Объем внутренний бетонного кольца: Размеры, вес и объем бетонных колец 1, 1,5, 2 м

Частые вопросы — выбор бетонных колец

Категория: Консультации.

Чем подтверждено качество Вашей продукции?

Ответ:

Качество нашей продукции подтверждено сертификатами качества и протоколами испытаний. Эти документы мы можем предоставить Вам в любое время, по Вашему запросу.

Какую нагрузку выдержит бетонное кольцо?

Ответ:

Бетонные кольца — не просто формованная бетонная конструкция. Для придания им прочности используется металлическая арматура или проволока различного сечения. Благодаря этому, бетонные кольца выдерживают значительные нагрузки как в вертикальном приложении вектора воздействующей силы (от других колец, установленных сверху), так и горизонтальном — качественные бетонные кольца с легкостью выдерживают любые нагрузки от пучинистого грунта в осенне-зимний период и служат десятилетиями.

А вот большинство кустарно изготовленных бетонных колец «сложится» даже если просто положить их набок — под собственным весом. Такие же неприятности грозят Вам при покупке бетонных колец изготовленных недавно — когда бетон еще не успел набрать необходимую прочность. С такими кольцами нужно обращаться аккуратно до набора прочности. Обычно — это 28 дней с даты формовки. Впрочем, достаточная конструкционная прочность будет достигнута уже через 14 дней, а устанавливать кольца в котлован (с помощью крановой техники) можно уже на четвертый-пятый день. Все это, разумеется, относится только к бетонным кольцам, изготовленным на качественном оборудовании, с обязательной вибро-формовкой и контролем качества.

Вопрос: как посчитать необходимый объем септика?

Ответ:

При проведении расчета септика из бетонных колец нужно учитывать несколько факторов. Первый и самый главный — количество жильцов в доме. Второй — количество камер в планируемом септике. На втором факторе остановимся чуть подробнее. Дело в том, что классическое понимание септика предполагает наличие как минимум двух ёмкостей. «Септик», состоящий всего из одной ёмкости обычно не что иное как выгребная яма, и фактического отстоя и очистки сточных вод в такой емкости не производится. Исходя из вышесказанного, все рассчеты в этом ответе применимы только к септикам, состоящим минимум из двух емкостей.

И, наконец, расчет должен учитывать санитарные нормы. Самым важным параметром в них является то количество дней, которые поступившие в приёмную (первую) емкость септика стоки пребывают в отстойнике, где проходят первичную очистку — отстой взвеси и воздействие анаэробных бактерий. Объём септика из бетонных колец должен быть подобран таким образом, чтобы поступившие стоки находились в приёмной емкости минимум 3 дня. Это значит, что при ежедневном сбросе 600 литров, объём только первичной емкости должен быть не менее 1800 литров.

Сам рассчет же можно производить тремя способами:

• Простым сопоставлением исходных данных. Например, усредненное водопотребление семьи из 2-3 человек составляет те же 600 литров в сутки. Стоит учитывать, что максимальный сброс в сутки может быть значительно большим, например, для домов с ванной и горячим водоснабжением установлен максимальный предел в 350 литров на человека. Сюда входят и бытовые стоки и сток стиральных и посудомоечных машин. Соответственно, на каждого дополнительного жителя дома нужно добавить 200 или более литров в день, и на основании этих данных можно вполне безошибочно выбрать объём септика из бетонных колец
• для более детального обоснования объёма септика можно воспользоваться формулой
  Здесь: W – расчетный объем установки, куб.м;

  t – срок хранения осадка, сут.;

  C – концентрация взвесей на выходе из септика, мг/л;
  N – нормативный показатель водоотведения на одного человека, л/сут;
  T – температура стоков, С°;
  Q – расход стоков, куб.м/сут.

  Температуру стоков принимают в следующих значениях:

  зимой – десять градусов;
  летом – пятнадцать.

  Этот метод будет полезен тем, кто жедает произвести расчет с детальным обоснованием выбранного объема

• И наконец, есть вариант относительно простой формулы, которая, по сути является вариацией метода, предложенного первым в данном списке
  V = n * Q * 3/1000

  Значения элементов:

  V – объем септика в м3;
  n – количество человек, постоянно проживающих в доме;
  Q – объем расхода воды на одного человека в сутки;
  3 – длительность цикла очистки сточных вод, в днях (согласно СНиП).

Из скольки емкостей должен состоять бетонный септик?

Ответ:

Септик из бетонных колец обычно состоит из 2-3 емкостей. Первая (приёмная) ёмкость должна иметь самый большой объем

«Септик», состоящий всего из одной емкости, является, по сути, всего лишь выгребной ямой, стенки которой изготовлены из жби колец, так как никакой очистки сточных вод (кроме первичного отстоя) в такой емкости организовать невозможно. 2-3 емкости в септике и призваны обеспечить необходимую длительность пребывания стоков в очистном сооружении, обеспечивают неплохую очистку вод (благодаря последовательному отстою и водействию бактерий на стоки).

Вопрос: Как узнать внутренний объем одного кольца?

Ответ:

Узнать объем одного бетонного кольца, которое представляет собой полый цилиндр достаточно просто. Для этого нужно воспользоваться формулой: V=π r2 h, где

V — объём цилиндра
π — Число Пи = 3,142
r2 — квадрат радиуса основания цилиндра
h — высота цилиндра

В случае расчета для бетонного кольца, внутренним диаметром 1,5 м и высотой 0,89 м мы получим следующий результат при начальных данных:
π — Число Пи = 3,142
r2 — квадрат радиуса основания цилиндра, Радиус равен половине диаметра, а значит в нашем случае — 0,75 м, а квадрат этого числа = 0,5625
h — высота бетонного кольца — 0,89 м
Расчет приобретает следующий вид:
V=3.142*0.5625*0.89 = 1,573 м3
Таким образом — внутренний диаметр бетонного кольца КС15-9 равен 1,573 м3.

В нашем каталоге Вы найдете данные для всех бетонных колец и монтажных комплектов колодцев из представленного ассортимента. Данный расчет может быть Вам интересен только на этапе выбора объёма внутреннего пространства колодца, например, когда Вы хотите подсчитать «запас» емкости септика из бетонных колец.

Как правильно выбрать диаметр колец для колодца на воду?

Ответ:

Здесь все немного проще, по крайней мере серьезных расчетов проводить для выбора диаметра колец для колодца на воду не придётся.

Диаметр колец подбирается исходя из нескольких факторов.

• Потенциального дебета водоносного слоя, на который Вы собрались копать колодец. Узнать можно, например, у близлежащих соседей. С высокой долей вероятности, Ваш колодец будет откопан на ту же глубину, что и у них, и если Вашим соседям хватает воды при диаметре колец 1 м — скорее всего хватит и Вам.
• Планируемого водопотребления. Колодец не просто источник воды — это и резервуар. И если водопотребление большое, а вода в колодец собирается долго, возможны неприятные ситуации, связанные с «сухим ходом» установленного насоса. Частично нивелировать воздействие малого дебета помогает выбор колец большого диаметра, ведь они способны накопить больший объем воды в то время, когда Вы не пользуетесь водоснабжением.
• Ну и вопрос финансовых затрат, конечно не последний. В зависимости от глубины колодца (и глубины залегания вод), Вам понядобится от 3-4 до 12-15 полноразмерных (высотой 900 мм) бетонных колец (глубже колодцы строить можно, но слишком затратно). При этом цены на бетонные кольца различного диаметра значительно различаются.

Какие доборные элементы мне понадобятся для септика?

Ответ:

Септик, представляет собой изолированную емкость. Это значит, что для каждого резервуара септика (обычно их 2-3), помимо бетонных колец выбранных размеров, Вам потребуется:

• Днище колодца — предотвратит попадание неочищенных стоков в грунт
• Плита перекрытия — поможет установить на верхнее кольцо емкости бетонные кольца меньших размеров (диаметра) — КС7 для формирования горловины колодца в промерзающем грунте
• Кольца КС7 — для формирования горловины колодца
• Кольца опорное КО- для установки люка
• Люк канализационный

Какие доборные элементы мне понадобятся для колодца?

Ответ:

Если Вы строите колодец на воду, то дополнительные наборные элементы Вам скорее всего не понадобятся. В таком сооружении не нужно днище, горловина колодца из более узких колец, в большинстве случаев доставит только неудобства, а плита перекрытия с легкостью может быть заменена деревянной конструкцией необходимого размера.

Метки: Бетонные кольца

Бетонные кольца в Нижнем Новгороде

Категория: Консультации.

Чем подтверждено качество Вашей продукции?

Ответ:

Качество нашей продукции подтверждено сертификатами качества и протоколами испытаний. Эти документы мы можем предоставить Вам в любое время, по Вашему запросу.

Какую нагрузку выдержит бетонное кольцо?

Ответ:

Бетонные кольца — не просто формованная бетонная конструкция. Для придания им прочности используется металлическая арматура или проволока различного сечения. Благодаря этому, бетонные кольца выдерживают значительные нагрузки как в вертикальном приложении вектора воздействующей силы (от других колец, установленных сверху), так и горизонтальном — качественные бетонные кольца с легкостью выдерживают любые нагрузки от пучинистого грунта в осенне-зимний период и служат десятилетиями.

А вот большинство кустарно изготовленных бетонных колец «сложится» даже если просто положить их набок — под собственным весом. Такие же неприятности грозят Вам при покупке бетонных колец изготовленных недавно — когда бетон еще не успел набрать необходимую прочность. С такими кольцами нужно обращаться аккуратно до набора прочности. Обычно — это 28 дней с даты формовки. Впрочем, достаточная конструкционная прочность будет достигнута уже через 14 дней, а устанавливать кольца в котлован (с помощью крановой техники) можно уже на четвертый-пятый день. Все это, разумеется, относится только к бетонным кольцам, изготовленным на качественном оборудовании, с обязательной вибро-формовкой и контролем качества.

Вопрос: как посчитать необходимый объем септика?

Ответ:

При проведении расчета септика из бетонных колец нужно учитывать несколько факторов. Первый и самый главный — количество жильцов в доме. Второй — количество камер в планируемом септике. На втором факторе остановимся чуть подробнее. Дело в том, что классическое понимание септика предполагает наличие как минимум двух ёмкостей. «Септик», состоящий всего из одной ёмкости обычно не что иное как выгребная яма, и фактического отстоя и очистки сточных вод в такой емкости не производится. Исходя из вышесказанного, все рассчеты в этом ответе применимы только к септикам, состоящим минимум из двух емкостей.

И, наконец, расчет должен учитывать санитарные нормы. Самым важным параметром в них является то количество дней, которые поступившие в приёмную (первую) емкость септика стоки пребывают в отстойнике, где проходят первичную очистку — отстой взвеси и воздействие анаэробных бактерий. Объём септика из бетонных колец должен быть подобран таким образом, чтобы поступившие стоки находились в приёмной емкости минимум 3 дня. Это значит, что при ежедневном сбросе 600 литров, объём только первичной емкости должен быть не менее 1800 литров.

Сам рассчет же можно производить тремя способами:

• Простым сопоставлением исходных данных. Например, усредненное водопотребление семьи из 2-3 человек составляет те же 600 литров в сутки. Стоит учитывать, что максимальный сброс в сутки может быть значительно большим, например, для домов с ванной и горячим водоснабжением установлен максимальный предел в 350 литров на человека. Сюда входят и бытовые стоки и сток стиральных и посудомоечных машин. Соответственно, на каждого дополнительного жителя дома нужно добавить 200 или более литров в день, и на основании этих данных можно вполне безошибочно выбрать объём септика из бетонных колец
• для более детального обоснования объёма септика можно воспользоваться формулой
  Здесь: W – расчетный объем установки, куб.м;

  t – срок хранения осадка, сут.;

  C – концентрация взвесей на выходе из септика, мг/л;
  N – нормативный показатель водоотведения на одного человека, л/сут;
  T – температура стоков, С°;
  Q – расход стоков, куб.м/сут.

  Температуру стоков принимают в следующих значениях:

  зимой – десять градусов;
  летом – пятнадцать.

  Этот метод будет полезен тем, кто жедает произвести расчет с детальным обоснованием выбранного объема

• И наконец, есть вариант относительно простой формулы, которая, по сути является вариацией метода, предложенного первым в данном списке
  V = n * Q * 3/1000

  Значения элементов:

  V – объем септика в м3;
  n – количество человек, постоянно проживающих в доме;
  Q – объем расхода воды на одного человека в сутки;
  3 – длительность цикла очистки сточных вод, в днях (согласно СНиП).

Из скольки емкостей должен состоять бетонный септик?

Ответ:

Септик из бетонных колец обычно состоит из 2-3 емкостей. Первая (приёмная) ёмкость должна иметь самый большой объем

«Септик», состоящий всего из одной емкости, является, по сути, всего лишь выгребной ямой, стенки которой изготовлены из жби колец, так как никакой очистки сточных вод (кроме первичного отстоя) в такой емкости организовать невозможно. 2-3 емкости в септике и призваны обеспечить необходимую длительность пребывания стоков в очистном сооружении, обеспечивают неплохую очистку вод (благодаря последовательному отстою и водействию бактерий на стоки).

Вопрос: Как узнать внутренний объем одного кольца?

Ответ:

Узнать объем одного бетонного кольца, которое представляет собой полый цилиндр достаточно просто. Для этого нужно воспользоваться формулой: V=π r2 h, где

V — объём цилиндра
π — Число Пи = 3,142
r2 — квадрат радиуса основания цилиндра
h — высота цилиндра

В случае расчета для бетонного кольца, внутренним диаметром 1,5 м и высотой 0,89 м мы получим следующий результат при начальных данных:
π — Число Пи = 3,142
r2 — квадрат радиуса основания цилиндра, Радиус равен половине диаметра, а значит в нашем случае — 0,75 м, а квадрат этого числа = 0,5625
h — высота бетонного кольца — 0,89 м
Расчет приобретает следующий вид:
V=3.142*0.5625*0.89 = 1,573 м3
Таким образом — внутренний диаметр бетонного кольца КС15-9 равен 1,573 м3.

В нашем каталоге Вы найдете данные для всех бетонных колец и монтажных комплектов колодцев из представленного ассортимента. Данный расчет может быть Вам интересен только на этапе выбора объёма внутреннего пространства колодца, например, когда Вы хотите подсчитать «запас» емкости септика из бетонных колец.

Как правильно выбрать диаметр колец для колодца на воду?

Ответ:

Здесь все немного проще, по крайней мере серьезных расчетов проводить для выбора диаметра колец для колодца на воду не придётся.

Диаметр колец подбирается исходя из нескольких факторов.

• Потенциального дебета водоносного слоя, на который Вы собрались копать колодец. Узнать можно, например, у близлежащих соседей. С высокой долей вероятности, Ваш колодец будет откопан на ту же глубину, что и у них, и если Вашим соседям хватает воды при диаметре колец 1 м — скорее всего хватит и Вам.
• Планируемого водопотребления. Колодец не просто источник воды — это и резервуар. И если водопотребление большое, а вода в колодец собирается долго, возможны неприятные ситуации, связанные с «сухим ходом» установленного насоса. Частично нивелировать воздействие малого дебета помогает выбор колец большого диаметра, ведь они способны накопить больший объем воды в то время, когда Вы не пользуетесь водоснабжением.
• Ну и вопрос финансовых затрат, конечно не последний. В зависимости от глубины колодца (и глубины залегания вод), Вам понядобится от 3-4 до 12-15 полноразмерных (высотой 900 мм) бетонных колец (глубже колодцы строить можно, но слишком затратно). При этом цены на бетонные кольца различного диаметра значительно различаются.

Какие доборные элементы мне понадобятся для септика?

Ответ:

Септик, представляет собой изолированную емкость. Это значит, что для каждого резервуара септика (обычно их 2-3), помимо бетонных колец выбранных размеров, Вам потребуется:

• Днище колодца — предотвратит попадание неочищенных стоков в грунт
• Плита перекрытия — поможет установить на верхнее кольцо емкости бетонные кольца меньших размеров (диаметра) — КС7 для формирования горловины колодца в промерзающем грунте
• Кольца КС7 — для формирования горловины колодца
• Кольца опорное КО- для установки люка
• Люк канализационный

Какие доборные элементы мне понадобятся для колодца?

Ответ:

Если Вы строите колодец на воду, то дополнительные наборные элементы Вам скорее всего не понадобятся. В таком сооружении не нужно днище, горловина колодца из более узких колец, в большинстве случаев доставит только неудобства, а плита перекрытия с легкостью может быть заменена деревянной конструкцией необходимого размера.

размеры, вес и порядок отливки

Кольца бетонные для канализации

Содержание статьи

Эксплуатационные характеристики колец 

Эти изделия используются во время монтажа канализационных систем и для обустройства традиционных деревенских колодцев. Бетонные элементы имеют свои преимущества и недостатки.  

Преимущества колец 

1. Большой срок эксплуатации. Если не допускать воздействия критических механических нагрузок, то срок службы колец практически неограничен. Бетон – уникальный строительный состав, который набирает окончательную максимальную прочность через сотни лет. Все известные строителям материалы со временем ухудшают свои первоначальные параметры.
   

   Срок службы колец практически неограничен

2. Низкая цена. Невысокая себестоимость изготовления колец делает цены на них доступными всем потребителям. Существующие сегодня пластиковые конструкции обходятся намного дороже при практически одинаковых возможностях.  
3. Универсальность применения. Бетонные кольца можно применять для обустройства канализации и колодцев, разводок инженерных коммуникаций, смотровых и технических сооружений. 
   

   Бетонные кольца универсальны

4. Простота изготовления. При наличии простейшей формы элементы можно делать самостоятельно, при этом качество полученных изделий по всем техническим параметрам приближается к заводским аналогам.  

Недостатки колец 

1. Негативная реакция на ударные нагрузки. Такое свойство усложняет процесс транспортировки колец, надо предусматривать комплекс специальных мер для предупреждения разрушения.
   

   Разбитое бетонное кольцо

2. Большой вес. Значительная масса заметно усложняет их монтаж. Работы рекомендуется делать при помощи подъемной техники, это могут быть не только автомобильные краны, но и экскаваторы с длинными ковшами и иные землеройные или погрузочные механизмы, имеющие гидравлический насос и цилиндры. Ручная установка требует много физической силы и сопряжена с повышенными рисками травматизма. Кроме того, кольца могут упасть и расколоться. В зависимости от степени разрушения принимается решение о возможности их дальнейшего использования. 
   

   Вес и объем бетонных колец

Классификация колец 

Технические требования должны отвечать положениям ГОСТа 8020-90 и ГОСТа 13015-2012. Контролируются свойства колец по таким параметрам: 

• прочность, устойчивость к образованию трещин, жесткость;  
• водонепроницаемость и морозоустойчивость; 
• толщина по периметру и максимальные поля допусков. 

Конструкции бетонные и железобетонные для колодцев канализационных, водопроводных и газопроводных сетей.

ГОСТ 8020-90

Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. 

ГОСТ 13015-2012

При необходимости погрузки/разгрузки изделий в них должны устанавливаться ходовые скобы, которые должны выступать на 120 мм и располагаться на расстоянии 300 мм. 

Транспортировка колец и их хранение должно выполняться только в рабочем положении.

Транспортировка колец

Категорически запрещается складирование в лежачем состоянии, это может стать причиной появления трещин и существенного понижения параметров прочности. 

Правильное хранение колец в рабочем положении

Бетонные кольца очень редко используются как отдельные и полностью самостоятельные элементы, чаще они монтируются совместно с другими изделиями, что обеспечивает их оптимальную эксплуатацию.

Как классифицируются бетонные кольца и дополнительные конструкции? 

Наименование элемента	Краткое описание технических параметров и назначения
Кольцо	Внутренний диаметр колеблется в пределах 1000–2000 мм, толщина стенок 80–100 мм, высота 590–890 мм. Производители могут незначительно корректировать контролируемые параметры в зависимости от специальных требований заказчика. Изменения указываются в договоре и согласовываются обеими сторонами.
Плита перекрытия	Закрывает кольца, предупреждает засорение и проникновение нежелательных лиц. В зависимости от конкретных условий эксплуатации подбираются технические параметры, внешний диаметр учитывает размеры бетонных колец, максимально возможную нагрузку на поверхности и климатический регион монтажа.
Крышка люка	Закрывает техническое или смотровое отверстие, может иметь различный внешний диаметр (663 мм и 80 мм) и толщину (50 мм и 60 мм). Устанавливается на плиту перекрытия.
Днище	Применяются в качестве опорного элемента по время монтажа колец. За счет большой площади увеличивается устойчивость сооружения, кольца со временем не оседают, не нарушается горизонтальность положения верхних кромок, не ухудшаются эксплуатационные свойства конструкции. Толщина может колебаться в пределах 100–200 мм, диаметр 1500–2500 мм.

Отечественные стандарты, в отличие от европейских, не предусматривают создание замка, что намного усложняет процесс монтажа. Кроме того, появляются риски нарушения целостности колодца из-за горизонтальных подвижек грунтов. Профессиональные строители настоятельно рекомендуют не пользоваться отечественными стандартами, а изготавливать кольца по европейским нормативам. При опускании колец они надежно связываются замками, прочность гарантирует длительную и безопасную эксплуатацию колодцев.

Кольца с замком

Пошаговая инструкция по самостоятельному изготовлению колец 

Технология не имеет никаких сложностей, это элементарные бетонные работы. Главная проблема – форма для литья. 

Как может выглядеть форма для производства ЖБИ колец

Что надо знать о форме?  

1. Для изготовления применяется листовой металл толщиной 2 мм и профильная труба 20×20 мм. Лист тоньше использовать не рекомендуется, он быстро деформируется – на поверхности застывает бетон, чистить его приходится большим молотком или кувалдой.  
2. Профильную трубу надо гнуть только на профессиональном станке. Ручные методы не могут выдерживать точный радиус.  
3. Толщина стенки не менее 8 см для неармируемых колец. Железобетонные самостоятельно делать не стоит, слишком сложно правильно связать и установить на место каркас. Толщина контролируется простейшими деревянными или металлическими распорками.  
4. Для облегчения разборки формы имеют вставки небольшой ширины. Вначале вынимаются эти элементы, потом широкие сегменты внутренней части, на заключительном этапе демонтируется внешнее кольцо.  
5. Если есть сомнения в прочности, то можно установить регулируемую распорку.  

Делать форму для личного пользования нецелесообразно, приспособление лучше одолжить у профессионалов. Если она у вас есть, то можно приступать к изготовлению колец. 

Шаг 1. Соберите форму, подготовьте ее к заливке. Делается это в несколько этапов.  

1. Определитесь с местом работы, оно должно быть ровным, на землю желательно положить металлический лист. 
   

   Форма для бетонного кольца

2. Соедините внутренние полкольца и установите на место распорку. Она требуется для облегчения процесса разборки после застывания бетона.  Намажьте металл отработкой, можно пользоваться любыми маслами. Есть предупреждение только для колец, используемых для обустройства колодцев с питьевой водой. Если у вас именно такая ситуация, то рекомендуется пользоваться растительным маслом, его расход небольшой, на себестоимость бетонных колец влияния почти не оказывает. 
   

   Соединение внутренних полуколец и нанесение отработки

3. Соберите внешнее кольцо. Оно состоит из двух равных половинок, фиксация делается болтовым соединением. Поверхности также предварительно смазываются. Если кольца для колодца, то надо вставить несколько трубочек, сквозь них поступают грунтовые воды. 
   

   Сборка внешнего контура

4. Выставьте внутреннее и внешнее кольцо строго симметрично. Пользуйтесь специальными распорками, они не только контролируют правильное положение, но и не допускают смещения во время заливки бетона. Если распорок нет, то точность проверяется рулеткой. 
   

   Выставление колец симметрично

Проверьте правильность сборки, если все в норме, то можно заниматься бетоном.  

Шаг 2. Приготовьте бетон. Он должен быть особо прочным, используйте только качественные материалы. Состав –на одну часть цемента надо добавлять две части отсева и одну часть щебня. 

Приготовление бетона

Практический совет. Бетон настоятельно рекомендуется готовить мешалкой, вручную очень сложно добиться идеального перемешивания составляющих.

Цены на популярные модели бетоносмесителей

Бетономешалки

Это оказывает негативное воздействие на прочность, бывают случаи, когда такие кольца во время установки трескаются.  

В мешалку всегда первой наливается вода, для начала дается примерно 1/3 от объема. Затем добавляется половина порции крупного щебня и только после этого можно сыпать цемент. Щебень полностью разбивает все комки и не позволяет материалу налипать на стенки бетономешалки. Постоянно контролируйте состав и по мере необходимости добавляйте оставшиеся компоненты.  

Шаг 3. Насыпьте готовый бетон в тачку и подвезите его к кольцу.

Выгрузка бетона

Совковой лопатой или ведром наполняйте форму. Работайте осторожно, не изменяйте первоначальное расположение колец. Насыпать смесь надо постепенно по всему периметру, только так можно добиться максимальной прочности кольца. 

Заполнение формы

Шаг 4. Если толщина слоя достигла 25–25 см, то надо приступать к его уплотнению. Лучше пользоваться электрическим вибратором, если его нет, то подойдет и обыкновенная палка соответствующей длины. 

Важно. Работайте вибратором умело, контролируйте время уплотнения.  

Дело в том, что слишком длительное вибрирование приводит к тому, что бетон распределяется на фракции: крупный щебень опускается вниз, а сверху остаются лишь высевки. Прочность бетона уменьшается. 

Шаг 5. После заполнения формы мастерком выровняйте верхний торец.

Заполненная уплотненным бетоном форма

Делайте его максимально горизонтальным, в противном случае при установке колец друг на друга они будут отклоняться от вертикальности. Это большая проблема, придется каждое кольцо отдельно выставлять, а потом принимать меры для надежной фиксации. Выше мы уже упоминали, что лучше сделать приспособление для изготовления замка по европейскому стандарту – с минимальными усилиями решаются все технологические проблемы, появляющиеся во время монтажа колодца.

Теперь надо оставить бетон для застывания, минимальное время 48 часов.  

Цены на различные виды цемента

Цемент

Разборка формы 

Делается в несколько шагов, соблюдать рекомендованную очередность обязательно. Конкретные действия могут немного отличаться с учетом конструктивных особенностей формы, но алгоритм для всех случаев почти не меняется.  

Шаг 1. Достаньте из внутреннего кольца распорку. Она может просто вытягиваться вверх или перед этим нужно открутить соединительные болты.  

Шаг 2. Начинайте вынимать внутренние полукольца. Их надо постепенно приподнимать, если есть заедания, то немного покачивайте влево/вправо. 

Выемка внутреннего полукольца

Важно. Помните, что для набора бетоном примерно 50% прочности надо ждать минимум две недели, работайте очень внимательно.  

Двое суток очень мало для набора безопасной прочности, не прилагайте чрезмерных усилий, кольцо может дать трещину. Причем она необязательно будет заметна на поверхности, а размещаться в толще стенки и проявить себя лишь во время монтажа.  

Шаг 3. Если в толще кольца были технологические трубки, то достаньте их. Немного прокручивайте и тяните на себя, элементы должны выйти без проблем.  

Шаг 4. Освободите от фиксации внешнее кольцо, раздвиньте половинки и полностью освободите изделие. 

Разъединение внешнего контура

Разъединение формы

По такой же технологии изготавливайте все кольца. 

Готовое бетонное кольцо

Практические советы 

Есть несколько правил, выполнение которых считается обязательным условием. Ничего не надо придумывать самостоятельно, технология используется многие столетия, за это время мастера встречались с различными ситуациями и на основании имеющегося опыта разработали универсальные рекомендации.  

1. Сразу после демонтажа формы ее надо помыть и тщательно очистить от остатков бетона. Делать это надо не после полного окончания работ, а регулярно. Дело в том, что потом бетон наберет большую прочность, намертво приклеится к форме. Удалить его очень сложно, не помогают даже сильные удары кувалдой. Не говоря уже о том, что такие воздействия наносят форме большой вред: деформируются стенки, нарушается целостность сварных швов и иных соединений. Неровные стенки внутреннего кольца намного усложнят процесс их вынимания. 
   

   Форму после разборки нужно очистить

2. Тщательно смазывайте поверхности формы отработкой, лучше больше, чем меньше. На подготовку формы уходит несколько минут, а процесс изготовления укоряется в разы. Мы уже упоминали, что демонтаж конструкции выполняется на сыром бетоне, чрезмерные усилия при доставании формы могут полностью разрушить кольцо.  
3. Выбирайте рабочее место под навесом, не допускайте попадания на форму прямых солнечных лучей. Металл сильно нагревается и быстро передает тепло бетону, он не схватывается за счет химических реакций, а просто высыхает. Как следствие – внешний слой крошится, толщина брака зависит от конкретных условий.
   

   Изготавливать бетонные кольца на открытом воздухе (без навеса) не рекомендуется

4. Если кольца будут монтироваться на большом удалении от места изготовления, то обязательно надо вставлять ходовые скобы для зацепов грузоподъемных механизмов. Делаются они из катанки диаметром ≈ 6 миллиметров. Начальная длина проволоки не менее высоты кольца, затем она сгибается пополам, нижние концы еще раз подгибаются под углом 90°. За счет такой конструкции усилия распределяются немного ниже оси симметрии кольца, что исключает вероятность опрокидывания во время подъема, а большой слой бетона предупреждает вырывание зацепов.  

Для колодца требуется до 10 колец, с помощью одной формы их можно сделать примерно за 12 дней.  

Видео – Изготовление бетонного кольца для колодца

бетонные кольца для септика размеры и цены

Применение железобетонных изделий для строительства септиков – это эффективное решение для простой и надежной системы. Кольца ЖБИ удобны в эксплуатации и обеспечивают оптимальный подбор объема сборного сооружения. Доступная стоимость изделий и скорость монтажа сводят затраты к минимуму.

Строительство септиков

Сооружение, возведенное на основе сборного железобетона, отличается круглой формой. По типу конструкции оно может быть однокамерным или многокамерным (как правило, это 2-3 секции). Однокамерные септики целесообразно устраивать в том случае, если объем сточным вод доходит до 1м³/сутки, не более. Количество колец, требуемое на постройку, варьируется от 3 до 5. Трехкамерные септики позволяют получить более качественное очищение воды и закладываются при расходе воды свыше 10 м³, двухкамерные – до 10 м³.

Составные элементы:

• днище – маркируется «ПН» — плита нижняя. Изделия выпускаются диаметром, соответствующим диаметру стеновых колец. Задача этого элемента – обеспечение ровного, твердого и сухого основания, что необходимо для обслуживания септика и минимизация просадки септика на плывучих грунтах;
• рабочая часть – формируется на основе колец стеновых, опорных и доборных – маркировка «КС». Количество и размер изделий определяется проектными данными;
• перекрытие – маркировка «ПП» — плита перекрытия. Изделие производится в соответствии с марками стеновых колец. Крышки оснащаются монтажными петлями и смотровыми отверстиями d 700 мм;
• горловина лаза – формируется стеновыми кольцами меньшего диаметра;
• люк – в септиках применяются бетонные, полимерные, чугунные люки.

При монтаже изделий следует проверить его на наличие таких дефектов, как сколы, трещины. Они могут возникнуть вследствие неправильной выгрузки/загрузки, транспортировки материала

Стандартная высота лаза – 1150 мм, от отметки грунта до низа плиты перекрытия. Внешняя грань крышки люка возвышается над уровнем земли на 80 мм. Изнутри конструкция отделывается цементно-песчаным водонепроницаемым раствором (1:3, в/ц 0.5) с добавкой нитрата кальция, слой штукатурного слоя принимается за 20 мм.

Круглые однокамерные септики могут быть:

• D 1000 мм;
• D 1500 мм;
• D 2000 мм.

Высота рабочей части принимается за 1.8 или 2.4 м. Исходя из диаметра и высоты, определяется количество колец, которые будут задействованы в работе. Сборные элементы формируют объем цилиндра септика. Для расчета требуемого объема величина, обозначающая суточный приток сточных вод умножается трижды и принимается за основу.

Принципы расчета объема септика:

• согласно нормам, расход воды на одного пользователя принимается за 150 — 200 л/сутки;
• семье, состоящей из трех человек, потребуется объем очистного сооружения, равный 1.8 м³;
• обустройство септика большего объема продлит эксплуатационный период;
• если в работе будут задействованы кольца d0 м, высотой 0.8 м, объем одного изделия принимается за 0.63 м³;
• значит, при объеме стока менее 1м³, обустраивается однокамерное сооружение, состоящее из трех колец;
• если обустраивается фильтрационный колодец, его объем должен превышать ежедневный расход воды в 12-16 р. Кольца используются более широкие и в большем количестве.

Для строительства используют сборные железобетонные изделия серии 3.900-3:

• горловины лаза составляют стеновыми кольцами диаметром 700 мм, высотой 290 мм;
• используется опорное кольцо опирания – для размещения люка;
• согласно проекту, могут закладываться распределительные колодцы, диаметром 1000 мм и собирающие колодцы, диаметром 1500 мм.

Для возведения отстойника рекомендовано использовать кольца с фальцевыми замками. Готовое сооружение будет устойчиво к горизонтальному смещению

Многокамерные септики компонуются из однокамерных с устройством общей бетонной подготовки (дополнительный слой, выполняемый из бетона низкой марочной прочности).

Использование железобетонных колец

Под постройку септика используются днища, перекрытия, кольца, люки с крышками, соответствующие высокому уровню качества.

Для строительства привлекаются изделия трех типов:

• с кольцевым замковым соединением. Каждое изделие оснащается выемками и выступами, которые обеспечивают прочную замковую связь, благодаря чему в ходе эксплуатации сооружение не смещается;
• кольца бетонные прямые без замка. Изделия стыкуются и герметизируются цементно-песчаным раствором и металлических скоб;
• фильтрационные кольца – бетонные кольца с перфорацией. Изделие оснащено множеством отверстий, расположенных на идентичном друг от друга расстоянии. Через них вода просачивается в почвенный слой;
• регулировочные ЖБИ кольца предназначены для регулировки объема сооружения;
• доборные – необходимы для регулировки высоты септика.

Преимущества использования железобетонных изделий

Обустраивая сборные септики, можно рассчитывать на указанные преимущества:

• более доступная стоимость по сравнению с кирпичными аналогами;
• удобство монтажа и скорость реализации работ;
• безопасность эксплуатации;
• срок использования готового сооружения достигает 25 лет;
• физическая и смотровая доступность;
• возможность обустройства скоб спуска, технологических отверстий, переходников.

Бетонные кольца для септика: размеры и цены

В представленной таблице указаны характеристики колец ЖБИ, размеры и цены на каждое изделие.

Зная характеристики бетонных колец, размеры и цены, можно рассчитать общие затраты на возведение очистного устройства.

Если на площадке задействована техника, в качестве нижнего конструктивного элемента лучше использовать изделие с дном КДЦ, что обеспечит эффективную герметизацию

Схема очистки

После того, как сборный железобетонный септик готов, сточная вода поступает в камеры сооружения, где реализуется перегнивание органических веществ и осветление. Переработанная жидкость продвигается по трубопроводу в распределительное устройство и в колодец подземной фильтрации. Очищенная вода впитывается в грунт или в природные, естественные водоприемники.

Правила эксплуатации ж/б септиков

Готовое к использованию очистное сооружение нуждается в регулярном осмотре и профилактических мероприятиях.

Рекомендовано проводить указанные мероприятия:

• очищение внутренних стенок от корки дважды в год – весной и осенью;
• собственник сооружения не должен допускать, чтобы осадок и поверхность корки доходили до технологических отверстий, через которые жидкость переливается по камерам;
• перед чисткой в сооружение прекращается подача воды;
• отложения разбиваются на куски, которые удаляются изогнутыми вилами или сетчатым черпаком с ячейками 3-4 мм;
• осадок отсасывается ассенизатором, диафрагмовым насосом или черпаком;
• при необходимости проводится ремонт перекрытий, днища, стенок;
• перед работой сооружение проветривается не менее двух часов;
• работник должен быть оснащен поясом со страховочными веревками, электрическим фонарем.

Бетонные кольца для септика – это недорогой и эффективный способ, позволяющий соорудить локальную канализацию. Использование изделий, соответствующих стандарту, обеспечит долговечность сооружения.

Как используются жби кольца при устройстве септика показано в видео:

Книги по теме:

» Описание и характеристики бетонных колодезных колец

Для обустройства колодцев с давних времен применялись натуральные материалы: камень или дерево. Весь процесс установки занимал много времени и сил, поэтому данная конструкция возводилась всегда общими усилиями всего поселения. Новейшие разработки, использующие бетонные кольца для колодца, позволили максимально упростить его монтаж.

Характеристика колец

Самое важное качество, которым должна обладать внутренняя отделка колодца, высокая инертность к влаге. Данный материал будет постоянно взаимодействовать с водой, поэтому он не должен разрушаться под ее воздействием и влиять на качество.

Стандартные железобетонные кольца под такое использование не годятся. Поэтому перед решением использовать данный продукт и его усовершенствованные полимерными примесями аналоги, следует уточнить, какими характеристиками он должен обладать.

Материал изготовления

Для внутреннего обустройства колодца обычно применяют бетонные конструкции с армирующей сеткой из стального прута внутри. В качестве сырья часто используют полимерпесчаные смеси. Они отличаются большим показателем прочности, устойчивы к агрессивным условиям внешней среды. Такие кольца имеют долгий срок службы.

Для изготовления бетонной конструкции применяют виброформу. Она заполняется смесью бетона, песка и специальных компонентов для укрепления. Затем под сильной вибрацией материал уплотняется и создает цельный элемент.

Комплектация

Для того чтобы устройство было легко монтировать в колодезную шахту, кроме сквозных разработаны дополнительные конструкции колец. Большинство из них поставляется в комплекте.

Кольца с установленным дном

Для полноценного функционирования скважины следует обустроить прочное дно, которое является значимым элементом в процессе эксплуатации колодца.

От него напрямую зависят многие факторы, влияющие на беспрепятственный поток воды. Для удобства установки все размеры конструкций с дном равны стандартным кольцам.

Кольца с замковым устройством

Некоторые конструкции имеют крепежные замки. Они делают установку значительно проще. Благодаря такой системе возрастает долговечность колодезной шахты.

Замками называют механическое крепление или стыки конструкций, которые обеспечивают повышенную влагонепроницаемость. Такая система не позволяет кольцам съехать в бок при движении грунта.

Крышки колодцев

Данные конструкции на первый взгляд представляют собой стандартные бетонные изделия. Но они имеют большое значение для удобства использования.

Подразделяют крышки на три различных вида: магистральные, тротуарные и полимерные. Они обладают упрочненными модификациями, поэтому такая конструкция выдерживает большой вес.

Колодезные днища

Днища используются для возведения тупиковой стены в туннелях. Они создают идеально ровную поверхность. Их диаметр соответствует стандартным кольцам.

Плиты перекрытий

Данная конструкция – самый необходимый компонент при строительстве колодезных шахт. Внешне плиты представляют собой стандартные панели из бетона с округлыми отверстиями определенного диаметра.

Данные конструкции предназначены для распределения нагрузки равномерно, что обеспечивает безопасность человека. На отверстие для забора воды ставится люк.

Кольцо опоры

Опорная конструкция представляет собой кольцо, расположенное на поверхности. Оно монтируется на горловину уже готового объекта. Это предоставляет возможность поднять люк с крышкой на высоту.

Часто ее используют во время ремонтных работ на автомобильных дорогах, где их основная задача — служить уровнем покрытия.

Размер

Для того чтобы шахта колодца хорошо держала необходимый объем воды, при монтаже обязательно учитывается внутренний диаметр кольца. Обычно его размер занимает диапазон от 70 см до 2 м. Идеальным для питьевого колодца считается отрезок 90-160 см.

Высота каждой бетонной конструкции влияет в первую очередь на сложность монтажа, потому что чем меньше данный показатель, тем больше стыков придется подвергать герметизации. Но слишком крупные высокие элементы имеют очень большой вес, что усложняет установку.

Перед тем, как выбрать размер колец, необходимо рассчитать предполагаемые затраты воды. Чем больше ее потребление, тем должен быть шире диаметр.

Кольцо имеет свою маркировку, расшифровка которой позволяет определить технические характеристики. В названии элемента обозначено две цифры: первая указывает на диаметр, вторая обозначает высоту.

Стоимость

Цена для потребителя зачастую является одним из самых важных факторов. Сколько стоит железобетонное кольцо? Сумма рассчитывается из нескольких составляющих. Важным показателем является размер. Стоимость изделий большего диаметра будет выше, чем меньшего. От него зависит удобство монтажа, наполняемость шахты водой. Также оснащение колец дополнительными элементами значительно повышает цену: замковой системой крепления, дном, внутренними пластиковыми трубами и другими элементами.

К стоимости железобетонной конструкции следует добавить расходы на транспортировку и монтаж. Кольца имеют огромный вес, установить их вручную практически невозможно, поэтому часто приходится привлекать специализированную технику – подъемные краны и грузовые машины.

Сколько стоит такое оборудование? Затраты могут составлять до 30% от общего бюджета.

Установка колец

Для обустройства колодезных шахт может потребоваться несколько различных конструкций. Основа монтируется из стандартных элементов. Верхний уровень рекомендуется устанавливать на опорные кольца, они хорошо закрывают колодец от попадания мусора с поверхности.

Использование для монтажа сборной конструкции позволяет значительно сэкономить время.

Существует способ установки методом «подкопа». Устройство шахты происходит сверху вниз с последовательным вырыванием грунта. Бетонирование дна производится по всему диаметру после крепления всех колец. Такая работа неудобна и трудоемка, поэтому экономить на техническом оборудовании нецелесообразно.

Строится колодец в предварительно вырытом котловане. Важно правильно соблюсти все размеры: яма должна быть чуть больше диаметра кольца. Между стенками следует оставить зазор не менее 30 см.

Сами кольца имеют большой вес, поэтому они опускаются в котлован при помощи специального устройства. Соединяются блоки при помощи цементного раствора или металлических пластин. После их установки все швы и стыки обязательно обрабатываются изнутри герметиком, а снаружи укладывается гидроизоляционный материал. Часто в шахту помещают пластиковый цилиндр, который обеспечит чистоту питьевой воды.

Дно заливается бетоном или на него укладывается при помощи подъемного крана конструкция – готовое днище. Предварительно насыпается песчаная подушка.

После установки всех колец сверху монтируется крышка. Она представляет собой уже готовую бетонную конструкцию и способна выдерживать немалый вес. Все стыки также герметизируют. Заключительный этап – засыпка грунтом зазора между шахтой и котлованом.

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

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

1. Введение

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

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

Метод кольцевых испытаний хорошо зарекомендовал себя для оценки чувствительности к растрескиванию при усадке обычного литого бетона [8, 9, 12, 13], но его использование для оценки растрескивания при усадке торкретбетона практически не изучалось. Читатель должен понимать, что торкретбетон заметно отличается от литого бетона благодаря уникальному составу смеси, методам укладки, динамике уплотнения, механизмам увеличения прочности и внутренней структуре [14]. Процесс торкретирования сложен во многих аспектах, так как конечное качество на месте зависит от взаимодействия цепочки явлений (таких как манипуляции с соплом, воздушный поток, поток материала, равномерность выстрела и отскок) во время распыления.Таким образом, наше традиционное понимание поведения литого бетона при усадке и растрескивании в стесненных условиях может применяться к торкрет-бетону только с осторожностью. Для правильной оценки потенциала образования трещин в торкретбетоне необходимо учитывать конкретные пропорции и свойства материала и, что наиболее важно, метод укладки [15].

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

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

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

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

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

1.1. Краткое содержание исследования

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

2. Экспериментальная программа

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

2.1. Механические характеристики

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

2.2. Ограниченная усадка

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

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

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

2.3. Бесплатная усадка

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

3.Анализ Испытание на усадку сдерживаемого кольца

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

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

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

3.1. Определение среднего растягивающего напряжения

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

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

Деформация, измеренная на внутренней поверхности стального кольца в любое время, может быть получена следующим образом:

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

.

Деформационные характеристики сверхвысокопрочного бетона в неограниченном и ограниченном состояниях

По мере увеличения размеров таких конструкций, как небоскребы и длиннопролетные мосты, растет потребность в бетоне с более высокой прочностью. Однако исследования сверхвысокопрочного бетона (UHSC) все еще находятся в зачаточном состоянии. В частности, известно, что UHSC имеет значительно более высокий уровень автогенной усадки, чем бетон нормальной прочности (NSC), и вероятность растрескивания в раннем возрасте очень высока.Таким образом, в этом исследовании усадка и растрескивание высокопрочного бетона (HSC), очень высокопрочного бетона (VHSC) и UHSC оценивались с помощью испытания на безудержную усадку и испытания на сдерживаемую усадку (кольцевое испытание). Основными экспериментальными переменными являются уровень прочности на сжатие в зависимости от отношения воды к вяжущему (W / B), содержания летучей золы и толщины образца бетона. Результаты экспериментов показали, что усадка при высыхании уменьшалась по мере увеличения отношения W / B и коэффициента замещения летучей золы, а трещины удержания оказались самыми ранними и наиболее хрупкими в UHSC с наименьшим W / B.Наблюдалось, что увеличенная толщина бетона и включение летучей золы эффективно препятствуют возникновению трещин.

1. Введение

Уменьшение объема бетона за счет усадки ограничивается такими факторами, как арматура, крупный заполнитель и опалубка. Ограниченные напряжения от усадки вызывают начальное растрескивание, которое ухудшает долговечность конструкции и вызывает внезапное разрушение конструкции при неожиданных нагрузках [1, 2]. Усадку обычно делят на автогенную усадку и усадку при высыхании.Автогенная усадка вызвана не внешними воздействиями (нагрузкой, испарением влаги, изменением температуры и т. Д.), А явлением самовысыхания из-за реакции гидратации. Сухая усадка возникает, когда свободная вода внутри бетона испаряется наружу из-за разницы в относительной влажности. Основными механизмами усадки являются (а) капиллярное натяжение из-за изменения влажности, поверхностное натяжение твердого тела и расклинивающее давление, (б) химическая усадка, (в) термоусадка и (г) карбонизационная усадка [3].

Плоские бетонные конструкции, такие как настилы мостов, дорожные покрытия, автостоянки и заводские полы, которые уложены из бетона нормальной прочности (NSC), подвержены большой усадке из-за увеличения внешней открытой поверхности и наличия свободной воды, поэтому вероятны трещины произойти [4]. Кроме того, высокопрочный бетон (HSC) и сверхвысокопрочный бетон (UHSC), которые активно исследуются и разрабатываются в связи с быстрым ростом интереса к высотным зданиям и длиннопролетным мостам, имеют значительно более высокую автогенную усадку, чем NSC, и имеют высокая вероятность появления трещин в раннем возрасте [5–7].

Предыдущие исследования показали, что летучая зола увеличивает длительную прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона и вызывает задержку начального схватывания и уменьшение усадки за счет пуццолановой реакции [8]. Кроме того, задержка начальной реакции гидратации снижает риск растрескивания из-за тепла гидратации и начального ограничивающего напряжения.

На начальное растрескивание влияют не только скорость развития и величина усадки бетона, но также ограничения, релаксация напряжений, возраст и форма конструкции [9].Следовательно, невозможно оценить развитие прочности, изменение напряжения бетона и степень сдерживания посредством экспериментов по безудержной усадке (испытания на усадку при самотиже и усадку при высыхании). Кроме того, существует предел оценки возможности растрескивания и поведения растрескивания посредством таких экспериментов. Более того, существующие исследования в основном оценивали поведение усадки NSC и HSC, а исследований UHSC мало [5, 8, 10].

Таким образом, в этом исследовании характеристики усадки и растрескивания оценивались с помощью экспериментов по неограниченной и ограниченной усадке HSC, VHSC (очень высокопрочный бетон) и UHSC с отношением воды к связующему (W / B) 30. %, 25% и 16% соответственно [10].Примечательно, что в случае UHSC W / B 16% характеристики усадки в соответствии со степенью замещения летучей золы сравнивались и оценивались, а величина усадки, влияющая на фактическое растрескивание, оценивалась путем сравнения ограничивающего напряжения и усадки при сушке.

2. Экспериментальная программа

2.1. Материалы и пропорции смеси

В этом исследовании были экспериментально исследованы характеристики свободной усадки и сдерживаемого растрескивания при сжатии бетона трех уровней прочности, а также влияние летучей золы на усадку UHSC.Хотя прочность на сжатие не связана напрямую с автогенной усадкой и усадкой при высыхании, для сравнения усадки UHSC и других HSC были выбраны смеси, которые использовались в реальной области строительства, и представлены как HSC и VHSC. UHSC с отношением воды к связующему 0,16 и расчетной прочностью на сжатие 120 МПа был представлен как UHSC. В случае UHSC, чтобы получить заданную прочность на сжатие, для всех смесей UHSC использовался микрокремнезем с коэффициентом замещения 15%.В качестве материалов для всего бетона использовался портландцемент типа I, мелкий заполнитель с удельным весом 2,6 и крупный заполнитель с максимальным размером заполнителя 13 мм и удельным весом 2,7. Подробная информация о пропорциях смеси представлена ​​в таблице 1.

2.2. Испытания на механические свойства

Были измерены свойства свежего бетона, оседание, содержание воздуха и начальное время схватывания.Для испытаний на прочность и модуля упругости были изготовлены образцы цилиндров размером 100 × 200 мм. В течение 24 часов после отливки они были отверждены в камере для отверждения при ° C. После удаления форм их хранили в резервуаре для воды при 20 ° C до дня испытаний. Испытания на прочность при сжатии и растяжение при раскалывании проводились в соответствии с ASTM C39 / C39 M-16 и ASTM C496 / C496 M-11 соответственно [13, 14]. Испытания модуля упругости были получены из кривой напряжения-деформации, которая измеряется путем приложения одноосной нагрузки к образцам с тремя прикрепленными датчиками деформации.

2.3. Испытание на усадку при сушке

Как показано на рисунке 1, для испытания на безудержную усадку при сушке использовались образцы размером 100 × 100 × 400 мм. Метод испытаний основан на ASTM C157 / C157 M-08 [15]. Измерение усадки проводилось с использованием встроенных датчиков. После укладки бетона формы были перемещены и хранятся в камере выдержки с температурой ° C и влажностью%. Все образцы усадки были извлечены из формы через 24 часа после литья.

2.4. Кольцевое испытание

Испытание на сдерживаемую усадку было проведено в соответствии с ASTM C1581 [16].Метод испытания включает заливку бетонного кольца вокруг стального кольца. На рисунках 2 и 3 показаны формы и испытательная установка соответственно. Чтобы исследовать влияние толщины бетона на степень сдержанности, толщина бетонных кольцевых образцов была изменена на 76 и 35 мм. На внутренней стороне стального кольца были установлены тензодатчики для контроля деформации стального кольца, вызванной усадкой бетона. Из-за высыхания бетон имеет тенденцию к усадке, но стальное кольцо предотвращает это. Таким образом, в стальном кольце возникает сжимающее напряжение, которое уравновешивается растягивающим напряжением в бетоне.Когда в бетоне возникает трещина, в стали снимаются напряжения и деформации.

Образцы были отверждены и измерены следующим образом. Сразу после изготовления образцы помещались в среду с температурой ° C и влажностью%. Затем образцы были покрыты влажной мешковиной и полиэтиленовым листом 0,15 мм и оставлены для отверждения в течение 24 часов. Через 24 часа форма внешнего кольца была удалена. Верхняя сторона бетонного кольца была загерметизирована с помощью герметика из силиконовой резины, так что высыхание было возможно только с внешней периферийной поверхности, как показано на рисунке 3.Измерения деформации стали проводились с использованием регистратора данных, и каждый тензодатчик регистрировался автоматически. Измерение деформации контролировалось с момента заливки до момента появления трещин в бетонном кольце.

3. Результаты тестирования и обсуждение

3.1. Свойства материала

Таблица 2 показывает свойства свежего бетона, включая удобоукладываемость и время схватывания. Время начального схватывания в UHSC наблюдалось позже, чем в HSC и VHSC, а включение летучей золы задерживает первоначальное схватывание бетона.Чем выше коэффициент замещения летучей золы, тем позже начальное время схватывания. Таблица 2 также показывает прочность на сжатие через 28 дней и прочность на разрыв при растяжении через 3 дня. Прочность на сжатие UHSC была примерно на 47 МПа и 27 МПа больше, чем у HSC и VHSC, соответственно, и не было значительной разницы в отношении прочности на разрыв между ними. Отмечено, что прочность на сжатие немного снизилась с увеличением коэффициента замещения летучей золы, но это уменьшение незначительно, и похоже, что летучая зола не препятствует долгосрочному развитию прочности.Кроме того, на рисунках 4 и 5 показано сравнение результатов испытаний прочности на сжатие и на разрыв с расчетными значениями. Прогноз прочности на сжатие с течением времени соответствовал формуле, приведенной в CEB-FIP MC90 (см. (1)), а формула прогнозирования прочности на разрыв при расщеплении соответствовала ACI 363R (см. (2)) следующим образом [11, 12]. Когда применяется уравнение ACI 363R, полученное из (1) подставляется в значение. Результаты испытаний на прочность при сжатии и раскалывании в целом были аналогичны прогнозируемым тенденциям значений.Следует отметить, что хотя уравнение ACI 363R применяется для прочности бетона на сжатие 83 МПа или менее, расчетные значения для VHSC и UHSC с прочностью выше 83 МПа очень похожи на экспериментальные значения. Где — средняя прочность на сжатие после 28 дней и — возраст бетона (дни), где — заданная прочность на сжатие.

.