Железобетона масса: Удельный вес бетона различных типов и марок (кг/м3)
Плотность железобетона в кг/м3, расчет веса, таблица, фото и видео
Железобетон представляет собой сочетание бетона и стали, обладает уникальными свойствами. Благодаря своей прочности, долговечности, надежности он нашел широкое применение в строительной сфере. При проектировании учитываются многие его технические характеристики, одной из которых является объемный вес. Значение этой величины требуется для расчета нагрузки на основание определения теплопотерь монолита, трудоемкости работ. Учитывается при оценке расходов на закупку и доставку нужного количества материала.
Оглавление:
- Какие виды железобетона существуют?
- Плотность
- Расчет удельного веса
Объемный вес напрямую связан с плотностью. Чем выше значение этого показателя, тем больше плотность бетонного камня. Зависит он и от наполнителей: оказывают влияние такие их характеристики, как плотность, степень пузырькового заполнения. К тому же, прочность продукта формируется под действием марки цемента.
Разновидности
Выделяют несколько типов железобетона в зависимости от его плотности:
1. Особо тяжелые (более 2500 кг/м3). Применяются магнетиты, бариты, гематиты, металлические скрапы.
2. Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Наполнителями этой марки служат щебень и гравий.
3. Легкие (от 500 до 1800 кг/м3): песок, перлит, керамзит, арболит и другие компоненты. К данному типу относятся пенобетон и газобетон.
4. Особо легкие (менее 500 кг/м3).
В зависимости от плотности различается область использования материала. Более легкие марки подходят для теплоизоляции. Облегченные применяются в качестве готовых блоков. Тяжелый бетон незаменим при закладке фундаментов, строительстве монолитных конструкций. Особо тяжелые составы требуются на ответственных участках бронеколпаков, возведения других защитных объектов. Они хорошо препятствуют радиоактивному излучению.
Фактическая и расчетная плотность
В большинстве случаев фактическая плотность железобетона отличается от расчетного значения величины.
Причиной этого является технология его изготовления. При возведении монолитных или сборных сооружений в состав смеси попадает воздух, что приводит к образованию в бетонном растворе различного размера каверн. Для повышения качества конечного продукта и его уплотнения применяется вибропрессование. Обозначенные выше параметры объемного веса справедливы, если при производстве использовался этот метод.
На практике данная технология может не подходить по определенным причинам. При строительстве конструкций заливается готовый раствор, который впоследствии затвердевает. Плотность при таком типе монтажа железобетона снижается в среднем на 100-150 кг/м3.
Удельный вес железобетона
Следует учесть, что показатели объемного веса соответствуют чистой массе бетона. Но для сохранения эксплуатационных характеристик в условиях постоянного действия сил сжатия и растяжения его укрепляют металлическим каркасом. Он представляет собой пространственную рамку из сваренных стальных прутков. В процессе производства железобетонных конструкций раствор прочно соединяется с арматурой, создавая целостный материал. На плотность будет влиять число и сечение прутьев, а также способ их укладки.
Для упрочнения используются различные виды арматуры, часто применяется класс AIII. В зависимости от необходимой прочности определяется количество стальных прутков для укладки. В 1 м3 железобетона может содержаться от 70 до 320 кг арматуры.
Для расчета удельного веса готового продукта следует определить объем, занимаемый стальными прутками. Затем вычесть массу бетона, которая способна занять его. К полученной величине добавить массу арматурного прутка. При возникновении сложностей можно сложить составляющие компоненты за вычетом испаряющейся воды.
Плотность бетона М150 (В12,5) — применение, использование
Плотность бетона М150 (В12,5) лежит в пределах 1600-2500 килограмм м3, так как он относится к тяжелым составам и зависит от крупности заполнителя.
Снижение характеристики возможно при использовании пористых заполнителей, но они уменьшат прочность на сжатие.
Марка М150 (В 12,5) используется в строительстве относительно редко. Причина достаточно проста и заключается в невысоких эксплуатационных качествах. Для изготовления смеси используется специально определённое соотношение составных компонентов. Для получения данной марки смешивают одну часть цементного вещества, 5,7 частей щебня, а также 3,5 части песка. Как видно из подобного соотношения, стоимость получаемого изделия отличается своим незначительным показателем.
Плотность бетона М150 (В12,5) может варьироваться. Несмотря на то, что выше указаны все массовые доли, может изменяться материал твёрдого заполнителя. Как видно из соотношений, он занимает больше половины от всего объёма. Таким образом, данный материал считается главным в процессе определения показателей плотности. Следует подробнее рассмотреть некоторые моменты.
Плотность песка, который составляет около трети от общего объёма смеси, варьируется в пределах 2,2-2,6 тонны на один кубический метр. Цемент имеет малую массовую долю и незначительно влияет на общие показатели объёмной массы. Его плотность равняется, примерно, 2900-3200 килограмм на кубический метр. Количество воды напрямую зависит от доли цемента. Она должна полностью прореагировать с данным материалом, чтобы получилась монолитная масса.
Как уже говорилось плотность бетона М150 (В12,5), во многом, определяется именно твёрдым заполнителем. К нему предъявляются важные критерии в плане стоимости. Заполнитель должен обладать относительно невысоким ценником, чтобы производство смеси было рентабельным. Наиболее популярным вариантом считается щебень. Используется материал невысокого класса, обладающий низкой стоимостью. Это позволяет добиться привлекательных условий в плане общей цены состава. Насыпная плотность щебня составляет около 2,2 тонн на один кубический метр.
В зависимости от размеров фракции и некоторых других особенностей, данный показатель может изменяться, но в незначительном диапазоне.
Бетон и железобетон
На сегодняшний день есть много разных материалов, которые могут использоваться в строительстве. Но, наверное, самыми популярными материалами являются бетон и железобетон.
Сейчас бетон используется достаточно широко. Например, в любом здании какая-то его часть обязательно выполняется из бетона. Как правило, фундамент, подвал выполняются из бетона. Можно использовать готовые бетонные плиты, чтобы строительство продвигалось быстрее и проще. Но можно самостоятельно приготовить смесь из сухих материалов и воды. Конечно, готовить бетонную смесь самостоятельно трудоемкий процесс, но в некоторых случаях его просто необходимо использовать. Ведь готовить смесь самостоятельно намного дешевле.
Самым распространенным элементом для строительства из бетона является фундамент. Посредством бетонной смеси можно устраивать сразу и фундамент и стены подвала. Это удобно и более экономично. Но необходимо помнить, что, если строящееся здание больших размеров или имеет большой вес, то лучше дополнительно укрепить бетонную смесь арматурным каркасом. Но это будет уже не бетон, а железобетон. Он имеет более высокие прочностные характеристики.
Можно установить опалубку так, что фундамент будет являться одновременно и стенами подвала. Можно их выполнить из бетона. Также можно использовать бетон для постройки других элементов здания. Например, для отмостки, которая защищает фундамент от влаги, самым лучшим материалом является бетонная смесь.
Также бетонной смесью заливают полы в помещениях. Такие полы могут быть устроены на основании. Есть варианты строительства, когда бетонной смесью дополнительно укрепляют основание. Таким образом, бетон можно использовать и в других отраслях.
Укладывать бетон намного проще, чем устанавливать железобетон. Для бетонной смеси необходимо определить площадь и залить в нее смесь бетона.
Главное, чтобы в бетонной смеси не оставалось пустот, иначе, при сезонных перепадах температур они будут расширяться, и разрушать массу бетона. Для устранения этих пустот можно использовать специальные строительные вибраторы, валики с шипами и другие инструменты.
Железобетон является практически таким же по составу материалом, как и бетон. Но он дополнительно укреплен арматурным каркасом. Такой вид бетона немного сложнее устраивать. Главное, чтобы в массе бетонной смеси была соответствующая арматура. Строительная арматура может быть более прочная и толстая, а может быть тонкой, что значит и менее прочной.
Сечение арматурных стержней рассчитывается индивидуально для каждого конкретного строительного объекта. Это зависит от размера здания, его тяжести и других факторов.
Из железобетона можно делать плиты перекрытия, столбы, перемычки, лестничные пролеты и так далее. Изделие необходимо изготавливать на заводе, это более удобно и просто. Если из железобетона строится фундамент, то его строят самостоятельно на строительной площадке. А вот другие изделия намного проще купить готовыми и доставить на строительную площадку.
Большинство железобетонных изделий имеют большую массу, и для их укладки понадобится специальная строительная техника, например, подъемный кран.
Посредством железобетона можно устраивать такие фундаменты, которые нельзя устроить с помощью бетона. Одним из таких фундаментов является монолитная плита под всем периметром здания. Бетон просто не сможет выдержать вес здания, и будет разрушаться. А вот железобетон идеально справляется со своей задачей и поддерживает здание.
Бетонные конструкции скрепляются между собой и другими деталями, посредством бетонной смеси. А вот железобетон, чаще всего, приваривают к другим конструкциям с арматурным каркасом. В любом случае, железобетонные изделия необходимо еще как-то фиксировать, в отличие от укладки бетонной смеси.
Бетон и железобетон имеют некоторые преимущества, но самым главным преимуществом железобетона перед бетоном является его повышенная прочность.
А вот бетон может быть значительно легче, чем железобетон. Таким образом, можно определить для себя, что вам необходимо в первую очередь, надежность или вес.
Чтобы построить качественное здание, необходимо ответственно подходить к вопросу применения бетона или железобетона, ведь в некоторых случаях лучше отдать предпочтение одному виду, а в других идеально будет использовать другой материал. Если подходить к строительству ответственно и серьезно, то от материалов будет не так много зависеть. А если наоборот, материал выбран качественный, но работы были выполнены непоследовательно и неправильно, то и хороший материал не поможет зданию стоять долго и надежно. Нужно учитывать все факторы и материал, и работы и квалификацию специалистов, которые занимаются строительством.
Сколько арматуры нужно на 1 куб бетона и как правильно посчитать?
В вопросе, сколько арматуры пойдет на 1 м3 бетона не стоит «изобретать велосипед». Законодатели «строительных норм» давным-давно рассчитали, подчитали и проверили практикой количество арматуры на 1 м3 бетона и изложили их в соответствующих нормах и правилах:
- Государственные элементные сметные нормативы. В соответствии с этим документом масса стержней для армирования бетона должна составлять 1 тонну на 5 м3, то есть 200 кг на 1 м3;
- Федеральные единичные расценки. В соответствии с этим документом для железобетонных конструкций высотой до 2 метров, масса стержней должна быть не менее 187 кг на «куб» бетона;
- Для наиболее точных подсчетов рекомендуется пользоваться данными документов ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и данными таблицы зависимости массы стальных стержней от их длины и марки.
как рассчитать необходимое количество арматуры на фундамент?
Таблица зависимости массы железных прутьев от их длины и марки
| Диаметр стержня соответствующий номеру профиля арматуры | Масса арматуры, кг/погонный метр | Количество погонных метров в 1 тонне арматурных стержней |
| 5,5 | 0,187 | 5347 |
| 6 | 0,222 | 4504 |
| 8 | 0,395 | 2531 |
| 10 | 0,617 | 1620 |
| 12 | 0,888 | 1126 |
| 14 | 1,21 | 826 |
| 16 | 1,58 | 633 |
| 18 | 2 | 500 |
| 20 | 2,47 | 405 |
| 22 | 2,98 | 335 |
| 25 | 3,85 | 260 |
| 28 | 4,83 | 207 |
| 32 | 6,31 | 158 |
Рассмотрим несколько примеров, сколько арматуры нужно на 1 куб бетона для заливки фундаментов разных видов
Плитный фундамент.
В любом случае на выбор марки и диаметра арматуры влияет тип почвы и вес возводимого сооружения. Если грунт стабильный с малой вероятностью зимнего пучения, допустимо армировать конструкцию прутьями Ø 10 мм (для деревянных зданий) и Ø14-16 мм для каменных (кирпичных, блочных, пеноблочных и шлакоблочных) домов. Это значительно удешевляет стоимость конструкции.
В качестве примера можно рассмотреть расчет количества прутьев арматуры для строительства монолитного фундамента под одноэтажный дом 6х6 метров в плане.
Изготавливаем каркас из арматурных прутьев диаметром 14-16 мм с шагом между прутками 200 мм. Для фундамента здания размерами 6х6 метров потребуется установить 31 пруток в одном направлении и 31 пруток в противоположном направлении. То есть 62 стержня.
Также монолитный фундамент должен иметь два арматурных пояса – верхний и нижний. Для их изготовления потребуется 124 «арматурины» длиной 6 метров. Зачастую бывает трудно приобрести прутки нужной длины. Поэтому для точности подсчетов необходимо определить количество погонных метров прутка – 124х6=744 метра. Если быть очень точным, то к этой цифре стоит добавить длину «перехлеста» которым будет соединяться пруток с прутком (не менее 100-150 мм на одно соединение). Длина перехлестов подсчитывается индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от длины имеющейся арматуры.
Оба пояса должны быть соединены в единое целое. Для определения пересечений, «наш» 31 пруток умножаем на 21 и получаем – 961 пруток. В случае если пояс каркаса имеет мощность 0,2 метра и расположен в 0,05 метрах от поверхности почвы длина соединительных «арматурин» составляет не менее 100 мм. Другими словами для соединения каркасов потребуется 96 метров стержней или 960 штук.
Получается, что для возведения фундамента под частный дом размерами в плане 6х6 метров потребуется закупить 240 погонных метров арматуры диаметром 14-16 мм. Напоминаем, что вы можете воспользоваться нашими строительными калькуляторами для подсчета арматуры, песка, бетона и других материалов.
Процедура
для ЖЕЛЕЗОБЕТОНА — ГРАЖДАНСКИЙ
Эта статья о Процедура для ЖЕЛЕЗОБЕТОНА и ориентирована на инженеров, техников и руководителей. Вы найдете множество документов, относящихся к этой статье. Просто зайдите на наш сайт www.paktechpoint.com и найдите больше статей. Пожалуйста! Не забудьте также подписаться на наш канал You tube . Заранее спасибо.
ПОЖАЛУЙСТА, ПОДПИШИТЕСЬ НА НАШ КАНАЛ PAKTECHPOINT YOUTUBE
Процедура для АРМИРОВАННОГО МАССОВОГО БЕТОНА
1) Целью данного Методического заявления является определение и внедрение методов смешивания, транспортировки, заливки, уплотнения и твердения массового бетона в условиях высокой температуры. по утвержденным чертежам IFC.
1) Массовый бетон: Любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы потребовать принятия мер, чтобы справиться с образованием тепловой гидратации цемента и сопутствующим изменением объема для минимизации растрескивания (по ACI 116R).
2) Консолидация: процесс более тесного размещения твердых частиц в свежезамешенном бетоне или растворе во время укладки путем уменьшения пустот, обычно путем вибрации, центрифугирования, забивания стержней, утрамбовки или некоторой комбинации этих действий; также применимо к аналогичным манипуляциям с другими вяжущими смесями, грунтами, заполнителями и т.п.
3) Покрытие: В железобетоне наименьшее расстояние между поверхностью встроенной арматуры и внешней поверхностью бетона.
4) Отверждение: меры, предпринимаемые для поддержания влажностных и температурных условий в свежеуложенной цементирующей смеси, чтобы позволить гидратации гидравлического цемента и (если применимо) протекать пуццолановые реакции, что может привести к развитию потенциальных свойств смеси.
Пожалуйста, прочтите также: ПРОЦЕДУРА ДЛЯ СТЕНОВОГО БЕТОНА ЛЮКА-ГРАЖДАНСКОЕ
5) Теплота гидратации: Вырабатывается химическими реакциями с водой, например, которая возникла во время схватывания и затвердевания портландцемента в
году, или разница между теплотой раствора сухого цемента и раствора частично гидратированного цемента.
6) Гидратация: образование соединения при соединении воды с каким-либо другим веществом; в бетоне — химическая реакция между гидравлическим цементом и водой.
7) Марка бетона значение 28-дневной нормативной прочности на сжатие в МПа (Н / мм2).
6. Проблемы, вызванные железобетоном
1) Трещины будут возникать из-за теплового напряжения, вызванного разницей температур между внешней и внутренней из-за теплоты гидратации бетона.
2). Растрескивание от отложений будет происходить из-за проседания бетона, вызванного укладкой бетонной конструкции большой толщины.
3) Холодные стыки возникнут из-за длительного времени укладки бетона, вызванного большим количеством, характерным для массового бетона.
4) Растрескивание пластической усадки будет происходить из-за большой усадки, вызванной большим объемом бетонной конструкции.
8. Методика заливки массивного бетона
1) Состав бетона
a) Предварительное охлаждение следует проводить до более низкой температуры бетона согласно ACl-305R.
b) Заполнитель следует обрабатывать с помощью непрерывного орошения водой, поскольку температура бетона изменяется на ± 1 градус Цельсия, когда температура заполнителя должна составлять ± 2 градуса Цельсия.
c) Следует использовать охлажденную воду и лед, поскольку температура бетона изменяется на ± 1 ° C, когда температура воды должна быть ± 4.
г) Следует использовать низкотемпературный цемент, потому что температура бетона изменяется на ± 1 градус Цельсия, когда температура воды приближается к ± с градус Цельсия.
e) Добавки, такие как Micro Silica и т. Д., Должны использоваться для поддержания надлежащей температуры бетона во время укладки бетона.
2) Транспортировка
a) Температура свежего бетона во время укладки должна поддерживаться ниже 35 ° C в соответствии с ACl-305.1.
b) Начальник участка должен учитывать, что температура бетона повышается на 2-4 ° C во время транспортировки.
c) Принимая во внимание время ожидания, время размещения, интервал автобетоносмесителя, время прибытия и т. Д., От смешивания бетона на бетонном заводе до укладки отделки на стройплощадке должно быть завершено в течение 90 минут в соответствии с ACI-305
3) Отливка для Массовый бетон
a) Принимая во внимание высоту укладки и рабочие условия, обычно рекомендуется укладка одного слоя на высоту менее 30 см, чтобы предотвратить оседание и увеличить срок службы.
b) Укладка бетона должна выполняться на 10-15 см ниже верхнего стального стержня, чтобы предотвратить образование трещин оседания, а затем продолжать укладку бетона в последний слой.
c) Укладка бетона должна выполняться регулярно с учетом последовательности укладки, такой как высота укладки и направление укладки в соответствии с интервалом плана подачи бетона, чтобы предотвратить холодные швы.
г) Укладка бетона должна быть менее 30 см, и бетонирование должно производиться непрерывно на предыдущий слой в течение 90 минут с соблюдением плана укладки бетона.
4) Консолидация.
a) Вибрация должна быть выбрана в качестве цели для увеличения плотности и прочности бетона, удаления ненужного воздуха в смеси и равномерного распределения заполнителя в соответствии с характеристиками конструкции с учетом воздействия вибрации.
b) Вибрация будет выбрана в соответствии с характеристиками конструкции с учетом воздействия вибрации
9. Методика отверждения
1) Методика отверждения
a) Отверждение должно продолжаться после укладки бетона в случае массивного бетона и площадки Супервайзеру следует знать, что в первые 24 часа после этого возникли трещины, вызванные тепловыми потерями.
b) Температуру атмосферы, относительную влажность, температуру бетона, скорость ветра, вызывающую трещины на бетонной поверхности, следует учитывать во время отверждения.
2) Водное отверждение
a) Водное отверждение — это повышение прочности бетона, а также минимизация трещин в методологии отверждения согласно ACl-308.
1.
b) Раннее отверждение: Сохраняйте влажность без резких термических изменений в течение 24 часов после укладки бетона, чтобы предотвратить растрескивание при изменении температуры.
c) Среднее отверждение: держите отверждение в течение 7 дней с момента укладки бетона и / или выше 70% от требуемой прочности и поддерживайте температуру затвердевающей воды ниже 10 0С.
d) Температура воды для затвердевания держится ниже 10 ° C по сравнению с температурой поверхности, чтобы предотвратить термические трещины от теплового изменения при затвердевании и уложенном бетоне.
e) Последнее отверждение: необходимо сохранить контроль для предотвращения эффекта сухой усадки через 7 дней после укладки бетона.
3) Отвердитель
a) Отвердитель будет наноситься на бетонную конструкцию, которую трудно отверждать водой.
10. Контроль безопасности
Во время работы вы должны соблюдать все меры безопасности, чтобы избежать неожиданных несчастных случаев, связанных с массой или рабочей силой, как профессионал.
1) Административный контроль должен применяться для снижения теплового стресса, например, обеспечение восстановления 2) Все рабочие должны носить средства индивидуальной защиты (защитная каска, защитные очки, защитная обувь, респиратор и т. д.).
3) Патруль безопасности и все другие доступные машины проекта должны использоваться в рабочее время в случае чрезвычайной ситуации или несчастного случая, которые могут произойти, чтобы проинформировать ближайшую бригаду первой помощи для получения помощи и связаться с Отделом безопасности.
4) Оборудование и ручные инструменты должны быть в хорошем рабочем состоянии и проверены перед использованием.Все соединения и шнуры оборудования с электрическим приводом должны быть должным образом изолированы и заземлены, чтобы избежать опасности поражения электрическим током.
5) Транспортировка, погрузка и разгрузка материалов на высоту и с высоты должна производиться на безопасном расстоянии от груза, а груз опускается медленно.
6) Все оборудование и материалы должны быть размещены вдали от места раскопок в соответствии с Руководством по безопасности строительства SA 2011.
7) За 15 минут до времени подрезки все рабочие зоны должны быть очищены от всего мусора и помещены в специально отведенные для этого места для мусора. для отдела безопасности.
8) Собрание ящика с инструментами должно проводиться ежедневно перед началом работы.
9) На всем оборудовании установлена сирена заднего хода, которая служит в качестве предупреждающего сигнала перед тем, как оборудование откатится назад.
10) Все противопожарные зоны должны быть забаррикадированы предупреждающими лентами.
a) Всем сотрудникам будут выданы следующие средства индивидуальной защиты, которые необходимо носить постоянно.
• Защитные каски
• Защитные ботинки
• Защитные очки
• Перчатка
• Пылезащитные маски
• Защитные наушники
• Респираторы по мере необходимости
• Веллингтонские сапоги
• На строительной площадке следует носить хлопчатобумажные комбинезоны с полными рукавами. комбинезоны
0
00
0 Нравится:
Нравится Загрузка…
Массовый бетон — обзор
2.1 Модель механики разрушения для бетона
Нелинейное механическое поведение бетона происходит из-за роста трещин вдоль бетонной массы [36,37]. Для представления этого особого механического поведения особенно подходят модели повреждений, потому что этот подход позволяет согласованно представить деградацию материала, снижая жесткость материала как функцию увеличения деформации. В этом исследовании была принята модель повреждений Mazars [38], которая основана на следующих гипотезах: повреждение является изотропной и скалярной переменной, остаточными деформациями полностью пренебрегают, а повреждение происходит только из-за деформаций удлинения.
Состояние удлинения в данной точке представлено эквивалентной деформацией, как показано ниже:
(5.1) ~ = 1 + 2 + ɛ2 + 2 + ɛ3 + 2
, в котором ɛi + соответствует положительным компонентам основной тензор деформации. Эти компоненты определяются следующим образом: ɛi + = ɛi + ɛi / 2, где ɛi + = ɛi, если ɛi> 0, или ɛi + = 0, если ɛi≤0.
Критерий, используемый для проверки механической целостности материала, определяется следующим образом:
(5.2) f = ɛ ~ -S ~ D <0
Переменная S ~ D представляет значение предельной деформации как функцию состояния повреждения.В начале инкрементно-итерационного процесса S ~ D соответствует значению нормальной деформации прочности бетона на растяжение, ɛ d0 . Для следующих шагов S ~ D обновляется с учетом значения ɛ ~, определенного на последнем шаге сходящейся нагрузки, который учитывает обновленное состояние повреждения. Из-за несимметричного механического поведения бетона при воздействии растягивающих и сжимающих напряжений переменная повреждения состоит из суммы двух независимых частей: растягиваемой части, D , T , и части сжатия, D C .Каждая из этих частей указывает вклады растяжения и сжатия в состояние локальной деформации. Эти части получаются как функция эквивалентной деформации и внутренних параметров модели повреждений, которые определяются как:
(5.3) DT = 1 − ɛd01 − ATɛ ~ −ATeBTɛ ~ −ɛd0DC = 1 − ɛd01 − ACɛ ~ −ACeBCɛ ~ −ɛd0
, в котором ɛ d0 , A T , B T , A C , B C внутренние параметры Mazars критерий повреждения.Индексы T и C обозначают части, растянутые и сжимаемые, соответственно.
После определения каждой части повреждения окончательное значение переменной повреждения составляет:
(5,4) D = αTDT + αCDC
Коэффициенты α T и α C рассчитываются с использованием следующих выражений:
(5. 5) αT = ∑iɛTi + ɛV +, αC = ∑iɛCi + ɛV +
, в котором ɛTi и ɛCi определяются из основных напряжений с учетом упругого материала, а ɛV + представляет собой общее состояние удлинения, что равно:
(5.6) ɛV + = ∑iɛTi ++ ∑iɛCi +
После определения переменной повреждения напряженное состояние конструкции (твердого тела) рассчитывается следующим образом:
(5,7) σ = 1 − DEɛτ = 1 − DGγ
, в котором E и G представляют собой модули продольной и поперечной упругости соответственно, а ɛ и γ представляют собой нормальную и деформационную деформации, соответственно.
Разница между массивным бетоном и железобетоном?
Разница между массивным бетоном и железобетоном?
«любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы потребовать принятия мер, чтобы справиться с выделением тепла из-за гидратации цемента и сопутствующим изменением объема для минимизации растрескивания.”
и железобетон определяется ACI 116R как:
«Конструкционный бетон, армированный не менее чем минимальным количеством предварительно напряженных арматурных элементов или арматуры без предварительного напряжения, как указано в ACI 318.»
Бетон — хороший изолятор. Он не позволяет теплу легко проходить через него. Гидратация цемента — экзотермическая реакция. Когда размеры бетона достаточно велики, тепло, выделяемое во время гидратации цемента, увеличивает температуру сердцевины бетона, тогда как температура поверхности бетона, находящегося в контакте с атмосферой, понижается из-за потери тепла в окружающую среду (в зависимости от условия окружающей среды).
Эта разница температур между сердцевиной бетона и его поверхностью вызывает растягивающие напряжения на поверхности бетона (поскольку сердцевина расширяется из-за повышения температуры), которые при превышении предельной прочности бетона на растяжение вызывают его растрескивание. Такие трещины обычно называют термическими. Термическое растрескивание в основном зависит от содержания цемента (на кубический метр бетона), объема заливки (размеров монолитного бетона), температуры укладки бетона и условий окружающей среды.
Массивный бетон обычно укладывают в плотины, фундаменты мостов, опоры мостов, основания матов, заглушки свай, толстые стены и покрытия туннелей. Массивный бетон может быть или не может быть армирован в зависимости от предполагаемого назначения конструкции. Большая часть массивного бетона обычно укладывается в самотечные плотины, которые не требуют армирования, но даже в этих самотечных плотинах опоры для затворов и желобов водосброса также представляют собой сильно армированный массивный бетон.
Объемная усадка — это еще одно явление, которое может вызвать растрескивание в массивном бетоне из-за термических изменений, автогенной усадки или усадки при высыхании.
Меры, которые предпринимаются для уменьшения трещин в массивном бетоне, заключаются в ограничении содержания цемента (путем замены цемента шлаком / летучей золой или увеличении размера крупных заполнителей), ограничении температуры укладки, системы охлаждения, ограничении размера заливка и надлежащие меры отверждения.
Массовый бетон
Массовый бетон определяется Американским институтом бетона как: «любой объем бетона, в котором комбинация размеров бетонируемого элемента, граничных условий, характеристик бетонной смеси и условий окружающей среды может привести к к нежелательным термическим напряжениям, растрескиванию, вредным химическим реакциям или снижению долговременной прочности в результате повышенной температуры бетона из-за тепла от гидратации.»(ACI 207.1R).
Массивный бетон исторически ассоциировался с крупными конструкциями, такими как плотины, опоры мостов и другие объекты большого объема. Однако из-за все более широкого использования методов ускоренного строительства и высокоэффективных бетонов с высоким содержанием цемента, проблемы с массивным бетоном возникают при типичных местах размещения мостов и зданий. Понимание причин проблем с массивным бетоном (высокие внутренние температуры и растрескивание, связанное с температурой) является ключом к созданию конструкции, которая прослужит долгие годы.
Ресурсы, представленные ниже, предоставляют информацию, касающуюся выбора материалов, методов расчета терморегулятора и методов строительства для укладки массового бетона.
Отраслевые ресурсы
Массовый бетон для зданий и мостов , EB547
Этот документ предоставляет практическое руководство по пониманию массового бетона, как управлять температурой бетона, а также предотвращать или минимизировать растрескивание, связанное с температурой.
Проектирование и контроль бетонных смесей, 15-е издание , EB001
На протяжении более 85 лет эта публикация была основным справочником по бетонным технологиям в цементной и бетонной промышленности.Полностью переработанное 15-е издание, опубликованное в 2011 году, освещает многие достижения, произошедшие за последнее десятилетие, и в то же время предоставляет краткие текущие справочные материалы по основам бетонных технологий и строительства. Эта книга незаменима для всех, кто занимается бетоном.
Гайда, Джон, Массивный бетон — как справиться с теплом?, CTLGroup.
CTLGroup предлагает экспертизу и сборник статей по массовому бетону.
Комитет 207 ACI подробно исследует массовый бетон.
(PDF) Экспериментальный анализ легкого бетона и фибробетона
Дж. Дурга Чайтанья Кумар и Э. Арунаканти
http://www.iaeme.com/IJCIET/index.asp 69 [email protected]
[7] Кавита С. Кене (2012) «Экспериментальное исследование поведения стали и стекловолокна
железобетонных композитов» Bonfring International Journal of Industrial
Engineering and Management Science, Vol. 2, вып.4.
[8] Камал М.М. (2013) «Характеристика переработанного самоуплотняющегося бетона, приготовленного
со стеклянными волокнами» Международный журнал инженерных и прикладных наук ISSN2305-
8269 Vol. 3, №4.
[9] Осман Хамид (2014) «Влияние стальных волокон на поведение легкого бетона
, изготовленного из измельченного глиняного кирпича» Американский журнал гражданского строительства. Vol. 2,
No. 4, pp. 109-116.
[10] Т.Пархизкар, М. Надзими и А.Р. Пурхоршиди «Применение заполнителя пемзы в конструкционном легком бетоне
», Asian Journal of Civil Engineering, Vol. 13, вып. 1. С.
43-54, 2011.
[11] Н. Мангуриу, Г.Н. Мутку, О. Рафаэль, О. Вальтер, О.А. Сильвестр, «Свойства легкого заполнителя пемзы
», Исследования в области гражданского строительства и окружающей среды, Vol. 2, № 10, стр.
58-67, 2012.
[12] М. Невилл, «Свойства бетона», Addison Wesley Longman Ltd, Эссекс, Англия,
2008.
[13] П. Шафиг, U.J. Аленгарам, Х. Махмуд и М.З. Джумаат, «Технические свойства легкого бетона с оболочкой из масличной пальмы
, содержащего летучую золу», Elsevier, Vol. 49, pp. 613-621,
2013.
[14] T.K. Мон, «Характеристики бетона с неразрушенной оболочкой из пальмового масла в виде крупного заполнителя
», Факультет гражданского строительства Universiti Teknologi Malaysia, 2012.
[15] С. Раджешвари и С. Джордж «Экспериментальное исследование легкого бетона по частям
Замена грубого заполнителя с использованием пемзового заполнителя », International Journal of
Scientific Engineering and Research, Vol.4, вып. 5, pp. 50-53, 2015.
[16] M.G. Александер и Сидней Миннесс «Заполнители в бетоне», Тейлор и Фрэнсис
Публикация, Абингдон, 2005.
[17] К. Сатиш и Б. Лейф «Технология науки о легком заполненном бетоне и применение
», Noyes Publications. 2002.
[18] Брайан, С.П. Деннис, «Распространение и использование натурального легкого заполнителя в
западных Соединенных Штатах», Легкий заполнитель в западных Соединенных Штатах, стр.89-193,
1989.
[19] P.L. Оуэнс, «Легкие заполнители для конструкционного бетона», Structural Lightweight
Aggregate Concrete, Chapman & Hall, London, pp. 1-18, 1993.
[20] К.М.А. Хоссейн, «Свойства цемента на основе вулканической пемзы и легкого бетона
». Исследование цемента и бетона, Vol. 34, No. 2, pp. 283-291, 2004.
Сравнительная оценка жизненного цикла многоэтажного деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием программы Athena Impact Estimator для зданий
U.S. Forest Service
Забота о земле и служение людям
Министерство сельского хозяйства США
Сравнительная оценка жизненного цикла высотного массового деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием оценщика воздействия Athena для зданий
Описание
Здания потребляют большое количество материалов и энергии, что делает их одними из самых высоких экологические факторы.Количественная оценка воздействия строительных материалов может иметь решающее значение для разработки эффективной стратегии снижения выбросов парниковых газов. Используя программу оценки воздействия Athena для зданий (IE4B), в этой статье сравниваются результаты оценки жизненного цикла (LCA) от колыбели до могилы для 12-этажного здания, построенного из поперечно-клееной древесины (CLT) и функционально эквивалентного железобетона (RC). строительство. В соответствии с требованиями стандарта EN 15978, воздействия на окружающую среду для стадий A1 – A5 (от продукта к строительству), B2, B4 и B6 (использование), C1 – C4 (окончание срока службы) и D (сверх срока службы здания) были подробно оценены вместе с ресурсоэффективность.По эффективности использования материальных ресурсов общая масса здания CLT была на 33,2% меньше, чем у альтернативного здания RC. Для модулей от A до C и без учета эксплуатационного энергопотребления (B6) результаты LCA показывают снижение заключенного углерода на 20,6%, достигнутое для здания CLT, по сравнению со зданием RC. Для модулей от A до D, без учета B6, оценка воплощенного углерода показала, что для здания CLT было выброшено 6,57 × 105 кг CO 2 экв. , Тогда как для эквивалентного здания RC 2,16 × 10 6 кг CO 2 Было выброшено экв., А выбросы от здания CLT были на 70% ниже, чем от здания RC.Кроме того, 1,84 × 10 6 кг CO 2 экв хранилось в древесном материале, используемом в здании CLT в течение его срока службы. Выбор строительного материала следует рассматривать в связи с острой необходимостью уменьшения воздействия глобального изменения климата.
Примечания к публикации
- Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
- Эту статью написал и подготовил У.S. Государственные служащие в официальное время и поэтому находятся в открытом доступе.
Citation
Chen, Zhongjia; Гу, Хунмэй; Бергман, Ричард; Лян, Шаобо. 2020. Сравнительная оценка жизненного цикла массового высотного деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием программы Athena Impact Estimator для зданий. Устойчивое развитие. 12 (11). 15 шт.
Процитировано
Ключевые слова
Целое здание, поперечно-клееная древесина (CLT), воздействие на окружающую среду, воплощенный углерод, от колыбели до могилы
Связанный поиск
XML: Просмотр XML
Показать больше
Показать меньше
https: // www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/60576
Исследование
оценивает пределы содержания хлоридов для конструкционного железобетона
Разрушение и разрушение бетона является ключевой проблемой для строительных конструкций во всем мире. Основным фактором, способствующим этому, является присутствие хлорид-ионов в бетоне, которое вызывает коррозию арматурной стали внутри. Недавно Национальная ассоциация готовых бетонных смесей (NRMCA) (Силвер-Спринг, Мэриленд, США) завершила исследовательский проект 1 по предельным значениям хлоридов для железобетона в сотрудничестве с международным членом NACE Нилом Берке, FNACE, вице-президентом Tourney Consulting. Group, LLC (Каламазу, Мичиган, США).Исследование, проведенное в лабораториях NRMCA и Tourney, установило взаимосвязь между начальным расчетным общим содержанием хлоридов в компонентах бетона и измеренным содержанием водорастворимых хлоридов в состаренном, затвердевшем бетоне.
По словам исследователей, сильно щелочная среда бетона защищает арматурную сталь от коррозии. Однако когда хлориды концентрируются на стальной арматуре, ее защитный пассивный слой разрушается, и начинается коррозия.Образуется ржавчина, которая занимает больше места, чем оригинальная сталь, и вызывает растрескивание и растрескивание бетонного покрытия. В то время как внешние хлорид-ионы из окружающей среды (например, морская вода и противообледенительные соли) мигрируют через бетон со временем и в конечном итоге достигают арматурной стали, внутренние хлориды, которые происходят из материалов, используемых для производства бетона, присутствуют при заливке бетона.
ACI 318-14 2 предписывает пределы для внутренних водорастворимых хлоридов для бетона, которые определяются на основе веса портландцемента в бетоне.Причина ограничений по хлоридам, объясняет Картик Обла, вице-президент по техническим услугам NRMCA, заключается в защите арматурной стали от коррозии. Согласно NRMCA, 3 коррозия начинается, когда концентрация хлоридов превышает пороговую концентрацию в арматурной стали. Хотя эти значения концентрации хлоридов могут варьироваться, они обычно находятся в диапазоне от 0,05 до 0,1% от веса бетона — примерно от 2 до 4 фунтов / ярд 3 (от 1,2 до 2.4 кг / м 3 ), или от ~ 0,4 до 0,8% от веса цемента (исходя из предположения, что ~ 500 фунтов / ярд 3 [297 кг / м 3 ] цемента).
Пределы содержания хлоридов, установленные ACI 318-14, предназначены для различных атмосферных воздействий. Для класса воздействия C1 — бетон, который подвергается воздействию влаги, но не внешних источников хлоридов — максимальное внутреннее водорастворимое содержание хлорид-иона (по массе цемента) в бетоне составляет 0,3% для железобетона и 0,06% для предварительно напряженного бетона. Для класса воздействия C2 — бетон, который подвергается воздействию влаги, а также внешнего источника хлоридов — максимальное внутреннее водорастворимое содержание хлорид-иона составляет 0,15% для железобетона и 0,06% для предварительно напряженного бетона. Типичные источники водорастворимых хлорид-ионов включают воду, заполнители, вяжущие материалы и примеси.
Obla отмечает, что производители бетона проводят тест на водорастворимые хлориды (в соответствии с ASTM C1218 4 ) на образцах бетона, затвердевших между 28 и 42 днями после заливки, чтобы определить, соответствуют ли бетонные смеси, используемые для зданий, требованиям ACI 318-14 по хлоридам. предел.По его словам, если результаты испытаний превышают критерий предельного содержания хлоридов, производитель бетона должен скорректировать один или несколько ингредиентов в бетонной смеси, а затем повторить испытание. Если бетон был залит до получения результатов теста на содержание хлоридов, жизнеспособность уложенного бетона может быть сомнительной.
Не все хлориды в бетоне способствуют коррозии, говорит Берке. Некоторые хлориды химически связаны в цементной матрице и дополнительных вяжущих материалах и не могут быть извлечены водой.Это означает, что они не могут вызвать коррозию арматурной стали. Некоторые агрегаты также содержат захваченные хлориды, которые, вероятно, не могут вызвать коррозию. Однако водорастворимые хлориды не связываются и могут проходить через капиллярные поры бетона. По оценкам, от 50 до 75% общего содержания хлоридов в бетоне растворимы в воде и способствуют коррозии арматурной стали. 3
С целью сократить время и затраты, добавленные к конкретной работе по тестированию хлоридов, исследователи реализовали первую фазу проекта по оценке пределов содержания хлоридов для железобетона.На этом этапе исследователи работали над установлением взаимосвязи между общим количеством хлоридов в бетоне, рассчитанным на основе уровней хлоридов в отдельных компонентах бетона, и уровнем хлоридов, измеренным с помощью теста на водорастворимые хлориды ASTM C1218.
Берке объясняет, что общее содержание хлоридов в бетонной смеси может быть определено, когда пропорции смеси разрабатываются для проекта бетонного здания. Общее содержание хлоридов определяется на основе измеренного содержания хлоридов в отдельных используемых материалах и их доли в бетонной смеси.Практическая технология NRMCA (TIP) 13 3 обсуждает источники внутренних хлоридов и расчет содержания хлоридов в бетоне из ингредиентов смеси.
Исследователи предполагают, что если исходное рассчитанное общее содержание хлоридов меньше предела хлоридов, указанного в ACI 318-14, то измерение уровня водорастворимых хлоридов для затвердевшего бетона будет ниже, чем исходное рассчитанное общее содержание хлоридов, и соответствовать требованиям строительных норм — и тестирования водорастворимых хлоридов можно избежать.Если начальное рассчитанное общее содержание хлоридов превышает указанный предел, производитель бетона может затем скорректировать предлагаемую бетонную смесь, чтобы обеспечить выполнение требований кодов, а не иметь дело с результатами испытаний уровня водорастворимых хлоридов, не соответствующих спецификациям, во время проекта.
В ходе годичного исследования исследователи протестировали более 500 образцов бетонных смесей, говорит Обла. Бетонные смеси включали многочисленные комбинации портландцемента ASTM C150 5 типа II и типа V, золы-уноса классов C и класса F, микрокремнезема и шлакового цемента с различными соотношениями вода / вяжущий материал и типами заполнителей.В свежезамешанный бетон также добавляли хлорид в различных дозах. Начальное общее содержание хлоридов было рассчитано для образцов, а затем подтверждено с использованием метода измерения содержания растворимых в кислоте хлоридов в соответствии с ASTM C1152. 6 Водорастворимые хлориды измеряли, когда образцы выдерживали от 28 до 42 дней в соответствии со стандартом ASTM C1218, как того требует ACI 318-14.
Результаты исследования показали, что для большинства смесей соотношение исходного рассчитанного общего содержания хлорида и измеренного кислотно-растворимого хлорида было близко к 1. 0, что указывает на то, что рассчитанное общее содержание хлоридов и измеренное общее содержание хлоридов достаточно согласованы. Кроме того, измеренное содержание водорастворимого хлорида было меньше, чем исходное рассчитанное содержание хлорида и измеренное содержание растворимого в кислоте хлорида для каждой смеси, и <60% от исходного рассчитанного содержания хлорида для смесей, в которые не добавлялись хлориды. Это подтверждает предположение исследователей о том, что если исходное рассчитанное общее содержание хлоридов в бетонных смесях меньше установленных пределов содержания водорастворимых хлоридов в затвердевшем бетоне, то бетонная смесь будет соответствовать требованиям норм по пределам содержания хлоридов.Дополнительного времени и затрат на проект можно было бы избежать, если бы не требовалось проводить испытания на содержание водорастворимых хлоридов.
Этот этап исследовательской работы финансировался RMC Research & Education Foundation и ACI Concrete Foundation. Полный отчет можно загрузить на сайте www.nrmca.org/lab.
Список литературы
1 К. Обла, К. Лобо, Р. Хонг, Н. Берке, «Оценка пределов хлоридов для железобетонной фазы А», RMC Research & Education Foundation, Project 14-01, июль 2017.
2 ACI 318-14, «Требования строительных норм и правил для бетонных конструкций и комментарии» (Фармингтон-Хиллз, Мичиган: ACI, 2014).
3 NRMCA TIP 13, «Пределы содержания хлоридов в бетоне» (Silver Spring, MD: NRMCA).
4 ASTM C1218 / C1218M-17, «Стандартный метод испытаний водорастворимого хлорида в строительном растворе и бетоне» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM, 2017).
5 ASTM C150 / C150M — 17, «Стандартные технические условия на портландцемент» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International, 2017).
6 ASTM C1152 / C1152M-04 (2012) e1, «Стандартный метод испытаний кислотно-растворимого хлорида в строительном растворе и бетоне» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International, 2012).
Нравится:
Нравится Загрузка…
Массовый бетон — обзор
2.1 Модель механики разрушения для бетона
Нелинейное механическое поведение бетона происходит из-за роста трещин вдоль бетонной массы [36,37]. Для представления этого особого механического поведения особенно подходят модели повреждений, потому что этот подход позволяет согласованно представить деградацию материала, снижая жесткость материала как функцию увеличения деформации. В этом исследовании была принята модель повреждений Mazars [38], которая основана на следующих гипотезах: повреждение является изотропной и скалярной переменной, остаточными деформациями полностью пренебрегают, а повреждение происходит только из-за деформаций удлинения.
Состояние удлинения в данной точке представлено эквивалентной деформацией, как показано ниже:
(5.1) ~ = 1 + 2 + ɛ2 + 2 + ɛ3 + 2
, в котором ɛi + соответствует положительным компонентам основной тензор деформации. Эти компоненты определяются следующим образом: ɛi + = ɛi + ɛi / 2, где ɛi + = ɛi, если ɛi> 0, или ɛi + = 0, если ɛi≤0.
Критерий, используемый для проверки механической целостности материала, определяется следующим образом:
(5.2) f = ɛ ~ -S ~ D <0
Переменная S ~ D представляет значение предельной деформации как функцию состояния повреждения.В начале инкрементно-итерационного процесса S ~ D соответствует значению нормальной деформации прочности бетона на растяжение, ɛ d0 . Для следующих шагов S ~ D обновляется с учетом значения ɛ ~, определенного на последнем шаге сходящейся нагрузки, который учитывает обновленное состояние повреждения. Из-за несимметричного механического поведения бетона при воздействии растягивающих и сжимающих напряжений переменная повреждения состоит из суммы двух независимых частей: растягиваемой части, D , T , и части сжатия, D C .Каждая из этих частей указывает вклады растяжения и сжатия в состояние локальной деформации. Эти части получаются как функция эквивалентной деформации и внутренних параметров модели повреждений, которые определяются как:
(5.3) DT = 1 − ɛd01 − ATɛ ~ −ATeBTɛ ~ −ɛd0DC = 1 − ɛd01 − ACɛ ~ −ACeBCɛ ~ −ɛd0
, в котором ɛ d0 , A T , B T , A C , B C внутренние параметры Mazars критерий повреждения.Индексы T и C обозначают части, растянутые и сжимаемые, соответственно.
После определения каждой части повреждения окончательное значение переменной повреждения составляет:
(5,4) D = αTDT + αCDC
Коэффициенты α T и α C рассчитываются с использованием следующих выражений:
(5.
5) αT = ∑iɛTi + ɛV +, αC = ∑iɛCi + ɛV +
, в котором ɛTi и ɛCi определяются из основных напряжений с учетом упругого материала, а ɛV + представляет собой общее состояние удлинения, что равно:
(5.6) ɛV + = ∑iɛTi ++ ∑iɛCi +
После определения переменной повреждения напряженное состояние конструкции (твердого тела) рассчитывается следующим образом:
(5,7) σ = 1 − DEɛτ = 1 − DGγ
, в котором E и G представляют собой модули продольной и поперечной упругости соответственно, а ɛ и γ представляют собой нормальную и деформационную деформации, соответственно.
Разница между массивным бетоном и железобетоном?
Разница между массивным бетоном и железобетоном?
«любой объем бетона с размерами, достаточно большими, чтобы потребовать принятия мер, чтобы справиться с выделением тепла из-за гидратации цемента и сопутствующим изменением объема для минимизации растрескивания.”
и железобетон определяется ACI 116R как:
«Конструкционный бетон, армированный не менее чем минимальным количеством предварительно напряженных арматурных элементов или арматуры без предварительного напряжения, как указано в ACI 318.»
Бетон — хороший изолятор. Он не позволяет теплу легко проходить через него. Гидратация цемента — экзотермическая реакция. Когда размеры бетона достаточно велики, тепло, выделяемое во время гидратации цемента, увеличивает температуру сердцевины бетона, тогда как температура поверхности бетона, находящегося в контакте с атмосферой, понижается из-за потери тепла в окружающую среду (в зависимости от условия окружающей среды).
Эта разница температур между сердцевиной бетона и его поверхностью вызывает растягивающие напряжения на поверхности бетона (поскольку сердцевина расширяется из-за повышения температуры), которые при превышении предельной прочности бетона на растяжение вызывают его растрескивание.
Такие трещины обычно называют термическими. Термическое растрескивание в основном зависит от содержания цемента (на кубический метр бетона), объема заливки (размеров монолитного бетона), температуры укладки бетона и условий окружающей среды.
Массивный бетон обычно укладывают в плотины, фундаменты мостов, опоры мостов, основания матов, заглушки свай, толстые стены и покрытия туннелей. Массивный бетон может быть или не может быть армирован в зависимости от предполагаемого назначения конструкции. Большая часть массивного бетона обычно укладывается в самотечные плотины, которые не требуют армирования, но даже в этих самотечных плотинах опоры для затворов и желобов водосброса также представляют собой сильно армированный массивный бетон.
Объемная усадка — это еще одно явление, которое может вызвать растрескивание в массивном бетоне из-за термических изменений, автогенной усадки или усадки при высыхании.
Меры, которые предпринимаются для уменьшения трещин в массивном бетоне, заключаются в ограничении содержания цемента (путем замены цемента шлаком / летучей золой или увеличении размера крупных заполнителей), ограничении температуры укладки, системы охлаждения, ограничении размера заливка и надлежащие меры отверждения.
Массовый бетон
Массовый бетон определяется Американским институтом бетона как: «любой объем бетона, в котором комбинация размеров бетонируемого элемента, граничных условий, характеристик бетонной смеси и условий окружающей среды может привести к к нежелательным термическим напряжениям, растрескиванию, вредным химическим реакциям или снижению долговременной прочности в результате повышенной температуры бетона из-за тепла от гидратации.»(ACI 207.1R).
Массивный бетон исторически ассоциировался с крупными конструкциями, такими как плотины, опоры мостов и другие объекты большого объема. Однако из-за все более широкого использования методов ускоренного строительства и высокоэффективных бетонов с высоким содержанием цемента, проблемы с массивным бетоном возникают при типичных местах размещения мостов и зданий.
Понимание причин проблем с массивным бетоном (высокие внутренние температуры и растрескивание, связанное с температурой) является ключом к созданию конструкции, которая прослужит долгие годы.
Ресурсы, представленные ниже, предоставляют информацию, касающуюся выбора материалов, методов расчета терморегулятора и методов строительства для укладки массового бетона.
Отраслевые ресурсы
Массовый бетон для зданий и мостов , EB547
Этот документ предоставляет практическое руководство по пониманию массового бетона, как управлять температурой бетона, а также предотвращать или минимизировать растрескивание, связанное с температурой.
Проектирование и контроль бетонных смесей, 15-е издание , EB001
На протяжении более 85 лет эта публикация была основным справочником по бетонным технологиям в цементной и бетонной промышленности.Полностью переработанное 15-е издание, опубликованное в 2011 году, освещает многие достижения, произошедшие за последнее десятилетие, и в то же время предоставляет краткие текущие справочные материалы по основам бетонных технологий и строительства. Эта книга незаменима для всех, кто занимается бетоном.
Гайда, Джон, Массивный бетон — как справиться с теплом?, CTLGroup.
CTLGroup предлагает экспертизу и сборник статей по массовому бетону.
Комитет 207 ACI подробно исследует массовый бетон.
(PDF) Экспериментальный анализ легкого бетона и фибробетона
Дж. Дурга Чайтанья Кумар и Э. Арунаканти
http://www.iaeme.com/IJCIET/index.asp 69 [email protected]
[7] Кавита С. Кене (2012) «Экспериментальное исследование поведения стали и стекловолокна
железобетонных композитов» Bonfring International Journal of Industrial
Engineering and Management Science, Vol. 2, вып.4.
[8] Камал М.М. (2013) «Характеристика переработанного самоуплотняющегося бетона, приготовленного
со стеклянными волокнами» Международный журнал инженерных и прикладных наук ISSN2305-
8269 Vol.
3, №4.
[9] Осман Хамид (2014) «Влияние стальных волокон на поведение легкого бетона
, изготовленного из измельченного глиняного кирпича» Американский журнал гражданского строительства. Vol. 2,
No. 4, pp. 109-116.
[10] Т.Пархизкар, М. Надзими и А.Р. Пурхоршиди «Применение заполнителя пемзы в конструкционном легком бетоне
», Asian Journal of Civil Engineering, Vol. 13, вып. 1. С.
43-54, 2011.
[11] Н. Мангуриу, Г.Н. Мутку, О. Рафаэль, О. Вальтер, О.А. Сильвестр, «Свойства легкого заполнителя пемзы
», Исследования в области гражданского строительства и окружающей среды, Vol. 2, № 10, стр.
58-67, 2012.
[12] М. Невилл, «Свойства бетона», Addison Wesley Longman Ltd, Эссекс, Англия,
2008.
[13] П. Шафиг, U.J. Аленгарам, Х. Махмуд и М.З. Джумаат, «Технические свойства легкого бетона с оболочкой из масличной пальмы
, содержащего летучую золу», Elsevier, Vol. 49, pp. 613-621,
2013.
[14] T.K. Мон, «Характеристики бетона с неразрушенной оболочкой из пальмового масла в виде крупного заполнителя
», Факультет гражданского строительства Universiti Teknologi Malaysia, 2012.
[15] С. Раджешвари и С. Джордж «Экспериментальное исследование легкого бетона по частям
Замена грубого заполнителя с использованием пемзового заполнителя », International Journal of
Scientific Engineering and Research, Vol.4, вып. 5, pp. 50-53, 2015.
[16] M.G. Александер и Сидней Миннесс «Заполнители в бетоне», Тейлор и Фрэнсис
Публикация, Абингдон, 2005.
[17] К. Сатиш и Б. Лейф «Технология науки о легком заполненном бетоне и применение
», Noyes Publications. 2002.
[18] Брайан, С.П. Деннис, «Распространение и использование натурального легкого заполнителя в
западных Соединенных Штатах», Легкий заполнитель в западных Соединенных Штатах, стр.89-193,
1989.
[19] P.L. Оуэнс, «Легкие заполнители для конструкционного бетона», Structural Lightweight
Aggregate Concrete, Chapman & Hall, London, pp.
1-18, 1993.
[20] К.М.А. Хоссейн, «Свойства цемента на основе вулканической пемзы и легкого бетона
». Исследование цемента и бетона, Vol. 34, No. 2, pp. 283-291, 2004.
Сравнительная оценка жизненного цикла многоэтажного деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием программы Athena Impact Estimator для зданий
U.S. Forest Service
Забота о земле и служение людям
Министерство сельского хозяйства США
Сравнительная оценка жизненного цикла высотного массового деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием оценщика воздействия Athena для зданий
Описание
Здания потребляют большое количество материалов и энергии, что делает их одними из самых высоких экологические факторы.Количественная оценка воздействия строительных материалов может иметь решающее значение для разработки эффективной стратегии снижения выбросов парниковых газов. Используя программу оценки воздействия Athena для зданий (IE4B), в этой статье сравниваются результаты оценки жизненного цикла (LCA) от колыбели до могилы для 12-этажного здания, построенного из поперечно-клееной древесины (CLT) и функционально эквивалентного железобетона (RC). строительство. В соответствии с требованиями стандарта EN 15978, воздействия на окружающую среду для стадий A1 – A5 (от продукта к строительству), B2, B4 и B6 (использование), C1 – C4 (окончание срока службы) и D (сверх срока службы здания) были подробно оценены вместе с ресурсоэффективность.По эффективности использования материальных ресурсов общая масса здания CLT была на 33,2% меньше, чем у альтернативного здания RC. Для модулей от A до C и без учета эксплуатационного энергопотребления (B6) результаты LCA показывают снижение заключенного углерода на 20,6%, достигнутое для здания CLT, по сравнению со зданием RC. Для модулей от A до D, без учета B6, оценка воплощенного углерода показала, что для здания CLT было выброшено 6,57 × 105 кг CO 2 экв.
, Тогда как для эквивалентного здания RC 2,16 × 10 6 кг CO 2 Было выброшено экв., А выбросы от здания CLT были на 70% ниже, чем от здания RC.Кроме того, 1,84 × 10 6 кг CO 2 экв хранилось в древесном материале, используемом в здании CLT в течение его срока службы. Выбор строительного материала следует рассматривать в связи с острой необходимостью уменьшения воздействия глобального изменения климата.Примечания к публикации
- Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
- Эту статью написал и подготовил У.S. Государственные служащие в официальное время и поэтому находятся в открытом доступе.
Citation
Chen, Zhongjia; Гу, Хунмэй; Бергман, Ричард; Лян, Шаобо. 2020. Сравнительная оценка жизненного цикла массового высотного деревянного здания с эквивалентной альтернативой из железобетона с использованием программы Athena Impact Estimator для зданий. Устойчивое развитие. 12 (11). 15 шт.
Процитировано
Ключевые слова
Целое здание, поперечно-клееная древесина (CLT), воздействие на окружающую среду, воплощенный углерод, от колыбели до могилы
Связанный поиск
XML: Просмотр XML
, Тогда как для эквивалентного здания RC 2,16 × 10 6 кг CO 2 Было выброшено экв., А выбросы от здания CLT были на 70% ниже, чем от здания RC.Кроме того, 1,84 × 10 6 кг CO 2 экв хранилось в древесном материале, используемом в здании CLT в течение его срока службы. Выбор строительного материала следует рассматривать в связи с острой необходимостью уменьшения воздействия глобального изменения климата.Показать больше
Показать меньше
https: // www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/60576
Исследование
оценивает пределы содержания хлоридов для конструкционного железобетона
Разрушение и разрушение бетона является ключевой проблемой для строительных конструкций во всем мире. Основным фактором, способствующим этому, является присутствие хлорид-ионов в бетоне, которое вызывает коррозию арматурной стали внутри. Недавно Национальная ассоциация готовых бетонных смесей (NRMCA) (Силвер-Спринг, Мэриленд, США) завершила исследовательский проект 1 по предельным значениям хлоридов для железобетона в сотрудничестве с международным членом NACE Нилом Берке, FNACE, вице-президентом Tourney Consulting.
Group, LLC (Каламазу, Мичиган, США).Исследование, проведенное в лабораториях NRMCA и Tourney, установило взаимосвязь между начальным расчетным общим содержанием хлоридов в компонентах бетона и измеренным содержанием водорастворимых хлоридов в состаренном, затвердевшем бетоне.
По словам исследователей, сильно щелочная среда бетона защищает арматурную сталь от коррозии. Однако когда хлориды концентрируются на стальной арматуре, ее защитный пассивный слой разрушается, и начинается коррозия.Образуется ржавчина, которая занимает больше места, чем оригинальная сталь, и вызывает растрескивание и растрескивание бетонного покрытия. В то время как внешние хлорид-ионы из окружающей среды (например, морская вода и противообледенительные соли) мигрируют через бетон со временем и в конечном итоге достигают арматурной стали, внутренние хлориды, которые происходят из материалов, используемых для производства бетона, присутствуют при заливке бетона.
ACI 318-14 2 предписывает пределы для внутренних водорастворимых хлоридов для бетона, которые определяются на основе веса портландцемента в бетоне.Причина ограничений по хлоридам, объясняет Картик Обла, вице-президент по техническим услугам NRMCA, заключается в защите арматурной стали от коррозии. Согласно NRMCA, 3 коррозия начинается, когда концентрация хлоридов превышает пороговую концентрацию в арматурной стали. Хотя эти значения концентрации хлоридов могут варьироваться, они обычно находятся в диапазоне от 0,05 до 0,1% от веса бетона — примерно от 2 до 4 фунтов / ярд 3 (от 1,2 до 2.4 кг / м 3 ), или от ~ 0,4 до 0,8% от веса цемента (исходя из предположения, что ~ 500 фунтов / ярд 3 [297 кг / м 3 ] цемента).
Пределы содержания хлоридов, установленные ACI 318-14, предназначены для различных атмосферных воздействий. Для класса воздействия C1 — бетон, который подвергается воздействию влаги, но не внешних источников хлоридов — максимальное внутреннее водорастворимое содержание хлорид-иона (по массе цемента) в бетоне составляет 0,3% для железобетона и 0,06% для предварительно напряженного бетона.
Для класса воздействия C2 — бетон, который подвергается воздействию влаги, а также внешнего источника хлоридов — максимальное внутреннее водорастворимое содержание хлорид-иона составляет 0,15% для железобетона и 0,06% для предварительно напряженного бетона. Типичные источники водорастворимых хлорид-ионов включают воду, заполнители, вяжущие материалы и примеси.
Obla отмечает, что производители бетона проводят тест на водорастворимые хлориды (в соответствии с ASTM C1218 4 ) на образцах бетона, затвердевших между 28 и 42 днями после заливки, чтобы определить, соответствуют ли бетонные смеси, используемые для зданий, требованиям ACI 318-14 по хлоридам. предел.По его словам, если результаты испытаний превышают критерий предельного содержания хлоридов, производитель бетона должен скорректировать один или несколько ингредиентов в бетонной смеси, а затем повторить испытание. Если бетон был залит до получения результатов теста на содержание хлоридов, жизнеспособность уложенного бетона может быть сомнительной.
Не все хлориды в бетоне способствуют коррозии, говорит Берке. Некоторые хлориды химически связаны в цементной матрице и дополнительных вяжущих материалах и не могут быть извлечены водой.Это означает, что они не могут вызвать коррозию арматурной стали. Некоторые агрегаты также содержат захваченные хлориды, которые, вероятно, не могут вызвать коррозию. Однако водорастворимые хлориды не связываются и могут проходить через капиллярные поры бетона. По оценкам, от 50 до 75% общего содержания хлоридов в бетоне растворимы в воде и способствуют коррозии арматурной стали. 3
С целью сократить время и затраты, добавленные к конкретной работе по тестированию хлоридов, исследователи реализовали первую фазу проекта по оценке пределов содержания хлоридов для железобетона.На этом этапе исследователи работали над установлением взаимосвязи между общим количеством хлоридов в бетоне, рассчитанным на основе уровней хлоридов в отдельных компонентах бетона, и уровнем хлоридов, измеренным с помощью теста на водорастворимые хлориды ASTM C1218.
Берке объясняет, что общее содержание хлоридов в бетонной смеси может быть определено, когда пропорции смеси разрабатываются для проекта бетонного здания. Общее содержание хлоридов определяется на основе измеренного содержания хлоридов в отдельных используемых материалах и их доли в бетонной смеси.Практическая технология NRMCA (TIP) 13 3 обсуждает источники внутренних хлоридов и расчет содержания хлоридов в бетоне из ингредиентов смеси.
Исследователи предполагают, что если исходное рассчитанное общее содержание хлоридов меньше предела хлоридов, указанного в ACI 318-14, то измерение уровня водорастворимых хлоридов для затвердевшего бетона будет ниже, чем исходное рассчитанное общее содержание хлоридов, и соответствовать требованиям строительных норм — и тестирования водорастворимых хлоридов можно избежать.Если начальное рассчитанное общее содержание хлоридов превышает указанный предел, производитель бетона может затем скорректировать предлагаемую бетонную смесь, чтобы обеспечить выполнение требований кодов, а не иметь дело с результатами испытаний уровня водорастворимых хлоридов, не соответствующих спецификациям, во время проекта.
В ходе годичного исследования исследователи протестировали более 500 образцов бетонных смесей, говорит Обла. Бетонные смеси включали многочисленные комбинации портландцемента ASTM C150 5 типа II и типа V, золы-уноса классов C и класса F, микрокремнезема и шлакового цемента с различными соотношениями вода / вяжущий материал и типами заполнителей.В свежезамешанный бетон также добавляли хлорид в различных дозах. Начальное общее содержание хлоридов было рассчитано для образцов, а затем подтверждено с использованием метода измерения содержания растворимых в кислоте хлоридов в соответствии с ASTM C1152. 6 Водорастворимые хлориды измеряли, когда образцы выдерживали от 28 до 42 дней в соответствии со стандартом ASTM C1218, как того требует ACI 318-14.
Результаты исследования показали, что для большинства смесей соотношение исходного рассчитанного общего содержания хлорида и измеренного кислотно-растворимого хлорида было близко к 1.
0, что указывает на то, что рассчитанное общее содержание хлоридов и измеренное общее содержание хлоридов достаточно согласованы. Кроме того, измеренное содержание водорастворимого хлорида было меньше, чем исходное рассчитанное содержание хлорида и измеренное содержание растворимого в кислоте хлорида для каждой смеси, и <60% от исходного рассчитанного содержания хлорида для смесей, в которые не добавлялись хлориды. Это подтверждает предположение исследователей о том, что если исходное рассчитанное общее содержание хлоридов в бетонных смесях меньше установленных пределов содержания водорастворимых хлоридов в затвердевшем бетоне, то бетонная смесь будет соответствовать требованиям норм по пределам содержания хлоридов.Дополнительного времени и затрат на проект можно было бы избежать, если бы не требовалось проводить испытания на содержание водорастворимых хлоридов.
Этот этап исследовательской работы финансировался RMC Research & Education Foundation и ACI Concrete Foundation. Полный отчет можно загрузить на сайте www.nrmca.org/lab.
Список литературы
1 К. Обла, К. Лобо, Р. Хонг, Н. Берке, «Оценка пределов хлоридов для железобетонной фазы А», RMC Research & Education Foundation, Project 14-01, июль 2017.
2 ACI 318-14, «Требования строительных норм и правил для бетонных конструкций и комментарии» (Фармингтон-Хиллз, Мичиган: ACI, 2014).
3 NRMCA TIP 13, «Пределы содержания хлоридов в бетоне» (Silver Spring, MD: NRMCA).
4 ASTM C1218 / C1218M-17, «Стандартный метод испытаний водорастворимого хлорида в строительном растворе и бетоне» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM, 2017).
5 ASTM C150 / C150M — 17, «Стандартные технические условия на портландцемент» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International, 2017).
6 ASTM C1152 / C1152M-04 (2012) e1, «Стандартный метод испытаний кислотно-растворимого хлорида в строительном растворе и бетоне» (Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International, 2012).