Арматура фундамента: Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома

Содержание

Какая арматура нужна для фундамента — как выбрать арматуру для фундамента

Создание фундамента для бани процесс не простой, он требует внимательного отношения и изучения всех деталей. Любой начинающий строитель имеет общие представления о создании фундамента и знает о этапах работы, но в этой статье мы бы хотели подробно остановиться на таком моменте как выбор материалов.

Как устроено ленточное основание

Такая основа, по сути, является железобетонной полосой, проходящей по внешней части здания и под несущими стенами внутри.

При сжатиях бетонные конструкции могут выдерживать в 50 раз больше, чем при растяжениях. И верхняя, и нижняя часть конструкции испытывает перегрузки, поэтому необходимо выполнять армирование обоих частей. На среднюю часть ничто почти не оказывает нагрузок. Металлическая арматура помогает решить эти проблемы.

Для обеспечения прочности, надёжности, долговечности здания, любое основание надо армировать. Ведь фундамент подвергается различным нагрузкам. Это и вес всего дома, и различные подвижки почвы. Схема армирования ленточного фундамента напоминает скелет конструкции, который собирается из стальных прутов. Для того, чтобы выбрать необходимую схему для него, надо понимать, что оно собой представляет.

Армирование ленточного фундамента можно легко выполнить своими руками, не привлекая специалистов. Важно, прежде всего, правильно подобрать необходимый диаметр арматуры

Арматура для фундамента: виды и маркировка изделий

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

При ширине ленты в 400 мм достаточно установить по два продольных прута снизу и сверху. На слабых и подвижных почвах либо при возведении тяжелых домов количество прутков можно увеличить до 3-4.

Для примера будет рассмотрен расчет арматуры на обустройство ленты под дом 600х600 см с одной несущей внутренней стеной. Суммарная длина ленты составит 30 м.

На продольное армирование в 4 прута уйдет 120 пог.м изделий. Поперечные и вертикальные стержни можно монтировать с 50-сантиметровым шагом. При высоте ленты 700 мм и ширине 300 мм с учетом 5-сантиметровых отступов от поверхности конструкции обустройство каждого соединения потребует использования 160 см гладкой 6-миллиметровой арматуры.

На каждую из 4 связок соединения уйдет 300 мм проволоки. Суммарный расход вязального материала в приведенном примере составит 73,2 м.

Как вязать арматуру

После того, как вы приобретете достаточное количество выбранной вами арматуры, и определите день для работы, вам необходимо будет ее тщательно связать в определенный каркас и только после этого уложить в опалубку. Существует несколько видов вязки и для каждого типа фундамента она своя, поэтому мы в статье расскажем обо всех методах и опишем ход работы. Надо сразу сказать, что каркас связывается за пределами траншеи – на земле и только готовые его части или он весь целиком укладывается в опалубку.

Иногда можно использовать арматурную сетку

Итак, расскажем о том, чем связывают между собой прутья арматуры:

  • Для работы можно использовать стальную проволоку сечением 1,2 – 1,4 см, большим сечением брать не стоит, так как с ним тяжело работать. ( если проволока плохо гнется, то ее можно нагревать над костром, тогда она станет значительно пластичнее)
  • Самым простым в работе является пластиковый хомут с петлей, его вяжут без дополнительных инструментов, что очень ускоряет процесс. (зимой использовать этот метод нельзя – от мороза пластик сразу приходит в негодность)
  • Можно использовать металлокорд, для этого надо сжечь старые покрышки и от них останутся тонкие металлические отрезки проволоки. Такой метод позволяет значительно сэкономить, так как покрышки можно раздобыть бесплатно. (покрышки должны быть отечественного производства – в импортных часто используют пластик)

Кроме проволоки или хомутов для работы может понадобиться специальный металлический крючок, который можно купить на рынке или сделать самому. Некоторые умельцы делают насадку в виде крюка и устанавливают ее на шуруповерт – таким образом, скорость работы становится в два раза быстрее. Но все эти методы требуют хотя бы небольшого опыта и определенной сноровки. Если у вас есть знакомые строители, которые вам покажут все нюансы на практике, то вы быстро научитесь.

Если есть опыт, то для вязки арматуры можно использовать крючок

Но если со сноровкой дела обстоят не очень хорошо, то не стоит тратить время на изобретение велосипеда, лучше обратиться к более простому методу. Сегодня в магазинах продаются специальные пистолеты для вязки арматуры – им вполне можно воспользоваться. Процесс пойдет быстрее, а результат будет аккуратным.

Существует много способов вязать арматуру

Для удобства работы надо сделать специальный деревянный каркаса, то есть сбить между собой перпендикулярно друг другу две доски. И укладывая на них прутья арматуры, также перпендикулярно – связывать их в месте пересечения. Для этого проволоку складываем пополам – петелькой и перевязываем ее пересечение прутьев:

  • Можно просовывать два конца проволоки в петельку и загибать их за прут.
  • А можно с помощью крючка перевязывать оба конца между собой.

Если вы используете пластиковые хомуты, то тут еще все проще, надо только потуже затягивать запорный механизм на хомуте и все. В заключении надо сказать, что при обвязке у вас не должны оставаться слишком длинные хвосты проволоки, так как они могут в последствие торчать из конструкции и нарушать ее целостность.

Как сделать фундамент своими руками

Рассмотрим процесс самостоятельного сооружения фундамента под каркасный домик в виде бетонных столбов. Для этого потребуется садовый бур диаметром 200 мм, которым бурятся скважины глубиною 1-1,2 м. Места скважин:

  • под углами здания;
  • под пересечением стен;
  • в промежутках через каждые 1,5-3 м.

В скважины засыпается щебень мелкой фракции или крупнозернистый песок. Подушка обязательно утрамбовывается. Отдельно готовится арматурный каркас в каждую скважину. Обычно для этого используют стальную арматуру диаметром 10-12 мм и катанку 6 мм. Арматура – это продольные элементы. Их обычно три или четыре в каждом армокаркасе. То есть конструкция может быть треугольного или квадратного сечения. Катанка – это поперечные элементы. Все соединения производятся электросваркой.

Предварительно в скважины устанавливается рубероид, скрученный в цилиндры. Это гидроизоляция будущих опор. Можно для этого использовать пластиковые или асбестовые трубы. Далее внутрь устанавливают подготовленные арматурные каркасы.

Следующий этап – заливка бетона. Его рецептура классическая для фундаментов: 1 часть цемента, две части песка, три части щебня. Залитый бетонный раствор обязательно утрамбовывается. Задача этой операции – выдавить из смеси попавший внутрь воздух. После высыхания воздушные пузыри снизят прочность столбов, поэтому от них надо обязательно избавиться.

Обычно опоры возводят с небольшим возвышением над грунтом – 10-20 см. Поэтому трубы под заливку бетона устанавливают именно с учетом этого размера. Обычно в бетонный раствор, залитый в опоры, устанавливают закладную металлическую деталь. Крепят ее к армокаркасу. К ней в будущем будет крепиться нижняя обвязка каркаса дома.

Через 28 дней, когда бетон наберет свою прочность. Можно переходить к возведению каркасника.

Выбор фундамента для дома из газобетонных блоков

Возведение бетонного фундамента для забора

Какой марки бетон нужен для фундамента частного дома

Особенности монолитно-каркасного строительства

Похожие публикации:

  1. Как правильно пристроить фундамент к существующему дому
  2. Постройка монолитного дома из бетона своими руками
  3. Как самому правильно залить ленточный фундамент под дом
  4. Технология постройки мелкозаглубленного ленточного фундамента

Расчет количества арматуры

Сначала определяется периметр будущей конструкции дома, и учитывается количество продольных рядов прутьев. В качестве примера можно взять здание размером 8 на 12 м, фундамент ленточного типа шириной 40 см и высотой — 100 см (грунт на участке — пучинистый). Общая длина несущей стены по периметру составляет 40 м (8+8+12+12).

  • При создании основания ленточного типа обязательно монтируются две арматурные сетки, из которых нижняя предупреждает разрыв бетона при просадках грунта, верхняя — при его пучении.
  • Оптимальный шаг сетки составляет 0,2 м. Для ленточного основания потребуется по 2 продольных прутка, которые располагаются в каждом слое арматурного каркаса.

Арматурная сетка не обязательно набирается на месте – гораздо проще использовать уже готовую

  • Диаметр стержня выбирается в зависимости от стенового материала, который создает нагрузки на основание. Коробка деревянного дома не тяжелая по сравнению с кирпичной, поэтому вполне подойдут прутки диаметром 12 мм. Всего для армирования фундамента двух длинных сторон здания потребуется 96 метров стержней (2*12*2*2). На короткие стороны придется потратить 64 м (2*8*2*2). Также следует учитывать стыки, где выполняется запуск арматуры. Как правило, к общему метражу достаточно добавить 10-15%. Получится цифра — 160*10%=16 метров. Всего на продольные элементы расчетная длина составляет 176 метров (96+64+16).
  • Поперечные связующие элементы диаметром 10 мм располагается друг от друга на расстоянии 50 см. Их количество составляет 80 штук — периметр фундамента следует разделить на шаг укладки (40/0,5). Длина стержней равна ширине ленты 40 см. Общее количество по длине составляет 32 метра (80*0,4).
  • Вертикальные связи выполняются из прутка диаметром 10 мм. Высота армирования такое же, как у ленты — 100 см. Определяется количество стальных стержней по числу пересечений: 80 поперечных элементов умножается на 4 продольных элементов, в результате получается 288 шт. При длине каждого отрезка 1 м общая длина составляет 288 метров.

Готовый арматурный каркас ленточного фундамента

Подведя итоги всех подсчетов, получается, что для создания армированного каркаса под дом размерами 8х12 потребуется приобрести:

  • 176 метров стальных элементов класса A-III диаметром 12 мм.
  • 320 метров стержней класса А-I диаметром 10 мм (32+288).

Масса арматуры для ленточного фундамента определяется согласно ГОСТ 2590. Погонный метр прутка 12 мм весит 0,888 кг, 6 мм – 0,222 кг. Общая масса составляет: 176*0,888=156,29 кг, 320*0,222=71,04 кг. Всего арматура весит 227,33 кг.

Соединяются поперечные и продольные элементы с помощью вязальной проволоки. Метод вязки выполняется следующим образом: на стыке проволока затягивается, а выступающие концы скручиваются плоскогубцами, специальным крюком, шуруповертом. Специалисты применяют специальные пистолеты, с помощью которых значительно ускоряется процесс.

Смотрите также:

  • Тонкости в остеклении «хрущевских» балконов
  • Из чего делают фарфор?
  • Столешницы из жидкого камня
  • Каменная столешница для кухни
  • Уголок на кухню
  • Диван для кухни: какую модель выбрать
  • Сборка металлического каркаса

    Арматура в фундаменте устанавливается по-разному. Как правило, изначально собирается металлический каркас из арматуры, который затем устанавливается в опалубку. Способ сборки каркаса тоже может быть различным.

    При промышленном строительстве зданий и сооружений металлические прутки собираются в каркас при помощи точечной сварки. Это позволяет быстро собирать металлическую конструкцию. Однако такой способ имеет свои нюансы. Во-первых, сварить каркас можно только из тех стержней, которые имеют в маркировке букву «С». Во-вторых, с помощью сварки получается жесткое соединение, что относится к недостаткам. Постоянное воздействие нагрузки требует наличия люфта в местах соединения, что исключается при сварке. В-третьих, в месте сваривания прутки теряют свою первоначальную прочность.

    Вторым популярным способом создания каркаса является вязка стальных стержней. Для выполнения процесса используется специальная вязальная проволока. С ее помощью создаются и закручиваются петли в местах пересечения стальных стержней.

    Обвязка фундамента, в отличие от сваренного каркаса, имеет люфт, что оставляет небольшую свободу движения. Изготавливать ее можно из любой арматуры, а прочность прутков сохраняется на первоначальном уровне.

    Можно ли использовать композитную полимерную арматуру для фундамента?

    Свойства арматуры этого типа регламентирует ГОСТ 31938-2012, согласно которому она разделяется по виду армирующего наполнителя на стекло- (АСК), угле- (АУК), арамидо- (ААК), базальтокомпозитную (АБК), комбинированную (АКК). Диапазон номинальных диаметров – 4-32 мм.

    По характеристикам эти типы арматуры достаточно сильно различаются:

    • предел прочности при растяжении у СК изделий – 800 МПа и более, у УК – не менее 1400 МПа;
    • модуль упругости при растяжении у стеклокомпозитной арматуры в 2,5 раза меньше, чем у углекомпозитной;
    • предел прочности на поперечный срез – у СК арматуры составляет не менее 150 МПа, у УК – более 350 МПа;
    • предел прочности при сжатии у всех типов полимерной арматуры составляет 300 МПа и более.

    Внимание! ГОСТ 31938-2012 регламентирует только характеристики продукции, а рецептуру производители определяют самостоятельно.

    Сравнение свойств полимерной композитной и стальной арматуры позволит определить, какая из них лучше в конкретном случае.

    • Токопроводимость стали не всегда является недостатком, например, ее можно использовать для устройства заземляющего контура. Полимерные материалы – диэлектрики. Полная инертность к магнитным полям и способность без потерь пропускать радиоволны в широком частотном диапазоне обеспечивают применение этой продукции в строительстве лабораторий и подобных сооружений.
    • Удельный вес полимерной арматуры в 4-5 раз меньше аналогичного показателя стальной. Но это свойство играет роль только при транспортировке. Для самой строительной конструкции такая разница в массе значения не имеет.
    • Если стальные стержни гнут непосредственно на месте проведения работ, то полимерным изделиям можно придавать определенную форму только в производственных условиях.
    • Большой плюс полимеров – коррозионная стойкость. Одно из применений этой продукции – создание сеток из полимерных прутов для дополнительного наружного укрепления фундамента, находящегося в агрессивной среде. При наличии расстояния между арматурой и поверхностью бетона стальные стержни также не разрушаются.
    • Минус полимерных изделий – намного больший коэффициент удлинения, по сравнению со стальной продукцией. Это свойство может стать причиной провисания ленточного или плитного фундаментов.
    • Более низкая, по сравнению со стальной, теплопроводность полимеров – плюс в холодных регионах, поскольку такая арматура не создает мостиков холода. Однако температуры ниже -15°C эти материалы не выдерживают – начинается процесс охрупчивания. Верхний предел составляет +120°C, при таких температурах термореактивная смола начинает плавиться, что приводит к потере формы прутка.

    Вывод! Композитная арматура может использоваться для армирования фундаментов, но только в том случае, если в сопроводительной документации на продукцию есть указание такой возможности.

    Как армируется фундамент

    Технология укладки прутьев зависит от того, какой тип фундамента был выбран изначально. Поэтому схема для каждого вида может быть различной. Рассмотрим более подробно какую выбрать арматуру для фундамента различных типов и какие конструкции каркаса следует использовать в каждом конкретном случае.

    Особенности арматуры для ленточных оснований

    Это наиболее популярный тип основания, поскольку стоимость ленточного фундамента является ниже плитного, но при этом он позволяет обустроить цокольный этаж. Ленточный фундамент должен быть рассчитан таким образом, чтобы его высота значительно превышала длину. В сравнении с плитами лента является менее подверженной изгибам и деформациям, а потому прутья для ленточного фундамента можно выбирать с меньшим сечением. Обычно арматура для ленточного фундамента используется с сечением в 10-12 миллиметров.

    Независимо от того, какой высоты будет лента, ее обустройство осуществляется с использованием двух армирующих поясов. При этом размещать каркас необходимо на расстоянии около 50 мм от поверхности бетона. Это позволит арматуре принять на себя максимальную нагрузку, появляющуюся при деформациях основания.

    Поскольку вертикальные стержни и поперечины нагрузки не несут, а необходимы лишь для скрепления конструкции, то для них может использоваться более тонкая арматура с гладкой поверхностью.

    Если лента имеет в ширину 400 мм, то достаточно будет установить два продольных прута сверху и столько же снизу по всей поверхности ленты. Если же речь идет о слабых почвах с большой подвижностью, то в таких случаях арматура для ленточных фундаментов должна использоваться в большем количестве, в среднем 3-4 прутка.

    Армирование плитного фундамента

    Строительство плитного фундамента – это наиболее дорогостоящий вариант, поскольку он предусматривает наибольшее количество стройматериалов. В то же время, именно плитный фундамент является наиболее прочным и надежным вариантом.

    В данном случае используются стержни, имеющие диаметр 12-16 мм и ребристую поверхность. Окончательный диаметр выбирается, исходя из мощности здания и типа грунта, на котором оно будет построено. Следует помнить, что чем в более тяжелых условиях проходит строительство, тем толще должны быть стержни.

    Процесс армирования предусматривает укладку двух стальных поясов, созданных посредством скрепления арматурных стержней под прямым углом. Таким образом получается ячеистая конструкция, каждая клетка которой имеет размер 20 см.

    Свайный фундамент

    Свайный фундамент цена которого является наиболее приемлемой, является отличным решением для каркасно-щитовых домов, одноэтажных построек и домов с мансардой. Для изготовления столбчатых оснований обычно используются пруты, диаметром 10-12 мм. При этом их поверхность должна быть ребристой. В качестве горизонтальных перемычек можно использовать прутки, толщиной 4-6 мм. На них не будет приходиться давления, они необходимы лишь для того, чтобы создать единую конструкцию каркаса.

    В зависимости от диаметра столба, каркас может предполагать использование 2-4 прутьев. В некоторых случаях количество стержней может быть увеличено. По длине они должны строго соответствовать высоте самого столба. Прутья следует располагать таким образом, чтобы они находились не ближе 5 см к стенке сваи.

    Расчёт армирования плитного основания

    Армирование плиты подбирают с учетом ее толщины. Если она меньше 15 см, укладывают одну сетку с ячейкой 15-20 см, при большем значении – две. Каркас сваривают из стержней диаметром 12-16 мм, соединяют с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размерами сечения до 10 мм.

    Плитный фундаментИсточник

    Расчет плиты выполняют по Своду Правил 50-101-2004 и “Руководству по проектированию плитных фундаментов”. Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на грунт и изгибающих усилий.

    Ширина фундаментной плиты больше размера дома на 10 см. Для арматурной сетки определяют количество стержней в обоих направлениях. Если используют два каркаса, удваивают число прутков.

    Чтобы найти, сколько потребуется арматуры для соединений, определяют число сочленений в сетке. Его умножают на длину хомута, равную толщине плиты за вычетом защитного слоя бетона.

    Армирование плитного фундаментаИсточник

    Теперь можно рассчитать необходимое количество арматуры, заложив запас около 5%. По сортаменту стали находят ее вес.

    Онлайн калькулятор плитного фундамента

    Чтобы узнать примерную стоимость плитного фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором:

    Виды арматуры

    Существует два вида арматуры:

    • Металлическая.
    • Композитная.

    Первый вид — всем знакомые стальные горячекатаные прутки с насечкой, позволяющей получить надежное сцепление с бетоном. Существуют стержни разного диаметра, от 6 до 80 мм, предназначенные для эксплуатации в соответствующих условиях.

    Для вспомогательной арматуры могут быть использованы как рифленые, так и гладкие стержни меньшего диаметра.

    Композитная арматура — это целая группа, которая изготавливается из углепластика, базальтопластика и стеклопластика. Последний является наиболее распространенным и доступным вариантом. Он выгоднее металлического аналога с точки зрения стоимости, не поддается коррозии, не реагирует на электрохимические воздействия.

    Однако, неспособность сгибаться усложняет сборку каркасов на изгибах или примыканиях, что уменьшает надежность этих узлов и повышает трудоемкость сборки. Диаметры стержней находятся в диапазоне от 3,5 до 48 мм.

    ВАЖНО!

    Свойства композитной арматуры более удачны, чем у металлических стержней, но отсутствие длительного опыта пользования заставляет строителей с осторожностью относиться к выбору этого материала.

    Арматура для фундамента одноэтажного дома: параметры укладки

    Если вы самостоятельно хотите возводить фундамент, то вам потребуется знать ряд определенных параметром и требований, которые стоит учитывать при укладке металлического усиления. На первоначальном этапе будут рассчитываться все воздействующие нагрузки. Далее, исходя из полученных данных, необходимо подобрать подходящий класс и диаметр стержней. При строительстве обычного одноэтажного дома используется продукция с толщиной от 10 до 15 миллиметров. Если грунт достаточно неустойчив, а дом с большими нагрузками, то рекомендуется подбирать стержни с диаметром 15-17 мм.

    Следующий параметр, о котором вам нужно знать, это шаг укладки. Данный параметр рассчитывается с учетом качества грунта, а также разновидности фундамента. Если основа свайная, то рабочие элементы укладываются по диаметру самой сваи. Главное чтобы металлический стержень находился на расстоянии не менее 5 сантиметров от края. Горизонтальные соединительные элементы монтируются на расстоянии приблизительно 50 сантиметров друг от друга.

    При обустройстве ленточного основания укладывается два ряда снизу и сверху с шириной не более 40 сантиметров. Соединение конструкции выполняется через каждые 30-50 сантиметров. При плитном основании процедура усиления похожа, только шаг установки выполняется через каждые 25 сантиметров.

    Делать укрепляющий каркас можно прямо в подготовленной опалубке или отдельно, а потом устанавливать на подготовленную поверхность в опалубку. Первый способ намного удобнее и предпочтительнее, так как здесь вы можете контролировать все этапы монтажа. Если же периметр сооружения достаточно сложный и имеет много углов, то проще будет собирать каркас отдельно.

    Диаметр арматуры для ленточного фундамента, пример расчета, вес п.м

    Секрет прочности железобетонных конструкций состоит в работе стального каркаса на растяжение и бетона на сжатие. Простая аналогия — попробуйте растянуть обычную проволоку, скорее всего, ничего не выйдет, а вот сжать ее легко. Особенно важен армокаркас для малозаглубленного ленточного фундамента, так как из-за процессов, происходящих в верхних слоях грунта, он может прогнуться и треснуть. Экономить в этом деле бессмысленно, зато сберечь деньги и время можно, зная нюансы расчета и заказа стройматериалов.

    Оглавление:

    1. Сечение арматурного прута
    2. Технология упрочнения фундамента
    3. Расчет необходимого количества
    4. Способы вязки

    Диаметр прутьев

    Обычно для основания дома используют ребристые стержни для продольного армирования и гладкие для поперечного с сечением от 6 до 14 мм классов A-I‒A-III. Нормативные документы определяют их минимальный диаметр:

    • Продольная менее 3 м — 10 мм.
    • Продольная более 3 м — 12.
    • Поперечная высотой менее 80 см — 6 мм.
    • Поперечная высотой более 80 см — 8.

    В строительстве нельзя составить универсальный проект, каждую проблему решают индивидуально, рассчитывая нагрузки на конкретный элемент. По СНиП 52‒01‒2003 общее сечение железного каркаса должно быть не менее 0,1 % от площади сечения конструкции. Также на выбор арматуры для фундамента влияют тип почвы и вес дома. Поэтому возможно только дать общие рекомендации.

    Стержни 14 мм используют для тяжелых строений на проблемных грунтах, например, для фундамента под кирпичный дом. Для бани или гаража на нормальной почве более чем достаточно армокаркаса, сделанного по минимальным параметрам. При неправильной схеме и вязке никакой диаметр не спасет постройку.

    В интернете легко найти калькуляторы для расчета, но с их помощью не всегда возможно подобрать оптимальный вариант, кроме того, грунт и вес дома никто не учитывает. Программа выдаст один и тот же результат для фундамента одноэтажного дома из дерева и двухэтажного строения из пенобетона, если у них одинаковая площадь.

    Схема армирования

    Необходимо соблюдать расстояния между прутьями, чтобы обеспечить прочность конструкции. Расстояние между вертикальными стержнями — 10-30 см, иначе бетон и арматура не будут работать в паре. Для ленточного фундамента выбирают минимальное расстояние, оно зависит от размера фракции щебня и должно быть не меньше 25 мм, для монолитной плиты оптимально сделать промежутки больше 20 см. Между верхними и боковыми границами фундамента и каркасом оставляют 5‒8 см, чтобы уберечь сталь от коррозии.

    Арматуру разделяют на рабочую и конструкционную, первая обеспечивает прочность при эксплуатации, а вторая нужна, чтобы каркас не изменил форму при заливке. В монолитной плите достаточно двух слоев рабочей арматуры вверху и внизу. Но заливка ленточного фундамента требует продольных конструктивных стержней, в зависимости от его высоты всего устанавливают 3‒4 слоя.

    Прутья вяжут с нахлестом 10-15 сечений арматуры для прочности, поэтому заказывать обрезки не выгодно. Углы в ленточном фундаменте делают из цельных стержней, так как в этих местах нагрузка на основание больше.

    Расчет арматуры

    Допустим, диаметр и схема армирования уже известны, но теперь предстоит купить арматуру. Обычно она продается в килограммах, значит, нужно посчитать общую длину каждого вида, а затем определить ее вес. Разумнее заказывать целые стрежни, их не надо связывать между собой, поэтому реально сэкономить на нахлестах. Обрезки невозможно посчитать, чем пользуются мошенники.

    Диаметр стальной арматуры Вес погонного метра
    6 0,222
    8 0,395
    10 0,617
    12 0,888
    14 1,210

    Например, строим баню 5 на 5 м, высота основания — 0,5 м, его ширина — 0,3. Диаметр продольной арматуры равен 12 мм, а поперечной — 6 мм, достаточно двух горизонтальных слоев по два стрежня. На каждую стену уйдет 4 элемента по 4,8 м, всего — 76,8 м. Стандартный размер прутьев — 11,7 м. Поэтому часть каркаса придется делать из обрезков, а для их соединения необходим нахлест 25 см. При заказе у нас получится 6 целых стержней и одна половина, из которых можно изготовить 13 элементов. Остальные будем соединять из трех обрезков, значит, плюс еще 4 м на весь ленточный фундамент.

    Также необходимо армировать углы загнутыми прутами, так как эта часть основания несет большую нагрузку. На каждый угол понадобится по 1 м, чтобы обеспечить прочное крепление. Итого на баню нужно 84 м продольной арматуры или 94 кг. Конечно, это приблизительные данные с небольшим запасом, но по этой схеме можно проследить сам принцип расчета.

    Расстояние между вертикальными стержнями — 25 см, а их длина — около 40 см. Итого на одну сторону — 38 прутьев с учетом углов или 152 м арматуры. Смотрим вес по таблице — получается 33,7 кг. Для поперечной арматуры такой высоты можно использовать обрезки. В ином случае вы переплатите из-за расхода на нахлест.

    Вязка

    Пайка армокаркаса понижает прочность металла, поэтому рекомендуется вязать элементы между собой. Зато паять арматуру можно с нахлестом 10 см, что позволяет сэкономить материал, но тогда нельзя оставлять каркас без бетона в дождь и снег. При попадании влаги места стыков быстро ржавеют.

    Для вязки используют проволоку с диаметром 1,2-1,4 мм или пластиковые хомуты. Последние нельзя оставлять на морозе. В качестве инструмента применяют самодельный крючок, но тогда работа займет много времени. Еще применяют дрель со специальной насадкой. У профессионалов есть пистолет для вязки.

    Подбор диаметра арматуры для ленточного фундамента несложен, но чтобы создать прочный каркас большого строения из тяжелых материалов, лучше обратиться к проектировщикам, так как выбрать оптимальную схему и диаметр выйдет, только зная все подробности. Все проектные данные просчитываются по формулам, менять их просто так нельзя. Лучше сэкономить потом, не тратя на ремонт нового дома, чем сейчас, выбрав дешевый материал.

    Арматура для мелкозаглубленного ленточного фундамента













    Грунт под мелкозаглубленным ленточным фундаментом – не неподвижная монолитная платформа, а чаще всего неоднородная структура, которая претерпевает различные виды движений под воздействием влаги, движения воды, температуры воздуха, солнечного света, воздействия растительного и снежного покровов, и от собственно дома и манипуляций по его постройке. Мелкозаглубленный ленточный фундамент постоянно воспринимает различные нагрузки от возможных движений грунтов. Упрощенно рассматривая нагрузки на ленточный фундамент, можно представить, что нижняя часть мелкозаглубленного ленточного фундамента под нагрузкой от здания испытывает преимущественно растяжение, а верхняя часть фундамента – сжатие.

    Стальная арматура способна упруго без разрушения воспринимать в 10 раз большие нагрузки на растяжение, чем бетон. Сталь способна удлиняться без разрыва при приложении нагрузки на растяжение от 4 до 25 мм, а бетон всего на 0,2 -0,4 мм. Бетон же лучше выдерживает нагрузки на сжатие. Объединенные в единый материал – железобетон, сталь и бетон помогают лучше выдерживать комплекс нагрузок на сжатие и растяжение. Равноудаленная от верхней и нижней части мелкозаглубленного ленточного фундамента часть практически не испытывает нагрузок. Поэтому срединный слой продольных стержней арматуры, который часто добавляют «для прочности» фактически бесполезен. Если же вы строите заглубленный фундамент – подземную стену, то и армироваться он должен как монолитная бетонная стена.


    Иногда в самодеятельном дачном строительстве встречаются ситуации, когда строители армируют только нижнюю часть мелкозаглубленного ленточного фундамента. Аргумент у таких строителей такой: нагрузка от  дома не даст балке выгнуться вверх и создать растяжение в верхней части балки, где можно «сэкономить» арматуру. Однако такие строители забывают о значительной подъемной силе намокающего расширяющегося грунта или силе морозного пучения, при замерзании воды в грунте. Приложение таких сил может превысить нагрузку от дома и вызвать растяжение в верхней части мелкозаглубленного ленточного фундамента, которое приведет к разрушению целостности  ее структуры.

     

    Характеристика видов арматуры, используемых для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента.

    Для армирования монолитных мелкозаглубленных ленточныхо фундаментов в России используется арматура периодического профиля класса А-III (А400). Такая стальная арматура представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Периодический профиль арматуры обеспечивает лучшее сцепление арматуры с бетоном, в отличие от арматуры гладкого профиля, которая рекомендуется в применении в качестве обвязки (хомутов) продольных стрежней арматуры периодического профиля. Маркировка А400  соответствует пределу текучести данного класса стальной арматуры (390 Н/мм2). Этот класс арматуры уже является устаревшим. С 1990-х годов европейские страны перешли на единый класс свариваемой арматуры с пределом текучести 500 Н/мм2. Применение такой арматуры класса А500С вместо арматуры класса А400 (А-III) обеспечивает более 10 % экономии стали в строительстве.

    Стержни арматуры класса А-III изготовляют длиной от 6 до 12 м. Арматура, используемая для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента должна иметь следующее обозначение: номер профиля – класс арматуры – ГОСТ, например: 12-A-III (A400) ГОСТ 5781-82. Для производства арматуры используются следующие марки сталей: 35ГС, 25Г2С (для номеров профиля 6-42) и 32Г2Рпс (профиль номер 6-22).

     

    Таблица. Соответствие номера профиля, площади поперечного сечения и масса 1 м длины арматурной стали гладкого и периодического профиля (ГОСТ 5781-82)















    Номер профиля

    (номинальный диаметр стержня, мм)

    Площадь поперечного

    сечения стержня, см2

    Масса 1 м профиля

    Теоретическая, кг

    Предельные отклонения, %

    6

    0,283

    0,222

    +9,0

    8

    0,503

    0,395

    -7,0

    10

    0785

    0,617

    +5,0

    12

    1,131

    0,888

    -6,0

    14

    1,540

    1,210

     

    16

    2,010

    1,580

     

    18

    2,540

    2,000

     

    20

    3,140

    2,470

    +3,0

    22

    3,800

    2,980

    -5,0

    25

    4,910

    3,850

     

    28

    6,160

    4,830

     

    32

    8,010

    6,310

     

    Арматура А-III периодического профиля выпускается в отечественном варианте с кольцевыми выступами и в варианте «европрофиль» с серповидными выступами. Отечественный кольцевой профиль обеспечивает лучшую прочность сцепления арматуры с бетоном, а серповидный профиль позволяет повысить выносливость арматуры к периодически повторяющимся нагрузкам. Для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента лучше подходит отечественный кольцевой профиль арматуры. 

    Реже встречается четырех сторонний серповидный профиль арматуры, который объединяет достоинства обоих видов периодического профиля арматуры.

    Арматуру класса A-III (А400) соединять при помощи сварки не рекомендуется. При локальном температурном воздействии происходит значительное ослабление структуры стали. Структурные изменения стали происходят в области сварки и в прилежащих участках на длину, равную четырем диаметрам арматуры в каждую сторону [комментарии к ACI 318-05, глава 7, пункт R7.2.3].  Для сварки предназначены только специальные свариваемые классы арматуры – они обозначаются литерой «С» (А400С, А500С). 

    В нормах Американского института цемента [ACI 318-05, глава 7, пункт 7. 5.4] подчеркивается, что запрещается сварка перекрестий арматуры, которая может привести к надлому стрежней арматуры. Если класс арматуры не известен и требуется произвести сварное соединение продольных стрежней, то свариваемую арматуру (45-55% по длине стержня) необходимо предварительно нагревать до 200 °С, чтобы минимизировать потери прочности стали [нормы Американского общества по сварке ANSI/AWS D1.4:2005]. Минимальная длина сварного шва должна соответствовать  10 диаметрам стержня свариваемой арматуры.

     

    Арматуру требуется гнуть для устройства соединительных элементов, работающих на растяжение (стандартный крюк и лапка) и для армирования углов и примыканий.
    Стоп-халтура!: Некоторые рабочие — строители армируют углы мелкозаглубленных ленточных фундаментов и примыканий лент с помощью перекрестий стрежневой арматуры. Такой способ является грубейшим нарушением типовых схем армирования углов и примыканий, ослабляющих конструкцию, который может привести к расслоению бетона.   Читайте о правильном армировании углов и примыканий малозаглубленного ленточного фундамента.

    Арматуру класса А-III можно гнуть в холодном состоянии на угол до 90° по диаметру изгиба с оправкой радиусом равным пяти диаметром сгибаемой арматуры без потери прочности. При загибе арматуры на 180 градусов прочность арматуры снижается на 10%. По американским нормам [глава 7, ACI 318-2005]диаметр оправки  для арматуры номинальным диаметром до 26 мм сгибается по диаметру равному шести диаметрам сгибаемой арматуры, а арматура диаметром 28-36 мм сгибается по восьмикратному диаметру. При этом свободный загибаемый конец арматуры должен быть не короче 12 диаметров стержня арматуры [пункт 7.2.2 ACI 318-2005]. Нельзя сгибать арматуру, один конец которой уже замоноличен в бетон.  

    Стоп-халтура! Практикуется как минимум два широко распространенных недопустимых приема гибки арматуры.  Если заказчик строительства требует от рабочих — строителей, как и положено, сгибать арматуру для армирования углов и примыканий фундаментной ленты, а не класть ее перекрестиями (о чем мы будем говорить ниже), то рабочие, ленясь, либо нагревают место сгиба автогеном, на костре или паяльной лампой, либо надпиливают место сгиба арматуры диском  угловой отрезной машинки. Понятно, что оба способа значительно ослабляют стрежни арматуры, что может привести к разрушению их целостности под  нагрузкой. Требование пункта 7.3.1 ACI 318-08 гласит: Все виды арматуры должны сгибаться в холодном состоянии, если иное не предписано проектировщиком.

    Арматура класса A-III (A400) используется для продольного и поперечного армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента. Для вспомогательного поперечного армирования (изготовления хомутов) также может использоваться стержневая горячекатаная гладкая арматура класса A-I (А240), А-II, проволока (гладкая арматура) класса Вр-I.

    Продольные рабочие стрежни арматуры малозаглубленного ленточного фундамента воспринимают совместно с бетоном основные нагрузки растяжения и сжатия, действующие вдоль продольной оси фундамента. 

    Кроме продольных стержней при армировании лент фундамент может устанавливаться поперечная  арматура из расчета на восприятие нагрузок, действующих вдоль поперечной оси фундамента. Также поперечная арматура служит для ограничения развития трещин в бетоне, для удержания продольных стержней в проектном положении, и для закрепления от их бокового выпучивания при воздействии нагрузок [пункт 5.18 СП 52-101-2003].  Поперечная арматура устанавливается у всех поверхностей фундамента, вблизи которых устанавливается продольная арматура. Закрепление поперечной арматуры производят путем ее загиба и охвата продольной рабочей  арматуры.

     

    В лентах фундамента высотой сечения более 15 см следует устанавливать и вертикальную поперечную арматуру (хомуты). [Пункт 3.105 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978]. В железобетонных элементах, содержащих продольную арматуру, работающую на сжатие, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не  более пятнадцати диаметров сжатой продольной арматуры и не более 50 см, а конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать отсутствие выпучивания продольной арматуры в любом направлении [пункт 7. 3.8 СНиП 52-01-2003].

    Стоп-халтура! Некоторые рабочие — строители считают, что в качестве рабочей арматуры для мелкозаглубленного ленточного фундамента можно использовать любой металл любой конфигурации: трубы, алюминиевые изделия, плоские листы, отходы от промышленной вырубки деталей, сетку рабицу, проволоку и т.п.    Все эти материалы не обладают  требуемыми характеристиками, чтобы адекватно воспринять нагрузки на сжатие или растяжение, и не предохраняют бетон от деформаций и образования трещин. Армирование рельсами также не рекомендуется из-за низкого сцепления бетона с гладкой поверхностью металла.  Включение в состав бетона алюминия [пункт 6.3.2 ACI 318-08] приводит к химическим реакциям, разрушающим бетон.

    Также в фундаменте может использоваться конструктивная арматура, устанавливаемая  для восприятия непредусмотренных усилий, таких как усилия от усадки бетона или температурных деформаций. В частности, в разделе 3  пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007)  для фундаментных лент высотой сечения более 70 см рекомендуется установка дополнительной продольной  конструктивной арматуры на каждые  40 см  высоты ленты. По возможности арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней [пункт 4.3 ВСН 37-96] .

     

    Требования к поверхности арматуры

    Арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней.  С бетонной подготовки (подушки) в местах установки арматуры должны быть удалены мусор, грязь, снег и лед. Стержни арматуры должны быть обезжирены, очищены от любого неметаллического покрытия, краски, грязи, льда и снега, отслаивающегося налета ржавчины. Удаляется отслаивающаяся ржавчина с помощью металлической щетки.

    Разрешается наличие эпоксидного покрытия на арматуре. [Пункт 7.4.1 ACI 318-08]. (Эпоксидное покрытие значительно снижает сцепление с бетоном, но снижает коррозию арматуры). Допускается наличие неотслаивающейся ржавчины на стрежнях арматуры используемых без предварительного напряжения [Пункт 7. 4.2 ACI 318-08].
    Не-халтура! Привычка многих строителей поливать водой арматуру за несколько дней перед укладкой, чтобы она заржавела, и к ней сильнее прилипал бетон, не является халтурой. В официальных комментариях к нормам ACI-318-08 в пункте R7.4 указано: Обычная поверхностная неотслаивающаяся ржавчина усиливает силу сцепления арматуры с бетоном. Ржавая поверхность лучше склеивается с цементным гелем в составе бетона. Но отслаивающуюся ржавчину требуется удалить.


    Читайте про стандартные ошибки армирования монолитных плитных фундаментов.

    Арматура для фундамента — схема и правила укладки, способы вязки

    При обустройстве фундаментов всегда применяется армирование. Оно реализуется путем установки на место будущего основания здания арматурного каркаса. Назначение этого каркаса – увеличение прочности фундамента и сохранение его целостности под большими нагрузками. Армирование также помогает справляться бетону с пучением грунтов в холодное время года.

    Назначение вязки арматуры для фундамента

    Чтобы арматурный каркас полноценно выполнял свои функции и не разрушился во время заливки бетона, его увязывают в цельную неподвижную конструкцию. Вязка удерживает элементы каркаса на протяжении всего процесса заливки фундамента. Также после застывания раствора арматурный каркас благодаря вязке удерживается в единой конструкции, что положительно влияет на его прочностные характеристики.

    Правильно увязанный каркас плотно прилегает к застывшему раствору на протяжении всего срока эксплуатации. Это предупреждает появление трещин и разломов фундамента при переменных нагрузках, возникающих вследствие изменений характеристик почвы со временем или со сменой времен года.

    Схема вязки арматуры

    Чтобы правильно увязать арматуру для фундамента, необходимо придерживаться определенных правил, которые учитываются еще на этапе проектирования здания. Принцип увязки арматурного каркаса можно разъяснить на примере ленточного фундамента, так как он наиболее часто используется в частном строительстве.

    Ленточный фундамент

    основные правила

    Для ленточного фундамента ключевым моментом при увязке каркаса является правильный выбор диаметра арматуры. Многие строители уже на этом этапе допускают ошибку. Сегодня благодаря развитию технологий существуют специальные программы или интернет ресурсы, которые помогают застройщикам просчитать нужный диаметр прутков в зависимости от параметров фундамента.

    В целом, если нет возможности воспользоваться такими калькуляторами, можно сказать, что для ленточного фундамента со средними параметрами используется арматура диаметром от 10 до 12 миллиметров. Если здание будет двухэтажное или исполненное из тяжелых строительных материалов, то для каркаса берется арматура диаметром 14 миллиметров. Для каркасных или деревянных домов иногда допускается использование прутков диаметром всего 8 миллиметров.

    При вязке арматурного каркаса могут допускаться и другие ошибки. Например, при обустройстве конструкции в целях экономии укладывается слишком мало прутков. Для ленточного фундамента расчет каркаса делается исходя из диаметра арматуры. Между точками вязки должно быть расстояние не более 60 диаметров используемого прутка.

    На углах фундамента обязательно увязывается гнутая арматура, концы которой после поворота должны бить длиной не менее 35 диаметров прутка. Вдоль фундамента прокладываются продольные прутки, которые связываются между собой поперечинами. Весь каркас крепится на предварительно заколоченных в грунт штырях. Арматурный каркас бывает одноуровневым или плоским, а также пространственным.

    Способы вязки арматуры

    Существует несколько способов вязки арматурного каркаса для фундамента:

    • вязальной проволокой;
    • специальными скрепками;
    • пластиковыми хомутами;
    • клипсами;
    • свариванием.

    Вязка с помощью вязальной проволоки

    Самый простой и распространенный вариант вязки каркаса – при помощи вязальной проволоки. Благодаря современным инструментам этот способ является одним из самых быстрых и дешевых. Он также не уступает по надежности другим методам вязки арматурного каркаса.

    Для вязки проволокой могут использоваться следующие инструменты:

    • крючки;
    • крючки со спиральной оттяжкой;
    • плоскогубцы;
    • специальные щипцы со спиральной оттяжкой и откусыванием излишков проволоки;
    • аккумуляторный пистолет;
    • Шуруповерт с коючком.

    Для увязки арматуры крючками и другими ручными приспособлениями проволока нарезается длиной около 20 сантиметров и складывается вдвое. Далее происходит закручивание, которое более подробно описано ниже.

    Более современным способом вязки проволокой является применение специального пистолета. Такой инструмент предварительно заправляется проволокой в бухте. Далее инструмент прикладывается к перекрещиванию арматуры в месте увязки и аппарат все делает автоматически. Проволока дозируется, обвязывается вокруг перекрещивания и закручивается. После этого автомат обрезает излишки.

    Вязка с помощью скрепок

    Еще один быстрый способ скрепить арматурный каркас – вязка при помощи скрепок. Такие приспособления изготовлены из каленого металла, имеют хороший запас прочности и их довольно непросто разогнуть при заливке бетона.

    Вязка пластиковыми хомутами

    Вязка пластиковыми хомутами стала применяться относительно недавно. Однако этот способ быстро набрал популярность, поскольку пластиковые стяжки стоят недорого и очень просто монтируются.

    К тому же они никак не реагируют на влагу и обладают достаточным запасом прочности при воздействии на каркас определенных нагрузок.

    Вязка клипсами

    Вязка арматурного каркаса клипсами применяется гораздо реже, чем остальные способы. Хотя этот метод очень быстрый и недорогой. Выпускаемые производителями клипсы позволяют соединять одновременно несколько идущих в перекрестие арматур в разных плоскостях. Это существенно экономит время, так как отпадает надобность делать по несколько связок вместо установки одной клипсы.

    Сваривание

    Самый старый метод вязки – сваривание. Со временем стал использоваться крайне редко, так как имеет существенные недостатки по сравнению с той же вязальной проволокой. Во-первых, для сваривания требуется сварочный аппарат и опытный сварщик. Во-вторых, процесс сваривания происходит очень медленно, что значительно отодвигает сроки строительства. Ну и наконец, качество вязки во многом зависит исключительно от мастерства сварщика.

    Последовательность действий при вязке арматуры проволкой

    Для увязки арматурного каркаса с помощью проволоки самый дешевый и простой инструмент – металлический крючок. Чтобы с его помощью сделать узел на перекрестии прутков, нужно отрезать кусок проволоки длиной около 20 сантиметров.

    Далее проволока немного изгибается и продевается вокруг перекрестия. После этого крючок продевается в петлю и на его острие загибаются свободные два конца проволоки.

    Затем круговыми движениями зажатая в крючок проволока закручивается до того момента, пока две соседние арматуры не будут плотно притянуты друг к другу. На этом этапе следует внимательно следить за усилием, и постараться не порвать проволоку.

    После закручивания крючок вытягивается из петли, и процедура повторяется на следующем перекрестии.

    Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

    Рекомендуем другие статьи по теме

    Приготовление сырой малопрочной смеси для армирования фундамента с использованием материалов летучей золы и отходов угольной жилы

    (Базель). 2020 февраль; 13(3): 664.

    Поступила в редакцию 31 декабря 2019 г.; Принято 29 января 2020 г.

    Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons. org/licenses/by/4.0/).

    Abstract

    Эффективная обработка армирования фундамента необходима для современной крупной и сложной инфраструктуры, а также для разработки новых экологичных высокоэффективных материалов для армирования фундамента.В этом исследовании исследуется новый сырой бетон с использованием больших объемов зольной пыли и заполнителей угольной пустой породы, который, как ожидается, будет применяться для обработки фундамента современной инфраструктуры с высокой несущей способностью. В этом эксперименте были разработаны 12 пропорций смеси золы-уноса угольной пустой породы (название материала, сокращенно FGM), и были исследованы ее механические свойства и характеристики долговечности. Механические свойства FGM включают прочность на сжатие, динамический модуль упругости, динамический модуль сдвига, коэффициент Пуассона и поведение напряжения-деформации.Показатели износостойкости оценивали по параметрам кислотостойкости, которые моделировали кислотную среду. После этого также были исследованы экологические последствия выбросов углерода из этого материала. Результаты показывают, что ФГМ с коэффициентом использования отходов 84,6% является экономически выгодным материалом для армирования фундамента. Его прочность на сжатие через 28 дней и 60 дней может достигать более 8 МПа и 10 МПа соответственно. После погружения в кислую среду на 140 дней потеря массы (%) материала может быть ниже 3.5%. Зелень показывает, что показатели e-CO 2 FGM ниже 20 кг/МПа·м 3 , а показатели e-энергии ниже 150 МДж/МПа·м 3 . FGM имеет преимущества кислотостойкости, переработки отходов и более низких выбросов углерода, чем предыдущие методы улучшения фундамента.

    Ключевые слова: смесь золы-уноса с угольной пустой породой, механические свойства, кривая напряжения-деформации, долговечность, индекс зеленого цвета [1].При значительно более жестких требованиях к строительству высокоскоростных железных дорог разрабатывалась технология улучшения грунта: (I) на первом этапе для улучшения морской глины использовались известь и цемент [2,3]; (II) Затем жидкое стекло и другие химические тампонажные материалы могут быть введены с произвольным изогнутым интрузивным проходом в мягкое основание для улучшения свойств [4]; (III) На третьем этапе при усилении фундаментов объектов повышенной несущей способности применялась цементно-песчано-гравийная смесь (ЦГС) с пределом прочности при сжатии более 20 МПа [5]. Материалы CFG могут не только улучшить грунтовое основание (в пределах более 10 МПа), но и дать возможность потреблять твердые промышленные отходы (зольную пыль), что снизит стоимость проектирования более чем на 50% и будет способствовать защите окружающей среды. после сравнения с прежними способами [6]. Впоследствии Сяо и соавт. [7] предложили оптимальную конструкцию КСГ для мягкого грунта. В последнее время из-за нехватки природного песка и известняка [8] можно подтвердить использование переработанных заполнителей или твердых отходов для замены гравия или песка в бетоне [9].Он был признан экономичным и экологически безопасным методом, который приносит много социальных преимуществ.

    Угольная пустая порода, хорошо известные твердые отходы и побочный продукт угледобычи [10], широко хранится на северо-западе Китая [11]. На основе многих тематических исследований он широко применяется в материалах на основе цемента [12]. Хотя показатели утилизации угольной пустой породы в 2013 г. могут достигать около 64 % [13], этот уровень нельзя определить как «высокоэффективный» по сравнению с утилизацией других отходов [14]. В настоящее время внедрено и применяется большое количество новых методов утилизации угольной пустой породы [10, 15, 16, 17], таких как засыпка дорог, дренаж сельскохозяйственных угодий и даже материал дорожного полотна на скоростных автомагистралях. Эти методы позволяют избежать вторичного загрязнения окружающей среды воздухом, подземными водами и подземной почвой, в отличие от предыдущих обработок, которые приводили к загрязнению двуокисью серы, мышьяком и ртутью. Таким образом, для экологически устойчивого развития в этом исследовании была разработана и исследована новая смесь угольной пустой породы с зеленой летучей золой (материал, сокращенно называемый FGM) для улучшения фундамента.Он может одновременно перерабатывать два вида твердых отходов (угольную пустую породу и летучую золу) и в основном снижает затраты на строительство. Согласно результатам [9,18], хотя его крупный заполнитель полностью состоит из каменноугольной пустой породы, значение прочности 28 d угольного бетона все равно будет на уровне 14,7–34,3 МПа. Это значение может частично удовлетворить высокие требования к несущей способности для некоторых крупных инфраструктурных сооружений [19]. При большом расходе и эксплуатации строительных материалов целесообразно рассмотреть вопрос об утилизации отходов угольной пустой породы и золы-уноса для приготовления соответствующих материалов для армирования фундамента.

    В этом исследовании был разработан новый зеленый материал с большим содержанием летучей золы и угольной пустой породы (FGM) для удовлетворения более высоких требований к несущей способности фундаментов [20] в некоторых критических объектах инфраструктуры, таких как высокоскоростная железная дорога. Его механические свойства и долговечность были исследованы в экспериментах в помещении. Механические свойства включают прочность на сжатие, модуль упругости, модуль сдвига и кривую напряжения-деформации. Прочность оценивали по кислотостойкости. Кислотостойкость является жизненно важной способностью для долгосрочного фундамента, потому что подземные воды являются кислотными, а окружающая почва в региональном мягком фундаменте может вызывать кислотную коррозию. Можно объяснить, что виды растений ответственны за pH 0–1 в эдафических переменных, связанных с глубиной почвы [21]. Для имитации кислых грунтов FGM были спроектированы так, чтобы их можно было пропитывать раствором кислоты и водой (в качестве контрольной группы) по отдельности. Кислотостойкость определяли по изменению показателей потери модуля упругости, потери массы и прочности в процессе коррозии. Некоторые результаты испытаний, проведенные Чжоу [22], также были выбраны в качестве справочных материалов для исследования улучшения и развития КОЖПО.Кроме того, высокое потребление энергии и выбросы углерода считались наиболее значительным воздействием на окружающую среду при приготовлении бетона [23]. Следовательно, экологичность FGM для атмосферы также должна быть изучена, чтобы определить ее экологическую ценность. Для изучения воздействия FGM на окружающую среду в этом исследовании были введены два индекса (индекс e-CO 2 , CI; индекс e-energy, EI) [24]. При рассмотрении комбинации воздействия окружающей среды и инженерных свойств (кубическая прочность на сжатие) были получены два индекса, которые продемонстрированы в уравнениях (1,2):

    CI=воплощенная -CO2(кг/м3)σ(МПа)

    (1)

    EI=воплощенная -энергия (МДж/м3)σ(МПа)

    (2)

    где воплощено-CO 2 представляет, сколько CO 2 выбрасывается при приготовлении единицы бетона m 3 ; воплощенная энергия показывает, сколько энергии потребляется при производстве единицы m 3 бетона; σ — прочность бетона на сжатие через 28 дней. Последние исследования показали воздействие на окружающую среду самоуплотняющегося бетона (SCC) [24] и сверхвысококачественного бетона (UHPC) [23]. На основании вышеприведенного анализа и методов по показателям оценивали анализ зелени единичных ЖГМ. Кроме того, были разработаны смеси FGM с различными пропорциями, что направлено на исследование того, как параметры, такие как водоцементное отношение, градации заполнителя, количество вяжущего, доля золы-уноса и типы угольной пустой породы, влияют на свойства и показатели.Наконец, представлены предложения по подготовке и применению FGM в будущих проектах. Все результаты этого исследования можно рассматривать как рекомендации или ссылки, основанные на технических требованиях, для разработки чистых методов высококачественной обработки фундамента.

    2. Детали эксперимента

    2.1. Сырье

    Сырье, используемое в этом эксперименте, включает летучую золу класса F, портландцемент и четыре различных угольных пустой породы. Летучая зола поступает с электростанции Сянтань, Сянтань, Китай, и кривая ее градации представлена ​​на рис. Для дальнейшего широкого применения в реальном машиностроении следует выбирать рядовой портландцемент. Был выбран цемент ASTM Type I, который был произведен China United Cement Corporation, Пекин, Китай. Угольная жила из четырех разных мест (Сюйчан, Тайюань, Чанчжи, Юйлинь) поставлялась компанией Lu’an Group Guozhuang Coal Industry Co., Ltd, Чанчжи, Китай. Кривая распределения угольных пород после дробления крекинг-установкой представлена ​​на б. В этом исследовании угольная жила из Сюйчана названа угольной пустой породой I; угольная жила из Тайюаня называется угольной пустой породой II.Угольная порода из Чанчжи называется угольной пустой породой III. Каменная порода из Юйлиня получила название угольной пустой породы IV. Минеральный анализ [25,26] угольной пустой породы и летучей золы был выполнен теми же авторами, что и в этой статье. Можно показать, что жильная порода угля содержит кварц (SiO 2 ), муллит (3Al 2 O 3 ·2SiO 2 ), гематит (FeCO 3 ), кальцит (CaCO 3 ), кальцит (CaCO 3 ), (КАлСи 3 О 8 ). Среди летучей золы можно обнаружить кварц (SiO 2 ), негашеную известь (CaO), гематит (FeCO 3 ) и муллит (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ).Процент химического состава и потери при прокаливании (IL) сырья показаны на . Химические составы испытаны рентгенофлуоресцентным методом с элементным анализом и химическим анализом; ИЖ материалов испытывали в терморегулируемой печи в течение заданного времени. После некоторого охлаждения повторно определяли массу испытуемых.

    Кривые классификации летучей золы и угольной пустой породы. ( a ) Зола-унос; ( b ) Каменноугольная порода.

    Таблица 1

    Химический состав цемента, золы-уноса и угольных пустых пород.

    CEALE CENTER Уголь Ash Уголь Gangue II Уголь Gangue II Уголь Gangue III Уголь Gangue III
    % (%)
    SIO 2 22. 37 22.37 53.10 57.71 60.19 61.05 61.05 65.87
    Al 2 O 3 4.36 2.93 28.64 29.64 29.28 25. 92 20.25
    Fe 9009 9 3

    0 8

    3 3.38 10.20118

    4,66 3.25 3.06 4.59

    CAO 61. 08 21.80 21.80 2.24 1.15 3.07 0.45
    MgO 2.43 0.61 0.71 0.83 1.77
    SO 3 2. 45 0.58 0,80118

    0.44 0.20 0.20
    Na 2 O EQ 0.51 0.58 0.21 0.21 0.61 1.98
    K

    K 2 O 2. 99 3.07 3.67 3.98
    Il 1.2.2. Состав смеси и подготовка образцов

    Состав смеси для FGM был основан на предыдущей работе Чжоу [22] и может быть изменен для удовлетворения некоторых требований, улучшения характеристик и исследования нового характера. Во-первых, принимая во внимание эксперименты в помещении, а не отливку на месте, FGM должна быть обеспечена ее осуществимостью и легко и просто удовлетворять спрос на отливку.Следовательно, соотношение воды и вяжущего (вес/вес) было более 0,5, чтобы обеспечить текучесть свежего бетона. Процент мелкой угольной пустой породы (размер менее 4,75 мм) был ниже 33,4%, а процент крупной угольной пустой породы (размером 4,75–31,5 мм) находился в диапазоне 58–78%. Соотношение мелкого и крупного заполнителя рассчитано в соответствии с теорией градации полос «8-18» [27]. Теория показывает, что система заполнителей, состоящая из 8 звеньев мелкого заполнителя и 18 звеньев крупного заполнителя, обладает оптимальной градацией частиц заполнителя и, таким образом, улучшает целевые свойства смеси в свежем и отвержденном состоянии.Для снижения расхода цемента при производстве ФГМ золу-унос использовали вместо цемента на уровне 40–60 % от общего объема вяжущего. Процентное содержание связующего в ФГМ составляет 11–13 % масс. Во всех группах реагенты, снижающие содержание воды, не добавляются, и подробная информация о группах представлена ​​на рис.

    Таблица 2

    Пропорции смеси для образцов FGM.

    9 3

    9 3 )

    3

    Serials

    цемент кг / м 3 Fly Ash KG / M 3 Вода кг / м 3 Уголь Тип e-CO 2 (кг/м 3 ) e-энергия (МДж/м 3 )
    0–4. 75 мм 4.75-31.5 мм

    I-78 150 150 400 1440 180 I 158.97 1003
    II-78 150 150 400 1440 1440 180 II 972 972
    III-78 150 150115 400 1440 180118

    146 III 146 . 09 9011

    IV-78 150 150 400 1440 180 IV 136.89 1150
    B-11 130 110118

    130 420 1460 1460 180 I 142. 91 896
    I-70 150 150 110118

    560 110118

    1280 180 I 158.97 1003 1003
    I-68 150 150 590 1250 180 I 158. 97 1003
    I-58 150 150 110118

    780 1060 180 I 158.97 158.97 1003
    F-40 180 120 110118

    400 1440 180 I 183. 60 1120 1120
    F-60 120 180 400 1440 180

    I 134.34 886
    W-0.5 150 150 110118

    415 1455 150 I 159. 51 1009.51 1006
    W-0.7 150 150 110118

    485 1425 210 I 160.23 1001

    Были изготовлены образцы двух размеров: 72 призмы размером 100 мм × 100 мм × 300 мм и 108 кубов размером 100 мм × 100 мм × 100 мм. Для получения каждого балла результата проводится 2–3 повторных теста перед вычислением средних значений. Для смесей сухие ингредиенты (цемент, угольная пустая порода, зола-уноса) сначала смешивались вибрационной бетономешалкой с двойными горизонтальными валами в течение 2 мин до добавления воды, а затем перемешивались дополнительно в течение 3 мин перед заливкой свежего бетона в смесь. формы.Через 24 ч образцы извлекали из форм и хранили в комнате стандартного отверждения (температура 20 ± 2 °С и относительная влажность более 98 %) с накрывающей пластиковой мембраной для сохранения влаги. Их не вынимали, пока не использовали для экспериментов.

    2.3. Экспериментальные методы

    2.3.1. Прочность на сжатие

    108 образцов размером 100 мм × 100 мм × 100 мм были подвергнуты испытанию на прочность при неограниченном сжатии в соответствии с ASTM C-39 [28] через 7, 28 и 60 дней.Выбор дня был направлен на то, чтобы увидеть оценку прочности с возрастом отверждения в разных группах из-за влияния геополимеров из угольной пустой породы на долговременную прочность бетона [29]. Результаты прочности также были учтены при обсуждении их связи с соответствующим модулем упругости путем подгонки степенных функций, которые были предложены в статьях [30,31]. В этом исследовании была построена модель прогнозирования их отношений. Влияние типов угольной пустой породы, количества вяжущих материалов, градации заполнителя, отношения воды к цементу и доли летучей золы на механические характеристики также считалось параметрами, подлежащими изучению.

    2.3.2. Динамический модуль упругости/модуль сдвига

    В возрасте отверждения 28 дней и 60 дней динамический модуль упругости и динамический модуль сдвига образцов измеряли с помощью прибора для измерения модуля Юнга в соответствии со стандартом ASTM C-469 [32]. Размеры 24 испытанных образцов были одинаковыми 100 мм × 100 мм × 300 мм, а коэффициент Пуассона (ν) каждого образца был получен по уравнению (3) [33]

    где E представляет собой динамический модуль упругости образца (ГПа), а G представляет собой динамический модуль сдвига образца (ГПа)

    2.3.3. Испытание на кривую напряжения-деформации

    Вышеупомянутые 24 образца также использовались для критического испытания на растяжение-напряжение для оценки режима формирования FGM после испытаний на модуль. Испытания кривых напряжение-деформация проводились в течение 60 дней с использованием компрессионной машины INSTRON 1346. При испытании каждого образца на нагружающую плиту устанавливался высокоточный лазерный датчик смещения для измерения ее продольного смещения, а данные о напряжении в процессе нагружения регистрировались компьютером, подключенным к машине от начала до конца.Когда процент деформации достигает 0,5% или напряжение нагрузки достигает постоянного устойчивого значения, процесс нагружения будет остановлен.

    2.3.4. Испытание на долговечность

    При рассмотрении фактических обстоятельств с кислой водой определено, что ион водорода (H + ) играет важную роль в коррозии бетона. Поэтому в этом испытании кислотный раствор состоял из азотной кислоты и воды с рН 1–2 для имитации реальной агрессивной среды [34]. Другие кислоты, такие как соляная или серная кислоты, не были выбраны из-за их хлористых (Cl ) и сульфатных (SO 4 2-) ионов, которые могли одновременно испортить раствор [35,36]. Концентрацию кислого раствора еженедельно повторно измеряли и регулировали до стабильного значения рН 1–2. Затем для сравнения были выбраны контрольные группы (только погруженные в воду без кислоты). В этом испытании каждая смесь использовала четыре образца размером 100 × 100 × 300 мм, которые отверждались в течение 28 дней. Образцы были погружены соответственно в раствор кислоты (24 шт.) и воду (как контрольная группа из 24 шт.) на 140 дней. Эволюция скорости потери массы и скорости потери модуля была постепенно показана путем записи статистики после погружения образцов на 28, 56, 84, 112 и 140 дней.После этого поврежденные образцы подвергали испытанию на прочность при одноосном сжатии в соответствии с нормами ASTM C-39 [28] для набора скорости потери прочности. Для сохранения исходного состояния раствора кислоты и удаления других загрязняющих веществ из раствора раствор заменялся новым с интервалом каждого месяца по графику. Скорость потери модуля рассчитывали по уравнению (4)

    ΔEni=Eai−EwiEwi×100%

    (4)

    где ΔEni представляет собой скорость потери модуля образцов, которые были погружены в раствор кислоты и погружение в воду в течение n дней; Ewi — динамический модуль упругости (ГПа) образца, находившегося в воде i сут; Eai — динамический модуль упругости (ГПа) образца, погруженного в раствор кислоты на i дней. На основании GBT/50082-2009 (Китайский стандарт для методов испытаний долговечности и долговечности обычного бетона) скорость потери массы можно рассчитать по уравнению (5)

    ΔMni=Mai−M0iM0i×100%

    (5)

    где ΔMni – скорость потери массы образца, который находился в растворе кислоты в течение n сут; M0i – масса (кг) образца, который подвергся бы коррозии в растворе кислоты; Mai – масса (кг) образца, который находился в растворе кислоты в течение n дней.Наконец, скорость потери прочности можно рассчитать по уравнению (6)

    Δσi=σw−σaσw×100%

    (6)

    где Δσi – скорость потери прочности образцов, находившихся в растворе кислоты в течение 140 сут; σw — осевая прочность на сжатие (МПа) образца, который находился в воде в течение 140 сут; σa означает осевую прочность на сжатие (МПа) образца, который был погружен в раствор кислоты в течение 140 дней.

    2.3.5. Индексы зеленой степени FGM

    Как мы все знаем, в связи с растущим пониманием устойчивого развития в индустриализации воздействие бетона на окружающую среду является важным фактором, который необходимо учитывать при оценке жизненного цикла [24].В этом исследовании два индекса CI, EI использовались в качестве индексов зеленой степени для оценки воздействия FGM на окружающую среду. Большую часть сырья в ДГМ составляли зола-уноса и угольная пустая порода, которые, как правило, обращались с отходами производства [37], поэтому коэффициенты утилизации отходов были высокими (более 84,6 % от общей массы), а индекс ресурсоемкости (по оценке RI) не было необходимости учитывать в данном исследовании. Для элементов уравнений (1) и (2) σ представляет собой прочность на сжатие FGM через 60 дней.Кроме того, воплощенные выбросы CO 2 (e-CO 2 ) и воплощенное потребление энергии (e-энергия) каждой группы были рассчитаны путем суммирования произведений e-CO 2 и e-энергии каждого вида сырья. и удельный объемный вес материалов в FGM. Значения e-CO 2 и e-энергии от цемента и летучей золы были взяты из исследований [23,24], а значения четырех различных угольных пустых пород были предоставлены CRSC (Zhengzhou) Electrification Bureau Co, Ltd., (Чжэнчжоу, Китай) [38]. Воплощенный диоксид углерода и воплощенное потребление энергии угольной пустой породы образовались при переработке угольной пустой породы (включая просеивание и дробление), и в данном исследовании не учитывались факторы хранения и транспортировки. Между тем известняк обычно использовался в качестве традиционного заполнителя, и его значения также приведены в исследованиях [39,40]. Основываясь на вышеупомянутом отчете и исследованиях, e-CO 2 и электронная энергия сырья показаны в .Можно обнаружить, что цемент имеет огромное значение в потреблении энергии и выбросе CO 2 , поскольку производство цемента требует извлечения и сжигания в печи. е-CO 2 и е-энергия каждой группы были представлены в .

    Таблица 3

    Воплощенный диоксид углерода (e-CO 2 ) и воплощенная энергия сырья в FGM.

    [38]

    [38]

    [38]

    [38]

    [38]

    [38]

    Артикул e-CO 2 e-energy Каталожные номера
    83 4.727 [23,24]
    0.009 0,833 [23,24] [23,24] [23,24]
    Уголь Gangue I 0,018 0.092 [38]
    уголь Gangue II 0.015 0.075 [38] [38] [38] [38]

    уголь Gangue III 0.011 0,038 [38] [38]

    Уголь Gangue IV 0.006 0.172 [38] [38]
    Limestone 0.041 0.041 3.9 [39,40118

    [39 40]

    3. Результаты и обсуждение

    3.1. Прочность на сжатие

    Результаты прочности на сжатие всех образцов в разном возрасте отверждения показаны в . Как показано а, прочность МГП через 28 сут (группы I-78, III-78) может достигать более 8 МПа, в то время как другие группы пустой породы угля имеют прочность более 7 МПа (группы II-78 и IV-78).Как мы все знаем, прочность бетона зависит от прочности затвердевшей матрицы и свойств межфазной зоны соответствующего заполнителя [41,42]. Угольные жилы в этом исследовании происходят из разных мест и имеют соответствующие характеристики, такие как химический состав и гранулометрический состав. Это повлияло на прочность смеси и привело к изменению прочности. Таким образом, в будущих исследованиях можно будет изучить вопрос о том, как найти подходящий способ выбора угольной пустой породы, обладающей высокой прочностью.Это имеет большое значение для практической инженерии. Уменьшение общей доли вяжущего может снизить прочность в 28-дневном возрасте на 16%. Меньшее количество вяжущего означает меньшее содержание гидратированного силикатного геля кальция, кристаллов гидроксида кальция и образующихся эттрингита, которые способствуют развитию прочности [43]. При доле крупного заполнителя от 58 до 78 % от общей массы показатель прочности имеет тенденцию к параболическому изменению (см. б). Как правило, при доле крупного заполнителя в общем заполнителе около 70% (так называемая градация заполнителя «8-18») [27], прочность бетона может достигать максимального значения.И-70 имеет градацию агрегатов полос «8-18», прочность более 9 МПа в 28-суточном возрасте и более 12 МПа после 60-суточного возраста.

    Результаты измерения прочности на сжатие для различных образцов FGM. ( a ) Типы угольной пустой породы и влияние объема вяжущего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние соотношения воды и вяжущего.

    Как показано на с, увеличение соотношения летучей золы и цемента может снизить прочность. Интересно, что при содержании летучей золы от 50% до 60% прочность смеси резко снижается.В группе F-40 прочность значительно улучшилась через 28 дней (с 8,71 МПа до 13,26 МПа). В комбинации летучей золы и цемента связующая система фактически является щелочной. В щелочных условиях летучая зола была полностью активна в течение более позднего периода, а вторичное производство цемента также вносило свой вклад в прочность через 60 дней [44]. В двух других группах с меньшим количеством цемента такого улучшения не наблюдалось. Обычно резкое падение прочности при увеличении отношения воды к вяжущему можно также обнаружить в d.Это можно объяснить тем, что связующая система FGM была разбавлена ​​добавлением воды, а затем вклад в прочность единичного связующего уменьшился. Однако прочность через 28 дней все еще могла поддерживать более 6 МПа, когда соотношение вес/вес достигало 0,7.

    3.2. Динамический модуль и динамический коэффициент Пуассона

    Как правило, динамический модуль упругости отражает деформацию материала в ответ на динамическое напряжение для определенного образца. Динамический модуль сдвига описывает сдвиговую деформацию материала, возникающую в результате напряжения сдвига.Коэффициент Пуассона отражает ортогональную деформацию материала при одноосной нагрузке. Эти три свойства являются важными инженерными свойствами бетона и могут использоваться для оценки прогиба конструкций при эксплуатации бетона в практической инженерии. Два значения динамического модуля различных FGM перечислены в вместе с коэффициентами Пуассона, полученными по уравнению (3). Можно видеть, что коэффициент Пуассона не претерпит существенных изменений с возрастом отверждения. Однако уменьшение доли связующего приведет к значительному повышению отношения от 0.510 до 0,787. Кроме того, разные виды угольной пустой породы, смешанные в одинаковой пропорции, также могут давать различный коэффициент Пуассона в МЖГ. Их коэффициент Пуассона может варьироваться в диапазоне 0,51–0,6 после 28 дней отверждения.

    Таблица 4

    Результаты динамического модуля и коэффициента Пуассона для четырех серий смесей.

    № образца A образцов века (D) модуль динамического электричества (GPA) модуль динамического сдвига (GPA) соотношение Poasson
    I-78 28 14.8 4.9 4.9 0.510
    II-78 8

    29 11.2 3 0.600
    III-78 28 10.5 3.4 0.544
    IV -78 28 10.7 3 0.528
    9 28 14.7 4.1
    I-70 28 15.2 5.2 5.2 0.472
    28 15.1 5.1 0.492
    I-58 28 14.2 4,6 0.542
    F -40 28 16.4 16.4 5.3 0.536
    F-60 28 14.3 4,6 0.552
    W-0.5 28 16.3 5.3 5.3 0.527
    W-0.7 28 13.2 45 5 5

    I-78 60118

    16.2 5.3 0.528
    II -78 60118

    13.2 4.2 0.581
    III-78 6010118

    12.7 4.3 4 9
    IV-78 60118

    12.8 4.1 4.1 0.561
    6010118

    15.1 4.2 5
    I-70 60118

    16.3 5.6 0.460

    I -68 60118

    16.0 16.0 5.3 0.499
    I-58 60118

    60118

    15.2 49 0.541
    F-40 60118

    17.8 5.8 5.8 0.542
    F-60107

    6010118

    15.6 5.1 0.544
    W-0.5 60118

    17.7 5.8 0.532
    W -0,7 60 14,6 4,9 0,483

    Значения динамического модуля упругости, соответствующие прочности на сжатие, в то же время были нанесены на график точками.Согласно предыдущим результатам [30,31], связь между модулем упругости Юнга E c (×10 3 МПа) и прочностью на сжатие f c (МПа) можно проиллюстрировать силой функции уравнения (7), которые обычно подходят для установки при требовании прочности 0–20 МПа. Элемент w c в уравнении (7) представляет удельный вес (кг/м 3 ) и равен 2320 в данном исследовании. Функция Уравнение (7) отображается в ; однако точки на его кривой расположены неравномерно, а расчетный коэффициент R 2 равен всего 0.204. С другой стороны, на основе формулировки модели этой функции взаимосвязь между модулем упругости и прочностью на сжатие FGM может быть проиллюстрирована регрессионным анализом Noushini [45] и построена как уравнение (8). С уравнением (8), показанным в виде кривой на , можно легко обнаружить, что точки почти расположены на кривой, а коэффициент корреляции (R 2 = 0,722) больше 0,7.

    Связь между прочностью на сжатие и модулем упругости.

    Сравнение кривых напряжение-деформация в различных образцах FGM. ( a ) Типы угольной пустой породы и влияние объема вяжущего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние соотношения воды и вяжущего.

    3.3. Взаимосвязь напряжения и деформации

    представляет кривые напряжения-деформации различных FGM и показывает, как на эти кривые влияли связанные переменные в этом исследовании. На а наклон восходящего участка среди четырех кривых (I\II\III\IV-78) был одинаковым, а восходящий участок В-11 выглядит менее крутым.По сравнению с другими группами пик штамма B-11 был значительно выше. Из-за боковой неукрепленности образцов и сравнительно более высокого коэффициента Пуассона [46] поперечная деформация B-11 была больше и развивалась быстрее. Однако в угольных породах этого не происходило, что не могло существенно сказаться на деформационно-прочностных характеристиках смеси. Далее, наклон нисходящей ветви может указывать на режим разрушения бетона: умеренный спуск указывает на модель пластического повреждения, а крутой спуск указывает на модель хрупкого повреждения [47].Групповая кривая F-60 в c имеет относительно умеренную нисходящую ветвь, которая отличается от других четырех кривых. Следовательно, увеличение доли летучей золы в общем количестве вяжущего сформирует пластичную поврежденную модель в FGM, что является хорошей характеристикой для смягчения высокоскоростного воздействия динамической нагрузки.

    Для кривой напряжение-деформация, учитывая аналогичный геометрический характер, обнаруженный в обычном бетоне [48], это исследование адаптирует модель Гуо, чтобы она соответствовала кривым в FGM. Модельная функция включает уравнения (9) с восходящей и нисходящей ветвями,

    y={ax+(3−2a)x2+(a−2)x3,x≤1(a)xb(x−1)2+x,x≥1 (b)x=ε/εc , y=σ /σc

    (9)

    В этих уравнениях ε представляет собой деформацию кривой напряжение-деформация.εc — значение деформации, соответствующее пиковому напряжению. σ — напряжение, σc — максимальное напряжение на кривой. Параметры a и b можно определить на восходящей и нисходящей ветвях кривой соответственно. На основе моделей, аппроксимированных кривыми, были рассчитаны параметры a и b, представленные в , а также соответствующий коэффициент регрессии (R 2 ). Все коэффициенты регрессии превышают 0,94, что может свидетельствовать о том, что модель Гуо подходит для создания конститутивной модели УЖГ.Характер повреждения и взаимосвязь между напряжением и деформацией FGM, изученные в этом исследовании, являются важной информацией для более глубокого механического анализа. Необходимо выполнить дополнительные задачи, чтобы исследовать прогноз кривой напряжения-деформации FGM, основанный на будущей обширной базе данных из практической инженерии.

    Таблица 5

    Подгоночные параметры кривой напряжения–деформации для различных образцов.

    9

    R 2

    7

    № образца N восходящих сегментов
    R 2 B R 2
    I-78 -1 .14 0,98 0.98 12.79 0.99
    II-78 -0.77 -0.99 0.99 8.85 0.99
    III-78 -0.90 0,98 11.19 0,97
    IV-78 0.49 0.99 9.35 9.35 0.99
    —0.61 -0.61 0,98 13.96 0.99
    I-70 -1 .88 0.94 0.94 30.96 0.99
    I-68 -1.40 -1.99 0.99 27.55 0.99
    I-58 -0,04 0.99 5.99 0,98
    F-40 -0.69 0.99 29.94 29.94 0,99
    F-60107

    F-60 -0.88 0.99 491 0,98
    W-0.5 -1.12 -1.12 0,97 15.86 0,98 0,98
    W-0.7 -1.31 -1.31 0.99 7.71 0,98

    3.4. Стойкость к кислотной коррозии

    3.4.1. Внешний вид корродированных образцов

    Изменение состояния поверхности образца И-78 при разном возрасте погружения показано на рис. Время записи было установлено как 28, 56, 84, 112, 140 дней, что совпадает со временем сбора данных о массе и модуле образцов соответственно.Поверхность образцов постепенно повреждалась с увеличением времени погружения в кислоту. Во-первых, на поврежденной поверхности после 28-дневного погружения можно было наблюдать множество полостей крошечного размера (а). Затем наружный слой раствора начал скатываться и обнажалась внутренняя угольная жила. Кроме того, первоначальные полости превратились в более крупные вогнутости, как показано как b. Затем, после погружения в течение 84d, на корродированных поверхностях образовалось множество трещин, а раствор кислоты проник внутрь бетона по наружным трещинам (c).d показывает, что упакованный раствор был отслоен, и трещины начали распространяться вдоль поверхности склеивания между угольной пустой породой и раствором. На заключительном этапе все больше и больше заполнителя обнажалось наружу, а часть угольной пустой породы сильно разъедалась кислотой и отслаивалась. Кроме того, трещины между склеиваемыми поверхностями также были расширены, что можно увидеть на e. В целом, процесс разрушения FGM кислотой можно интерпретировать как то, что кислота сначала разъела и разъела внешний раствор, обнажив внутреннюю угольную жилу, после чего открытая угольная порода была повреждена и отслоилась от раствора.

    Рисунок поверхности образцов И-78 после погружения в разные дни. ( a ) Погружение на 28 дней; ( b ) Погружение на 56 дней; ( c ) Погружение на 84 дня; ( d ) Погружение на 112 дней; ( e ) Погружение на 140 дней.

    3.4.2. Скорость потери массы и модуля образцов

    Во время погружения в раствор кислоты и воды масса каждого образца была записана и объединена для расчета скорости потери массы, и результаты показаны на .После 140 сут коррозии скорости потери массы распределялись в диапазоне 2,2–3,2 %. В а только группа И-78 имела скорость потери массы менее 2,5%. Для III-78 и II-78 этот процент может снизиться до менее 3%. Смесь с угольной пустой породой I типа показала хорошую способность к кислотостойкости. Угольная пустая порода I, даже используемая в качестве заполнителя бетона, более долговечна, чем другие угольные пустые породы в кислотных условиях. Уменьшение общего содержания связующего может ухудшить способность сопротивляться кислотному воздействию при FGM, а различная градация заполнителя не могла значительно повлиять на долговечность (b), поскольку процесс разрушения зависел от характеристик сырья, а не от градации.c показывает, что добавление доли летучей золы от 40% до 50% может помочь противостоять воздействию кислоты; однако при доле 60 % масса образца все же резко уменьшилась. Летучая зола имеет много структур из стеклянных микробаллонов, которые могут заполнить поры строительного раствора. Соответствующая пропорция летучей золы (50% вяжущего) может улучшить микроструктуру цементных систем, что помогает противостоять кислотной коррозии [49]. При подходящей пропорции золы-уноса в вяжущем производство цемента будет недостаточным для связывания с заполнителем, поэтому поверхность склеивания между заполнителем и раствором имеет больше недостатков и не может быть более совместимой.При увеличении отношения воды к связующему образец будет сильно повреждаться раствором кислоты, что можно обнаружить в группе В-0,7 (соотношение воды и вяжущего равно 0,7), в то время как группы В-0,5 и И-78 не видят много явных отличий. по скорости потери массы (d). Чжоу [22] провел испытание в помещении для изучения характеристик деградации материала корпуса сваи CFG в загрязненной среде, материал которого обычно использовался для армирования фундамента. Материал тела сваи CFG состоял из летучей золы, гравия, каменной крошки и цемента, а отличие от FGM состоит в том, что заполнитель образовался из известняка.В его испытаниях масса и механические свойства также резко изменятся в условиях эрозии азотной кислотой. После выдержки образцов в растворе азотной кислоты с концентрацией 25 г/л (pH ≈ 2) в течение 140 сут скорость потери массы материала КФГ будет находиться в пределах 3,97–4,96 % [22]. Понятно, что эта степень деградации хуже, чем у FGM (скорость потери массы менее 3,5%), и FGM обладает способностью сохранять свою целостность в кислой среде.

    Скорость потери массы различных образцов FGM в кислотной среде.( a ) Типы угольной пустой породы и влияние объема вяжущего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние соотношения воды и вяжущего.

    Результаты определения скорости потери динамического модуля упругости различных образцов показаны на рис. Как показано на рисунке, скорость модуля FGM во всех случаях неуклонно снижалась, и в течение 140 дней скорость потерь могла быть ниже 35%. Точки значений не претерпели большого разброса. По сравнению с результатами, представленными Чжоу [22], скорость потери модуля CFG, которая была получена по той же формуле, что и уравнение (4), может достигать 48.6%, что означает более глубокое изнашивание. Следовательно, в некоторых случаях FGM показывает лучшую устойчивость к кислотному воздействию. Для разрушения КФГ он был сложен известняком с содержанием более 75 % [22]. Известняк относится к щелочным оксидам, так как в нем доля СаО составляет более 50 % [24]. По сравнению с , он отличается от пустой породы тем, что известняк может легко нейтрализовать кислоту или быть нейтрализован кислотой.

    Степень потери модуля различных образцов FGM в кислотной среде. ( a ) Типы угольной пустой породы и влияние объема вяжущего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние соотношения воды и вяжущего.

    3.4.3. Коэффициент потери прочности

    Прочность на одноосное сжатие также использовалась в качестве показателя для оценки долговечности кислотостойкости. показывает, сколько прочности было потеряно после 140 дней коррозии. Δσι (скорость потери прочности) каждой группы рассчитывали по уравнению (6). В а темпы потери прочности находились в пределах 5–15 %. Различная угольная жила не могла существенно повлиять на потерю прочности. Однако B-11 показал резкое снижение прочности, что свидетельствует о том, что уменьшение количества связующего может привести к большим потерям прочности на сжатие после кислотной коррозии.b показывает, что различная градация может привести к снижению прочности в диапазоне от 4,9 до 16,9%. При уменьшении доли цемента или увеличении содержания воды в цементе прочность может снизиться на 39–52,8% (см. c, d). По результатам КФГ [22] скорость потери прочности находилась в диапазоне от 14% до 44%, что не могло показать явных различий с КФГ в потере прочности (5,4–52,8%). Учитывая случайные ошибки и различия в экспериментах (одноосная прочность в этом исследовании и неограниченная прочность на сжатие в другом исследовании [22]), поэтому закон потери прочности в кислотных условиях все еще нуждается в дополнительных экспериментах для исследования.

    Прочность на одноосное сжатие образцов FGM, погруженных в кислоту и воду. ( a ) Типы угольной пустой породы и влияние объема связующего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние отношения воды к цементу.

    Для разработки FGM, обладающего превосходной долговечностью, необходимо увеличить долю вяжущего или цемента. Летучая зола может оказать положительное влияние на снижение проникновения кислоты в специальное содержимое, поскольку при меньшем количестве цемента заполнитель не может быть хорошо связан.Поэтому оптимальное соотношение летучей золы и цемента составляет около 1:1. При соотношении в/в более 0,6 ФГМ нельзя применять в кислой среде из-за его больших потерь массы (коррозия). Градация заполнителя не оказывает существенного влияния на кислотостойкость, наблюдаемую в этом исследовании.

    3.5. Зелень ФГМ

    3.5.1. Показатели e-CO

    2 и e-energy

    Показатели CI и EI были выдвинуты в предыдущем разделе для оценки степени экологичности FGM, и результаты приведены в .Из результатов, показанных на а, видно, что уменьшение количества связующего приводит к большему выбросу углекислого газа и большему потреблению энергии. Что касается высокого потребления в цементной промышленности, сокращение прямых потребностей в цементе может сократить поставки ископаемого топлива и других источников выбросов парниковых газов [39]. Использование различных угольных пород также может привести к различиям в степени зелени. Угольная пустая порода IV потребляет гораздо больше энергии, а угольная пустая порода III демонстрирует более низкие выбросы CO 2 .Поскольку угольная порода из города Чанчжи легче измельчается и фильтруется машиной, процесс может потреблять меньше энергии и иметь более высокую экологическую экономическую ценность. Градация заполнителя оказала меньшее воздействие на окружающую среду, так как общий объем угольной пустой породы не изменился. Однако градация «8-18 марка» повышала прочность в оптимальной степени, что позволяло максимально использовать ресурсы ТБО (см. группу И-78 в б). c показывает, что отношение летучей золы к цементу также может иметь оптимальное значение, которое приводит к наибольшей зелени в FGM, и оптимальное соотношение должно быть около 0.5, и постоянное увеличение или уменьшение отношения не приведет к достижению самых низких показателей или хорошей зелени. Хотя при производстве летучей золы не происходит значительного потребления энергии и выбросов CO 2 , цемент играет жизненно важную роль в повышении прочности при применении FGM. В d, с увеличением w/b, индексы росли более резко. Потому что в этой ситуации сила сильно уменьшилась, что можно найти в d. Следовательно, это указывает на то, что производство FGM должно контролировать соотношение воды и вяжущего (не более 0.6).

    Показатели e-CO 2 и e-энергии различных образцов FGM. ( a ) Тип угольной пустой породы и влияние объема вяжущего; ( b ) Совокупный эффект градации; ( c ) Влияние доли летучей золы; ( d ) Влияние отношения воды к цементу.

    Согласно результатам, представленным Чжоу [22], водовяжущее отношение CFG находится в диапазоне 0,4–0,6, содержание летучей золы составляет 40–60%, доля заполнителя составляет 75%. Следовательно, эта пропорция смеси почти такая же, как и у FGM в этой статье.Кроме того, были рассчитаны и представлены в . Из него видно, что КИ КФГ находится в пределах 9–15,4 кг/МПа·м 3 , что аналогично таковому для КЖГ. Однако показатели ЭИ КФГ в большинстве случаев превышали 300 МДж/МПа·м 3 , что вдвое превышало показатели ЭИ КЖГ. В целом FGM демонстрирует лучшую способность, чем традиционная технология улучшения фундамента, в плане экономии энергии при подготовке.

    Таблица 6

    Показатели зелени CFG.

    3

    Serials E-CO 2 (кг / м 3 )
    [22]
    E-Energy
    (MJ / M 3 )
    [22]
    28-дневный
    Сила
    [22]
    CI
    (кг / МПа · м 3 )
    Ei
    (MJ / MPA · M 3 )
    S1 / F1 233.5 7860.9 17,9 13,0 437,4
    S2 265,3 8011.5 21.8 21.8 12.2 367.7
    9 7710,4 13.1 13.1 15.4
    F2 237.59 7994.2 26.59 9,0 302.1
    F3 229.7 229.7 7732.1 18.1 12.7 428.4 428,4
    3.5.2. Взаимосвязь между показателями воздействия FGM на окружающую среду и прочностью на сжатие

    Согласно приведенным выше результатам, взаимосвязь между прочностью на сжатие и показателями CI, EI была продемонстрирована в .Две степенные функции могут хорошо соответствовать этим отношениям, при этом коэффициент R 2 приближается к 0,7. В предыдущих исследованиях [23, 24] также изучались те же соотношения в самоуплотняющемся бетоне и сверхвысококачественном бетоне. Как и в исследуемом законе, увеличение прочности на сжатие ФГМ соответствует постепенному снижению индекса е-СО 2 (КИ) и е-энергетического индекса (ЭИ) при любой пропорции смеси. Следовательно, это может указывать на то, что FGM с более низкими выбросами CO 2 и меньшим потреблением энергии может быть достигнуто за счет разработки достаточно более высокой прочности на сжатие.

    Взаимосвязь между индексами зеленого цвета и прочностью на сжатие при FGM. ( a ) Взаимосвязь между CI и прочностью на сжатие в FGM; ( b ) Взаимосвязь между EI и прочностью на сжатие в FGM.

    3.5.3. Проектирование высокой производительности и экологичности FGM

    На основании приведенных выше результатов можно обнаружить, что на показатели экологичности, включая индекс e-CO 2 и индекс e-энергии, большое влияние оказали параметры пропорции смешивания.Выбор приемлемой угольной пустой породы может помочь уменьшить воздействие FGM на окружающую среду. Например, угольная пустая порода III (угольная пустая порода Чанчжи) была исследована не только на предмет уменьшения выброса двуокиси углерода, но и на экономию энергии при переработке. Регулировка градации заполнителя не может оказать прямого влияния на окружающую среду, но может помочь достичь оптимальной прочности, а также косвенно способствовать устойчивому развитию строительных материалов. Замена определенного содержания цемента летучей золой, насколько это возможно, при отказе от цементирующих материалов, также может достичь оптимальной степени экологичности, поэтому применение подходящего соотношения летучей золы и цемента может эффективно снизить воздействие на окружающую среду, как и ожидалось.Хотя содержание воды может улучшить текучесть свежего бетона FGM, оно плохо сказывается на наборе прочности, особенно при содержании более 0,6 мас./мас. В целом, можно сослаться на следующие предложения по проектированию более устойчивой и чистой FGM с высокой производительностью:

    • (1)

      Выбор региональной угольной пустой породы обеспечивает высокую прочность FGM, например, источник из Чанчжи в этом эксперимент.

    • (2)

      Обеспечение разумной градации заполнителя путем оптимизации соотношения мелкого и крупного заполнителя.Оптимальное соотношение 3:7 в этом эксперименте.

    • (3)

      При определении подходящего соотношения летучей золы и цемента оптимальное соотношение в данном исследовании составляет около 1:1.

    • (4)

      Сохранение низкого соотношения воды и вяжущего. Рекомендуется, чтобы коэффициент был не более 0,6.

    4. Выводы

    Целесообразно разработать сырую низкопрочную смесь FGM для обработки армирования фундамента с использованием большого объема золы-уноса и заполнителя угольной пустой породы, составляющей более 83% по массе.Эта обработка значительно снижает расход цемента и природных заполнителей, таких как песок или известняк. Разумные пропорции смеси для материала FGM были разработаны и предложены на основе исследования механических свойств, характеристик долговечности и даже экологичности. Основные выводы резюмируются следующим образом:

    1. Факторы типа угольной пустой породы, количества связующего, градации заполнителя, соотношения воды и связующего (w/b) и доли летучей золы могут сильно влиять на прочность и долговечность FGM.Уменьшение доли ж/б или летучей золы в общем вяжущем повысит прочность и долговечность. Это может сделать большее общее содержание связующего. Градация ленточного заполнителя «8-18» является оптимальной смесью для создания FGM с наивысшей прочностью, при этом она не может ухудшить долговечность.

    2. Приготовление FGM с содержанием менее 0,6 масс./масс. и менее 50% летучей золы от общего количества связующего может обеспечить прочность материала более 10 МПа. При рассмотрении влияния окружающей среды следует поддерживать определенное содержание цемента на низком уровне.Таким образом, для разработки высокопрочной FGM с зеленой массой и очисткой соотношение w/b должно быть ниже 0,6. Затем угольная жила I (из Сюйчана) и угольная жила IV (из Юйлиня) являются хорошим сырьем для выбора.

    3. Независимо от пропорции смеси FGM, показатели e-CO 2 и e-энергии снижаются с увеличением прочности на сжатие. Однако он подходит для FGM с прочностью на сжатие в диапазоне 8–14 МПа. По сравнению с предыдущими обработками для укрепления фундамента, существенным преимуществом материала FGM является более низкое потребление энергии и меньший выброс углерода на единицу м 3 подготовки.Тем не менее, это не показывает многого на уменьшении истощения CO 2 от единицы МПа·м 3 в FGM.

    4. Консультации были предоставлены для проектирования и подготовки FGM с высоким качеством и низким уровнем выбросов углерода. Это может способствовать продвижению фундаментальной технологии с меньшими затратами, большей устойчивостью и общей высокой экологической ценностью.

    Благодарности

    Авторы благодарят за финансовую поддержку Национального фонда естественных наук Китая (грант No.U1534207 и 51678568), а также фонды фундаментальных исследований Центрального южного университета (№ 2016zzts065).

    Вклад авторов

    Концептуализация, К.М. и Г.Л.; методология, Л.Л.; программное обеспечение, Л.Л.; валидация, Л.Л., Г.Л. и К.М.; формальный анализ, LL; расследование, Л.Л.; ресурсы, HM; курирование данных, L.L., W.W. и C.Z.; написание — подготовка первоначального проекта, Л.Л.; написание — обзор и редактирование, Г.Л.; визуализация, К.М.; надзор, YX; Администрация проекта, Ю.ИКС.; приобретение финансирования, Y.X. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Это исследование не получило внешнего финансирования

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Любая роль спонсоров в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи или при принятии решения о публикации результаты должны быть указаны в этом разделе

    Литература

    1.Чен Ф.-К., Линь Л.-Б., Ван Дж.-Дж. Энергетический способ решения проблемы деформации геосинтетически армированной насыпи на фундаменте Пастернака. заявл. Мат. Модель. 2019;66:424–439. doi: 10.1016/j.apm.2018.09.025. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]2. Юнус Н.З.М. Характеристики морской глины, обработанной известью, по характеристикам прочности и сжимаемости. Междунар. Дж. ГЕОМАТ. 2015; 8: 1232–1238. [Google Академия]3. Канг Г., Тсучида Т., Атапатху А. Инженерное поведение обработанной цементом морской дноуглубительной глины на ранних и поздних стадиях отверждения.англ. геол. 2016; 209: 163–174. doi: 10.1016/j.enggeo.2016.05.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4. Хэради Х., Йе Б., Ниши Х., Ока Р., Чжан Ф. Оптимальная схема улучшения грунта для повышения сейсмостойкости существующей коробчатой ​​водопропускной трубы, заглубленной в мягкий грунт. Танн. Подгр. Космическая техника. 2017;69:187–202. doi: 10.1016/j.tust.2017.06.022. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Ю С., Ченг С., Го Х., Яо З. Экспериментальное исследование структурной реакции энергетических свай CFG. заявл. Терм. англ. 2016;96:640–651. дои: 10.1016/j.applthermaleng.2015.11.127. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Xiaoluan H. Анализ конструкции и применения композитного фундамента CFG для высотного здания в районе слабых грунтов. Гуандун Архит. Гражданский англ. 2019;26:40–42. (на китайском языке) [Google Scholar]7. Сяо Д., Цзян Г., Ляо Д., Ху Ю., Лю С. Влияние подъездной насыпи на сваях из цемента, золы-уноса и гравия на опорные сваи в мягком грунте. Дж. Рок Мех. Геотех. англ. 2018;10:977–985. doi: 10.1016/j.jrmge.2018.06.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8.Ren Q., De Schutter G., Jiang Z., Chen Q. Модель многоуровневой диффузии для промышленного песчаного раствора с учетом формы частиц и эффектов порошка известняка. Констр. Строить. Матер. 2019;207:218–227. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.02.139. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Тан З., Ке Г., Ли В., Там В. В., Чжоу Дж. Л. Устойчивость устойчивого бетона к сульфатному воздействию, содержащего различные твердые промышленные отходы. Дж. Чистый. Произв. 2019; 218:810–822. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.01.337. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10.Ли Д., Ву Д., Сюй Ф., Лай Дж., Шао Л. Обзор литературы китайских исследований в области более эффективного использования угля. Дж. Чистый. Произв. 2018; 185: 959–980. doi: 10.1016/j.jclepro.2018.02.216. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 11. Ван С., Луо К. Выбросы ртути в атмосферу в результате сжигания энергетического и бытового угля в Китае. Атмос. Окружающая среда. 2017; 162:45–54. doi: 10.1016/j.atmosenv.2017.05.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Ченг Ю., Хунцян М., Хунью С., Цзясинь В., Цзин С., Цзунхуи Л., Минкай Ю.Получение и характеристика геополимеров угольной пустой породы. Констр. Строить. Матер. 2018;187:318–326. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.07.220. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Гуо Ю., Чжан Ю., Ченг Ф. Промышленное развитие и перспективы комплексной утилизации угольной пустой породы. CIESC J. 2014;65:2443–2453. [Google Академия] 14. Ван Дж., Ю Ю., Ван М., Ли С. Сценарный анализ предложения вторичной меди в Китае с учетом коэффициента эффективности вторичной переработки и правил импорта отходов. Ресурс. Консерв.Переработка 2019; 146: 580–589. doi: 10.1016/j.resconrec.2019.02.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Sun Q., Tian S., Sun Q., Li B., Cai C., Xia Y., Wei X., Mu Q. Подготовка и микроструктура материала обратной засыпки из геополимерной пасты из летучей золы. Дж. Чистый. Произв. 2019; 225:376–390. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.03.310. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Ван Дж., Цинь К., Ху С., Ву К. Бетонный материал с отходами угольной пустой породы и летучей золой, используемый для дренажа сельскохозяйственных угодий в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Дж. Чистый. Произв. 2016; 112: 631–638.doi: 10.1016/j.jclepro.2015.07.138. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Хуан М., Хуанг С., Цзэн Дж., Ченг Ю., Лэй Т. Влияние PH на характеристики выщелачивания пустой породы как материала взрытого слоя экспресс-способом. Окружающая среда. англ. 2014; 32: 773–776. [Google Академия] 18. Дун З., Ся Дж., Фань С., Цао Дж. Активность мелкозернистого заполнителя прокаленной угольной пустой породы и его влияние на механическое поведение цементного раствора. Констр. Строить. Матер. 2015;100:63–69. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.09.050. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19.Ю С., Ченг С., Го Х., Яо З. Экспериментальное исследование теплообменной способности свайных геотермальных теплообменников CFG на месте. Энергетическая сборка. 2014;79:23–31. doi: 10.1016/j.enbuild.2014.04.021. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Лонг Г., Ли Л., Ли В., Ма К., Донг В., Бай С., Чжоу Дж. Л. Улучшенные механические свойства и долговечность цементно-грунтовой смеси, армированной угольной пустой породой, для обработки фундамента. Дж. Чистый. Произв. 2019; 231:468–482. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.05.210. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Хоу Л., He X., Li X., Wang S., Zhao L. Видовой состав и колонизация темных септированных эндофитов зависят от видов растений-хозяев и глубины почвы в песчаниках Му Ус, северо-запад Китая. Грибковая экол. 2019;39:276–284. doi: 10.1016/j.funeco.2019.01.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Чжоу С. Магистерская диссертация. Хунаньский университет науки и технологий; Сянтань, Китай: 2016 г. Испытание сваи CFG на механические свойства разрушения в загрязненной среде. [Google Академия] 23. Ши Ю., Лонг Г., Ма К., Xie Y., He J. Проектирование и приготовление бетона со сверхвысокими характеристиками с низким воздействием на окружающую среду. Дж. Чистый. Произв. 2019;214:633–643. doi: 10.1016/j.jclepro.2018.12.318. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24. Лонг Г., Гао Ю., Се Ю. Разработка более устойчивого и экологичного самоуплотняющегося бетона. Констр. Строить. Матер. 2015; 84: 301–306. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.02.072. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 25. Линьхао Л., Гучанчэн Л., Чаонэн Б., Юань С., Кунлинь М., Шэнь З. Прочность угольной пустой породы и ее межфазной зоны с цементным камнем в условиях циклов сухой-влажный.Уголь инж. 2019;51:153–159. (на китайском языке) [Google Scholar] 26. Ма С., Чжао Б., Лонг Г., Санг С., Се Ю. Количественное исследование развития прочности земляных конструкций, приготовленных с использованием органической глины и высокоэффективного стабилизатора грунта. Констр. Строить. Матер. 2018; 174: 520–528. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.119. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Ашраф В., Нур М. Эксплуатационная оценка свойств бетона для различных комбинированных подходов к градации заполнителя. Procedia англ. 2011;14:2627–2634. дои: 10.1016/j.proeng.2011.07.330. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28. ASTM C39/C39M-10. Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие цилиндрических бетонных образцов. АСТМ; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2010. [Google Scholar]29. Хуан Г., Цзи Ю., Ли Дж., Хоу З., Донг З. Повышение прочности геополимерных растворов из кальцинированной угольной пустой породы за счет увеличения содержания кальция. Констр. Строить. Матер. 2018; 166: 760–768. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.02.005. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Чен П., Чжэн В., Ван Ю., Чанг В.Модель ползучести высокопрочного бетона с добавками вяжущих. Констр. Строить. Матер. 2019; 202: 494–506. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.005. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 31. Томас Р.Дж., Питампаран С. Активированный щелочью бетон: инженерные свойства и деформационное поведение. Констр. Строить. Матер. 2015;93:49–56. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.04.039. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Стандартный метод испытаний статического модуля упругости и коэффициента Пуассона бетона при сжатии.АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2002. с. 4. [Google Академия]33. Стандартный метод испытаний динамического модуля Юнга, модуля сдвига и коэффициента Пуассона при импульсном возбуждении вибрации. АСТМ интернэшнл; Уэст-Коншохокен, Пенсильвания, США: 2009 г. [Google Scholar]34. Чатвира Б., Лертваттанарук П. Оценка устойчивости цементных растворов к азотной и уксусной кислотам, содержащих большое количество золы шелухи черного риса. Дж. Окружающая среда. Управление 2014; 133:365–373. doi: 10.1016/j.jenvman.2013.12.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35.Чжоу С., Ма С., Лонг Г., Се Ю. Новый непортландцементный материал: механические свойства, долговечность и характеристики. Констр. Строить. Матер. 2020; 238 doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117671. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 36. Ян С., Лю Дж., Ли Х., Сюй Л., Рен К., Ли Л. Влияние гидрохлорида триэтаноламина на характеристики цементного теста. Констр. Строить. Матер. 2019;200:218–225. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.12.124. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 37. Мюллер Х.С., Хайст М., Фогель М. Оценка потенциала устойчивости бетона и бетонных конструкций с учетом их воздействия на окружающую среду, производительности и срока службы.Констр. Строить. Матер. 2014;67:321–337. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.01.039. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 38. Бюро электрификации Z. China Railway Signal & Communication Co, Ltd. World Wide Web. [(по состоянию на 1 января 2020 г.)]; Доступно в Интернете: http://en.crsc.cn/39. Диксит М.К. Воплощенный энергетический анализ строительных материалов: усовершенствованный гибридный метод на основе ввода-вывода с разбивкой по секторам. Энергия. 2017; 124:46–58. doi: 10.1016/j.energy.2017.02.047. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 40. Тернер Л.К., Коллинз Ф.Г. Выбросы в эквиваленте двуокиси углерода (CO2-e): сравнение геополимерного и цементного бетона OPC. Констр. Строить. Матер. 2013;43:125–130. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.01.023. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 41. Теймен А., Кылыч А., Килич А. Влияние прочности цементного раствора на распределение напряжения (растяжение) полностью залитых раствором анкерных болтов. Танн. Подгр. Космическая техника. 2018;77:280–287. doi: 10.1016/j.tust.2018.04.022. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 42. Бьюик Р., Кайзер П., Аманн Ф. Прочность массивных и умеренно трещиноватых массивов твердых пород.Дж. Рок Мех. Геотех. англ. 2018 г.: 10.1016/j.jrmge.2018.10.003. [CrossRef] [Google Scholar]43. Рашид К., Ахмад М., Тахир М.А. Влияние органических реагентов на прочность цементного раствора на сжатие. Констр. Строить. Матер. 2018; 175: 434–438. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.177. [CrossRef] [Google Scholar]44. Чо Ю.К., Юнг С.Х., Чой Ю.К. Влияние химического состава золы-уноса на прочность на сжатие цементного раствора из золы-уноса. Констр. Строить. Матер. 2019; 204: 255–264. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.208. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 45. Нушини А., Аслани Ф., Кастель А., Гилберт Р.И., Уй Б., Фостер С. Модель напряжения-деформации при сжатии для бетона на основе геополимера с низким содержанием кальция и термически отвержденного портландцемента. Цем. Конкр. Композиции 2016;73:136–146. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2016.07.004. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 46. Да Б., Ю Х., Ма Х., Тан Ю., Ми Р., Доу С. Экспериментальное исследование полных кривых напряжения-деформации кораллового бетона. Констр. Строить. Матер. 2016; 122:81–89. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.06.064. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 47. Ху Дж., Ву Дж. Механические свойства и соотношение напряжения и деформации при одноосном сжатии переработанного бетона с крупным заполнителем, подвергнутого циклам соля-мороз. Констр. Строить. Матер. 2019;197:652–666. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.213. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 48. Го З. Прочность бетона и определяющее соотношение: принцип и применение. Китайская архитектурно-строительная пресса; Пекин, Китай: 2004. [Google Scholar]49. Цзяньмин Ю., Лумин В., Ченг Дж., Донг С. Влияние летучей золы на коррозионную стойкость цементного камня на основе фосфата магния и калия в сульфатном растворе. Констр. Строить. Матер. 2020; 237 doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117639. [CrossRef] [Google Scholar]

    Услуги по армированию и ремонту стен

    «Винтовой анкер» существует уже несколько столетий и доказал свою эффективность в различных областях применения. С 1912 года CHANCE ® является лидером в производстве спиральных изделий.

    Спиральные анкеры CHANCE ® представляют собой предварительно сконструированную механическую анкерную систему, которая десятилетиями регулярно используется в электроэнергетике. Благодаря универсальности и эффективности спиральных анкеров CHANCE® они также зарекомендовали себя как один из лучших вариантов для ремонта обрушившихся дамб, строительства новых дамб, временного или постоянного удержания грунта и т. д.

    Спиральные анкеры CHANCE ® , будь то временное или постоянное крепление, являются идеальным решением для систем удержания грунта.Спиральные анкеры CHANCE ® представляют собой экономящее время и экономически эффективное решение для анкеровки, в котором используется мгновенная обратная связь крутящего момента к грузоподъемности в качестве встроенного средства контроля качества, которое устраняет неопределенность для инженеров и подрядчиков, обеспечивая качество на всех этапах. проект.

    Преимущества винтовых анкеров CHANCE® Tieback:

    • Низкие затраты на мобилизацию
    • Устанавливается с небольшим оборудованием
    • Готовая система
    • Быстрая установка
    • Устанавливается в любых погодных условиях
    • Позволяет выполнять немедленную загрузку, не дожидаясь застывания бетона
    • Добыча не создана
    • Без вибрации
    • Контроль качества – крутящий момент, измеряемый в полевых условиях
    • Может быть установлен со стороны суши или воды
    • Можно снимать и извлекать для временных приложений
    • Состоит из горячеоцинкованной переработанной стали производства США
    • Состоит из продуктов, сертифицированных ICC-ES
    • Не требует земляных работ
    • Не требует обезвоживания

    Поэтому…

    • Нет необходимости планировать мобилизацию крупного оборудования, как это требуется для просверленных анкеров / обычных залитых раствором арматур.
    • Нет необходимости перемещать или вывозить отвал, который создается с помощью просверленных анкеров / обычных залитых раствором арматуры.
    • Не нужно будет ждать идеальных погодных условий.
    • Нет необходимости ждать застывания бетона.
    • Для подтверждения того, что анкеры достигли надлежащей глубины/длины, не требуется повторных предположений или дополнительных расширенных испытаний.
    • Спиральные анкеры экологически безопасны.

    Компания Carolina Foundation Solutions является сертифицированным установщиком CHANCE ® в Шарлотте и гордится тем, что использует лучшие материалы и предлагает лучшие решения в отрасли.Для любых проектов, которые могут потребовать анкерных систем tieback, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

    Узнайте о спиральных анкерных изделиях CHANCE ® .

    Чтобы ознакомиться с примерами недавних проектов, выполненных CFS, посетите страницу портфолио или нашу страницу в Facebook.

    Оптимизация армирования малоэтажных стен C-I-P – Бетонные изделия

    Источники: RMC Research & Education Foundation, Александрия, Вирджиния: сотрудники CP

    В новом отчете RMC Research & Education Foundation говорится, что инженерам, специалистам-практикам и должностным лицам по нормам и правилам следует учитывать расчетные нагрузки в сравнении с нормативными требованиями к армированию для бетонных стен, обрамляющих малоэтажные здания в умеренных или низких сейсмических зонах.

    «Исследование производительности малоэтажных бетонных стен с низким коэффициентом армирования на основе моделирования» охватывает исследования Департамента гражданской и экологической инженерии Вашингтонского университета. Исследователи стремились определить возможности для достижения целевых характеристик стены и несущей способности при использовании меньшего и более широко расположенного стального армирования, чем позволяет ACI 318, Требования строительных норм и правил для конструкционного бетона.

    Отчет размещен здесь .

    Отчет представляет собой первый шаг к переоценке стандартов для малонагруженных бетонных несущих стен.«Мы считаем, что после объединения с экспериментальными данными это поможет заложить основу для важных изменений в ACI 318», — заключают авторы и ведущие исследователи доктор Дон Леман и доктор Лаура Лоус.

    В «Исследовании на основе моделирования» они отмечают: а) легкоармированные бетонные стены, в том числе стены из утепленной бетонной опалубки (ICF), обычно используются для жилого и малоэтажного строительства; b) строительство ICF может быть выгодным, поскольку изоляционная опалубка обеспечивает более высокий уровень изоляции, чем традиционная конструкция, и приводит к большей энергоэффективности; в) себестоимость малоэтажного железобетонного и МКФ строительства – размещение арматурной стали; d) в регионах с низкой и средней сейсмичностью требования Кодекса ACI 318 к минимальному армированию, а не к расчетным нагрузкам, обычно определяют объем арматуры.

    «Снижение требований к армированию малоэтажных стен в регионах с низкой и умеренной сейсмичностью обеспечило бы преимущества как с точки зрения затрат, так и с точки зрения устойчивости строительства железобетонных стен», — утверждает старший вице-президент Национальной ассоциации товарного бетона по конструкциям и нормам д-р Скотт Кэмпбелл, отчет. технический рецензент.

    «Наша миссия включает в себя повышение качества и устойчивости в бетонной промышленности», — добавляет председатель RMC Foundation 2022 Родни Гроган (MMC Materials). с этой миссией.Мы рады сделать это важное исследование доступным для лиц, влияющих на Кодекс ACI». —  www.rmc-foundation.org

    Microsoft Word — CET—006.docx

    %PDF-1.6
    %
    1 0 объект
    >>>]/OFF[]/Order[]/RBGroups[]>>/OCGs[6 0 R 7 0 R]>>/Pages 3 0 R/StructTreeRoot 8 0 R/Type/Catalog>>
    эндообъект
    5 0 объект
    >/Шрифт>>>/Поля[]>>
    эндообъект
    2 0 объект
    >поток
    2017-07-25T11:15:53+02:002017-07-25T11:15:53+02:002017-07-25T11:15:53+02:00PScript5.dll версии 5.2.2application/pdf

  • Microsoft Word — CET—006.docx
  • рафаэлла
  • uuid:b0911c8b-990e-4e33-8f97-e9d6661ee653uuid:d0d9335c-4902-4521-96d2-c0560f0d679dAcrobat Distiller 11.0 (Windows)

    конечный поток
    эндообъект
    3 0 объект
    >
    эндообъект
    8 0 объект
    >
    эндообъект
    42 0 объект
    >
    эндообъект
    43 0 объект
    >
    эндообъект
    97 0 объект
    >
    эндообъект
    98 0 объект
    >
    эндообъект
    99 0 объект
    >
    эндообъект
    100 0 объект
    >
    эндообъект
    101 0 объект
    >
    эндообъект
    102 0 объект
    >
    эндообъект
    103 0 объект
    >
    эндообъект
    104 0 объект
    >
    эндообъект
    105 0 объект
    >
    эндообъект
    106 0 объект
    >
    эндообъект
    107 0 объект
    >
    эндообъект
    108 0 объект
    >
    эндообъект
    109 0 объект
    >
    эндообъект
    110 0 объект
    )/K 13/P 30 0 R/Pg 17 0 R/S/Рисунок>>
    эндообъект
    30 0 объект
    >
    эндообъект
    17 0 объект
    >/MediaBox[0 0 595.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    *

    *