта арматура гарантирует сопротивление на локальных участках, таких как ограниченное растрескивание. Они также обеспечивают устойчивость к напряжениям, возникающим из-за колебаний температуры.

Используемые основные стержни указанного диаметра загнуты на концах. Хомуты представляют собой усиление, расположенное сбоку, чтобы удерживать основные стержни структурных элементов, таких как балки и колонны, на месте.

Хомуты могут быть круглой, квадратной, прямоугольной, винтовой или ромбовидной формы в зависимости от поперечного сечения конструктивного элемента.Арматурные стержни в углах могут быть L-образными.

Каркас для рассматриваемого элемента конструкции должен быть правильно привязан, чтобы во время бетонирования ни один стержень не сдвинулся с места. Об этой проверке всегда следует помнить во время бетонирования, иначе она угрожает долговечности конструктивного элемента.

Арматура в основном применяется в местах соединения опалубки конструктивного элемента, а также в том месте, где новый структурный элемент должен быть скреплен с прежним.

Операции по переоборудованию железобетонных заводов

Три основные операции, выполняемые при перебазировании железобетонных строительных стержней: резка, гибка и связывание . Диаметр применяемых арматурных стержней железобетонных работ в основном колеблется от 6 до 42мм. Эти арматурные стержни поставляются с сталелитейного завода определенной длины.

Значит, при установке арматурные стержни необходимо обрезать до необходимого размера. Инженер-конструктор показывает детали гибки стержней и связанных с ними работ, на основании которых рабочие приступают к работе.Между всеми элементами арматуры осуществляется жесткое соединение с помощью стальной проволоки.

Оборудование, используемое для техники ребаринга

Оборудование, которое используется для операций по переточке, развивается со временем, так как размер стержней увеличивается. Прутки большего размера трудно обрабатывать вручную.

Использование долота и молотка было более ранней практикой, используемой для гибки прутков. Гриф фиксируется с помощью трех толстых перекладин над скамейкой для штанги.Затем сгибание выполняется вручную с помощью рычагов. Для связывания стержней использовались кусачки, привязанные стальной проволокой.

Огромный спрос на заготовки и прутки большого диаметра привел к необходимости использования станков для гибки прутков. Этот улучшенный метод помогает сократить время, затрачиваемое на обычный метод.

Различные типы оборудования для ребаринга:

Различное оборудование, используемое для повторной расточки на основе операций резки, гибки и связывания, объясняется ниже.

Оборудование для резки арматурных стержней

1. Электрические резаки для арматуры

Применяются электрические резаки, которые могут резать диаметром до 16 мм. Они потребляют энергию, чтобы разрезать прутья. На рынке доступны более высокие сорта.

2. Резак для арматуры для тяжелых условий эксплуатации

Это более совершенная версия того же самого, сверхмощные фрезы, которые могут резать прутки до 42 мм.За один раз эти резаки могут разрезать от трех до шести прутков за раз. Эти фрезы используют смазку в масляной ванне, что делает работу бесшумной. Система проста и, следовательно, удобна в использовании.

3. Нож для резки троса

Режущее полотно канаторезов изготовлено из стали с титановым покрытием. У них высокоскоростная резка. Эти фрезы используются для резки прутков диаметром до 20 мм. Они разрезают одну полосу за 8 секунд, так быстро и чисто режут.

4. Ножницы для резки арматуры

Ножницы для резки арматуры — это ножницы, используемые для резки хомутов одинакового размера в огромных количествах. Их также можно использовать для резки отрезков трубы, уголков или швеллеров.

Оборудование для гибки арматурных стержней

1. Электрические автоматические арматурогибы

Эта машина помогает гнуть прутки на месте или в мастерских, исходя из удобства.Машина бесшумная. Действует только во время процедуры гибки.

2. Радиально-гибочные станки со спиральным кольцом

Этот станок используется для получения радиуса прутков большего диаметра. Он имеет вращающиеся ролики, один из которых регулируется для удержания стержней.

Оборудование для обвязки арматуры

Как и машины для резки арматуры, машины для обвязки арматуры также доступны, как ручные, так и автоматические.

1. Ручная машина для связывания арматуры

Ручная арматура имеет вес нетто от 680 до 700 грамм, что позволяет использовать ее для связывания различных размеров стержней. Их размер в основном находится в диапазоне 300 мм x 25 мм. Они дешевы и подходят для любых рабочих и погодных условий.

2. Автоматическая машина для связывания арматуры

Существуют автоматические машины для связывания арматуры, которые могут помочь в связывании прутков диаметром до 32 мм. На каждую ничью требуется 16 секунд.Эти станки для переточки могут облегчить выполнение большого объема работ в течение ограниченного времени. Этот метод не влияет на качество и эффективность.

Есть много агентств, которые предоставляют услуги по гибке, резке и связыванию прутков на основании предоставленных им спецификаций. Эти поставщики также сообщают, должна ли бетонная опалубка быть полностью или полностью возведена, прежде чем они будут готовы поставить стяжные стержни в соответствии со спецификацией.

Безопасность при переналадке

Во избежание травм стержни, намеренно выдвинутые для дальнейшей работы, должны быть закрыты пластиковыми крышками или «пластинчатыми крышками».Существуют определенные шляпки, называемые шляпками грибов, которые также могут быть предоставлены, чтобы избежать царапин или травм.

Подробнее:

Типы оборудования для растяжки арматуры, резки и гибки

Методы оценки количества арматуры в конструкции ПКК

Детализация армирования проемов (вырезов) плит ПКК

Шаг арматуры в стержнях ПКР

Требования к конкретному армированию бетона

Покрытие арматуры и проверки предварительного бетона

.