Сколько весит куб керамзитобетона: Удельный вес бетона различных типов и марок (кг/м3)

Содержание

Сколько весит куб бетона из керамзита: удельный, объемный вес

Керамзитобетон применяют при обустройстве стен внешнего вида и перекрытий. Материал отличается легкостью и экологической чистотой, представляя собой подвид легкой бетонной массы. Керамзитобетон считается полностью безопасным, ему отдают предпочтение при строительстве школ, детских учреждений, больниц, многоквартирных домов, межкомнатных перегородок. Стены из такого материала способны «дышать», пропуская через себя воздушные массы, не накапливать влагу. Основным компонентом считается керамзит, к которому добавляют связующие составы в виде цементной массы, смолы или гипса. Блоки получаются прочными, хорошо сохраняют тепло внутри помещения, не реагируют на температурные перепады, отличаются удобством монтажа. Сегодня попробуем узнать, сколько весит куб бетона из керамзита, чтобы правильно определять потребность в данном материале.

Удельный вес одного кубометра бетона

Наиболее распространенным способом, по которому классифицируют вес кубометра бетонной массы, считается разделение по удельной массе.

Учитывая объемную массу, бетоны делят на несколько видов:

Особо легкий – максимальная масса одного куба не превышает пятисот килограмм. Для такого бетона характерно содержание ячеек с воздухом, диаметр которых составляет 1 – 1.5 мм, пористая основа. К таким составам относятся пено- и газоблочный материалы, в основе которых содержатся не только просеянный песок и цементный материал, но и образователь пены, формирующий воздушные ячейки. Это дает возможность создать небольшую массу и отличные теплоизоляционные способности.
Легкий – бетонные составы, заполненные облегченным пористым материалом. Наполнителя может не быть, но структура массы все равно остается пористой. Куб материала в этом случае весит 500 – 1 800 кг, шестьсот килограмм в котором приходится на песок – главный и обязательный элемент.
Тяжелый – наиболее распространенный вариант строительного раствора. Из него устраивают основные элементы объекта, стяжки, ограждения и т. п. В составе содержатся крупнофракционные наполнители – песок, щебенка, гравий, на которые приходится основной объем материала. Кубический метр такого бетона весит от 1.8 до 2.5 т.
Особо тяжелый – для его изготовления применяют металлический наполнитель, чтобы придать готовой продукции массивность. Весит один куб материала от 2.5 до 3 тонн. В состав входит цементная масса повышенного уровня прочности. Как правило, из такого материала возводят специальные объекты.

Как правило, легкий бетон применяется в виде готового строительного блока.

Виды керамзитобетона и его назначение

Перед тем как определить объемный вес керамзитобетона, нужно ознакомиться с его основными разновидностями и назначением.

Технология изготовления напоминает производство блоков из пескоцементной смеси, однако к исходному сырью добавляют специальные мелкофракционные гранулы керамзита величиной 5-10 мм. Заявленный срок эксплуатации построек из керамзитобетона достигает 75 лет.

Сферы применения материала достаточно обширны и включают в себя такие пункты:

Решение подходит для наружных и внутренних мероприятий, организации вентиляционных систем и проведения облицовочных работ. Из-за небольшого веса и широких технических свойств на основе керамзитобетона можно возводить декоративные элементы и ограждающие конструкции. За счет обширных размеров блоки можно совмещать с любыми отделочными решениями, стараясь повысить качество их сборки и сократить время строительных работ.

Перед определением веса керамзитобетона в 1 м³ нельзя сравнивать его с пескоцементным аналогом. Решения отличаются спецификой состава, хотя имеют общее назначение.

Расчет массы

Для определения веса бетона и керамзитобетона существует специальная формула

g бс = V кр g окр + V п g оп + 1,15Ц, в которой:

g бс — ожидаемая максимальная объемная масса керамзитобетона в сухом состоянии, выраженная в кг/м. куб;

g окр и g оп — массы крупного и мелкого наполнителя, кг/м. куб;

V кр и V п — расходное количество крупного и мелкого заполнителя на 1 кубометр уложенного бетонного состава, м. куб;

Ц — количество вяжущего на 1 м.куб выложенного керамзитобетона, кг.

Чтобы определить массу блока, необходимо знать его форму, размеры и вес материалов, применяемых для производства. И если взять блок с параметрами 20 х 20 х 40 см, то масса его будет составлять от 6 до 29 кг.

Керамзитобетон принято разделять на три подвида:

теплоизоляционный;
конструкционный;
конструкционно-теплоизоляционный.

Вес бетона из керамзита определяют по размерам пор наполнителя и количеству его в бетонной массе.

Состав

Керамзитобетон – монолитный качественный строительный материал, приготавливаемый из цемента, керамзита, песка и воды. Отверждение смеси ингредиентов происходит естественным путем на воздухе. Для ускорения процесса приготовления в состав помимо перечисленных компонентов добавляется омыленная древесная смола или другие вещества, вовлекающие воздух в приготовленный раствор.

От традиционного бетона стройматериал отличается наполнителем. В его роли выступает керамзит – зернистый пористый бетонозаполнитель, изготавливаемый из глины посредством обжига в печи. Круглые и овальные зерна керамзита имеют в диаметре от 5 до 40 мм. От фракции использованных в составе зерен зависит как марка керамзитобетона, так и его эксплуатационные характеристики.

Так, пропорции керамзитобетона для стяжки пола равны 1:2:3 – цемент, песок и керамзит соответственно, а диаметр используемых гранул может быть от 5 до 20 мм в зависимости от того, какие нагрузки планируются на пол. Чем крупнее фракция, тем прочнее получается поверхность.

Объемный вес

Масса применяемых материалов зависит от особенностей их применения:

для возведения наружной стены;
под стяжку пола;
на утепление чердака.

Когда керамзитобетон применяется в качестве утеплительного материала, то песок добавлять не следует. В состав входят цементная масса, чистая вода, керамзитный камень крупных и легких фракций. Выход составляет от 500 до 550 кг на куб – именно то, что требуется для утепления стены. Добавление песка придаст тяжесть и понизит уровень тепловой проводимости. Для приготовления одного кубометра керамзитобетона потребуется 280 кг цементного состава, марка которого составляет м400. Зная исходные данные, можно определить, сколько весит куб бетона м300 с керамзитом.

Чтобы изготовить облегченный керамзитобетон, допускается добавление в массу опилок хвойных древесных сортов.

От количества цемента в керамзитобетоне будет зависеть прочность и вес материала.

Чтобы приготовить раствор, потребуются следующие компоненты:

цементный состав;
песок промытый;
керамзитный камень;
чистая вода;
пластификаторные добавки в виде жидкого мыла или стирального порошка.

Удельная масса сухого керамзитобетона представляет собой соотношение веса сухого материала ко всему объему. Зависит все от размера керамзитовых зерен. Как уже было сказано, масса керамзитобетона определяется уровнем пористости материала и количеством его объема в бетонной массе.

Легкость компонентов оказывает влияние на понижение расходов, связанных с перевозкой материала, снижает стоимость готовой продукции.

Вес керамзитобетона в 1 м3: объемный и удельный, таблица, виды и назначение

Хозяева, планирующие возводить свой дом самостоятельно, должны знать все тонкости и основные параметры материала, с которым предстоит работать. Керамзитобетон является отличным выбором, особенно если покупать готовые блоки. Когда вы уже определились с основным материалом стен, следует рассчитать его необходимое количество, а также вес. Эти данные используются для подбора фундамента и определения общей стоимости будущего строения.
Поэтому точно нужно знать сколько весит куб этого материала и какой его удельный вес.

Далее мы рассмотрим такие понятия, как:

Керамзитобетон ценится в строительстве за свою надежность и низкую стоимость. Он относится к легким бетонам. Основой этого материала является цемент с песком или гипс. Заполнителем здесь является керамзит — он имеет небольшой вес и плотность, за счет него эти блоки можно отнести к классу легких бетонов. Используется для частного и промышленного строительства.

Сравнение керамзитобетона с газобетоном

Газобетон – пористый строительный материал, представляющий собой подвид ячеистого бетона. В его состав входит кварцевый песок, цемент и вещества, которые провоцируют газообразование в смеси. Как и керамзитобетон, газобетонные блоки делятся на конструкционные, теплоизоляционные и комбинированные. Рассмотрим основные различия обоих материалов:

Характеристика	Керамзитобетон	Газобетон
Плотность	От 700 до 1500 кг/м3	От 400 до 800 кг/м3
Прочность	От 35 до 100 кгс/см2	От 15 до 35 кгс/см2
Морозостойкость	50 циклов	25 циклов
Водопоглощение	15%	45%
Теплопроводность	От 0,19 до 0,4 Вт/м°С	От 0,09 до 0,14 Вт/м°С
Звукоизоляция	От 53 до 60 дБ	От 50 до 53 дБ
Усадка	От 0,2 до 0,4 мм/м	От 0,12 до 2 мм/м

Сравнивая характеристики обоих стройматериалов, можно заметить, что керамзитобетонные блоки превосходят газобетон по всем ключевым параметрам за исключением теплопроводности. Однако в случае использования дополнительной теплоизоляции эта разница становится едва заметной. Что касается стоимости, цена керамзитобетона в целом на 25% ниже, чем у газобетона.

Сравнение керамзитобетона с деревом

Если раньше для строительства бани или сауны традиционно использовалось дерево, то сегодня в качестве альтернативы все больше людей выбирают керамзитобетон. Сравним материалы:

Теплопроводность, Вт/м°С	Плотность, кг/м3
Керамзитобетон	От 0,19 до 0,4	От 700 до 1500
Сосна	От 0,09 до 0,18	500
Лиственница	0,13	670
Дуб	0,23	700
Береза	0,15	От 510 до 770

Можно заметить, что плотность керамзитобетона выше, чем данная характеристики у популярных пород древесины, равно как и теплопроводность. Однако материал превосходит дерево по таким важным параметрам, как усадка и пожаробезопасность. Именно по этой причине блоки становятся отличной альтернативой дереву при строительстве бань, саун и других отапливаемых построек.

Приготовление керамзитобетона

Компоненты для изготовления керамзитобетона – цемент, песок, керамзит и вода. Соотношение первых трех составляющих равняется 1:2:3. Вода наливается в объеме 1:1 по отношению к цементу. Технология приготовления стройматериала в домашних условиях выглядит следующим образом:

В бункер загружается одна часть цемента и две части песка.
Компоненты тщательно перемешиваются до однородной массы.
В бункер наливается одна часть воды, замешивается раствор.
Добавляются три части керамзита, строительная смесь перемешивается.
Готовый раствор раскладывается по формам (если нужны блоки).

Таблица пропорций для приготовления керамзитобетонной смеси
Технология приготовления и состав керамзитобетона кажется простым, однако важно соблюдать четкую последовательность и при необходимости доливать нужное количество воды. Испортить смесь легко, поэтому делать блоки своими руками не рекомендуется. Вместо этого лучше обратиться за услугами профессионалов либо заказать готовые стройматериалы нужных размеров.

Технология приготовления керамзитобетона

Сферы применения керамзитобетона

Основное место применения керамзитобетона – возведение стен. В некоторых странах строительство ведется только из данного материала. Такой легкий бетон может выдерживать нагрузки до 7 Мпа, при плотности однослойной стеновой панели в 1000 кг/м3. Там, где требуется высокая тепло- и звукоизоляция стяжки, отлично зарекомендовал себя керамзитобетон. Применение для данных работ керамзитобетона, удешевляет процесс строительства и сокращает скорость высыхания стяжки и, тем самым, ускоряет график завершения строительства. Архитектурные особенности некоторых зданий требуют использование плотного керамзитобетона. Но, так как, сам керамзитобетон, на самом деле, довольно хрупкий материал, обязательно использование армирующих компонентов в составе плит перекрытий. Широкая популярность керамзитобетона, как на Западе, так теперь и в России связана с рядом выразительных достоинств этого материала:

устойчивость материала к температурным перепадам;
способность сохранять длительный период, приданные производителем свойства;
удобство в транспортировке;
устойчивость к коррозии, к агрессивным средам, к высокой влажности и к другим неблагоприятным условиям эксплуатации.

Характеристики стройматериала

Керамзит считается наиболее легким типом пористого насыпного сырья. Благодаря наличию пор с воздухом материал демонстрирует высокие тепло/звукоизоляционные свойства. Разные фракции керамзита предполагают свои пределы для определенной марки – от величины и объема гравия в составе зависят плотность и вес керамзитобетона.

Сейчас читают: Способы использования бетона с пенопластом

Виды гранул из керамзита для производства материала:Песок – частицы 0-5 миллиметров величиной.Гравий – выделяют три основных типа: 5-10 миллиметров, 10-20 и 20-40 миллиметров. Щебень из керамзита – 0-10 или 5-40 миллиметров.

Несмотря на низкую плотность керамзита, он показывает оптимальные значения механической прочности – сопротивляемость высоким нагрузкам обеспечивает внутреннее строение гранул из глины. Все технические характеристики напрямую связаны с маркой – чем больше цифра рядом с индексом М, тем больше все значения.

Марки керамзитобетона и их технические характеристики:М100 – морозостойкость на уровне F50-F100, водостойкость в диапазоне W2-W4, плотность от D900 до D1300, прочность класса В7.5.М150 – морозостойкость на уровне F75-F100, стойкость к воде W4, плотность от D1000 до D1500, прочность класса В10-В12.5.М200 – морозостойкость на уровне F100, водостойкость в районе W4, плотность D1600, прочность класса В15.

Основная особенность керамзитобетона – малый вес при достаточно высокой прочности. Материал считается универсальным, может применяться в создании различных конструкций, заливке полов, выполнении тех или иных элементов.

Керамзитобетон демонстрирует хорошие изоляционные свойства, выдерживает длительные нагрузки, не боится агрессивных сред, воды, прост в работе (легкий, не требует вибрации). Основные преимущества керамзитобетона:Небольшой вес, что понижает общую нагрузку здания на фундамент и конструктивные элементы, облегчает и уменьшает стоимость монтажа, реализации работ по заливке и т.д.Повышенная устойчивость к огню, что особенно важно для жилых, промышленных зданий.Экологичность и безопасность для здоровья, самочувствия, жизни людей.Высокие показатели теплоизоляции, звукоизоляции.Низкое значение водопоглощения, способность создавать оптимальный микроклимат в помещении.Пониженная потребность в бетонном растворе.Ускоренное выполнение работ (в среднем в 5 раз, как указывают мастера).

Марки керамзитобетона

Характеристики керамзитобетона во многом определяются маркой строительного материала, от чего в свою очередь зависят сферы применения. Встречаются следующие марки керамзитобетона:

М50. Заливка несущих стеновых перегородок внутри жилых домов, квартир и хозпостроек.
М75. Формирование монолитных несущих конструкций в жилых, промышленных зданиях.
М100. Заливка стяжек, например, для изготовления пола со встроенным в него отоплением.
М150. Изготовление блоков для дальнейшего применения в малоэтажном строительстве.
М200. Производство более прочных блоков и перекрытий, в т.ч. внутри жилых зданий.
М300. Дорожное строительство, а именно изготовление мостов и дорожных покрытий.

Малый вес керамзитобетона делает его отличным выбором для формирования плит перекрытий. Материал хорошо подходит на роль подушки под асфальт при строительстве дорог. Керамзитные подушки достойно противостоят деформации под постоянными нагрузками от проезжающих авто.

Подушка из керамзита

Недостатки керамзитобетона

Как и у любого современного стройматериала, у керамзитобетонных блоков есть ряд недостатков:

наличие мостиков холода в готовых стенах и перекрытиях, что обуславливается несовершенством геометрической формы блочных элементов;
необходимость в изготовлении дополнительного утепления стен из данного материала, особенно при строительстве зданий в северных широтах страны;
низкое качество блоков, изготавливаемых кустарно – этот минус нивелируется в случае, если стройматериалы заказываются в проверенной компании.

Ни один из перечисленных недостатков не является критичным, поэтому блоки из керамзитобетона – хороший выбор для строительства жилых и хозяйственных построек, и промышленных зданий.

Разновидности керамзитобетонных блоков

Керамзитобетон по такому параметру, как плотность, классифицируется на следующие три группы:

Крупнопористый керамзитобетонный блок. В составе преобладает цемент и наполнитель, песок для приготовления не используется. Достоинства – низкая цена и универсальность. Материалы из этой группы применяются для изготовления стяжек, полов, стен и перекрытий в малоэтажных зданиях.
Поризованный керамзитобетонный блок. Группа делится на три подгруппы керамзитобетона – теплоизоляционный (плотность в диапазоне D400-D600), теплоизоляционно-стеновой (D700-D1400) и стеновой (D1400-2000). Для капитального строительства используется третья разновидность бетона.
Плотный керамзитобетонный блок. Отличается большей концентрацией цемента в составе, нежели указанные выше варианты. Плюсы – высокая прочность и устойчивость к сильным механическим нагрузкам. К недостаткам относится дороговизна и большой вес, что усложняет процесс строительства.

Кроме как по плотности стройматериал классифицируется по объемной массе на три категории – особо легкий, легкий и тяжелый. Первый отличается объемной массой в диапазоне от 600 до 800 кг/м3. Легкие керамзитобетонные блоки имеют объемную массу от 800 до 1000 кг/м3, а тяжелые – от 1200 до 1400 кг/м3. Теплопроводность варьируется от 0,15 до 0,9 Вт/м·°С, что зависит от типа.

Что касается размера блока керамзитобетона, они определяются стандартом ГОСТ 6133-99. Габариты блочных элементов определяются сферой их использования. Например, для кладки стен применяются блоки таких размеров, как 288х288х138 мм, 228х138х139, 390х190х188 и 90х190х188. Для строительства перегородок используются блоки 590х90х188, 390х90х188 и 190х90х188 мм.

размер керамзитобетонного, стандарт керамзитобетона, сколько весит стандартные для стен 200х200х400

Среди широкого ассортимента стеновых материалов большим спросом пользуется керамзитовый блок. Причина такой востребованности связана с надежностью и длительным сроком использования. Чтобы получить такой материал задействуется вспененная особым образом обожженная глина, песок и цемент.

Результатом такого процесса становится экологически чистый продукт, который в ходе эксплуатации не выделяет токсичных компонентов и не влияет отрицательно на здоровье человека. Кроме этого, керамзитовые блоки характеризуются отличными техническими и эксплуатационными свойствами. Приобрести товар также может каждый желающий, ведь цена у стенового материала является вполне приемлемой.

Виды

Для представленного материала имеется нормативная документация, которые не регламентирует количество компонентов, находящихся в составе, а только лишь устанавливает допустимые для них характеристики. К ним можно отнести морозостойкость, плотность, прочность.

Различают несколько видов керамзитовых блоков, различия между которыми состоят по ряду признаков. В результате можно выделить:

стеновой материал, для которого значение ширины составляет 150 мм, его используют при строительстве наружных и внутренних несущих стен; чаще всего размер для пустотелого блока – 390х190х190 (или 188).

О том как выбрать морозостойкий клей для газосиликатных блоков можно узнать в данной статье.

перегородочный, ширина его составляет до 150 мм, а используют в качестве разграничителя отдельных комнат и квартир.

Помимо строительных керамзитобетонов имеется еще одна группа – отделочные. Они реализуются в различном цветовом решении. Применяют такой материал для отделки в целях придания фасаду привлекательного и красивого внешнего вида. Также можно задействовать при обустройстве заборов и ограждений. Главная функция подобного материала – это придание эстетического вида готовой конструкции. Также керамзитоблоки могут классифицироваться по степени пустотности: щелевые и полнотелые.

Керамзитобетонные стеновые панели размеры и другие данные можно найти в статье.

Для первых изделий характерна классификация по числу отверстий (до 10). У них имеются низкие показатели проводимости тепловой энергии, а задействуют их при строительстве домов в районах с холодным климатом. Кроме этого, наличие пустот позволяет увеличить показатели шумоизоляции, снизить вес, расход сырья.

Все эти критерии не могут не повлиять на стоимость готового изделия, которая заметно снижается. Но не все так прекрасно, ведь наличие щелей имеет отрицательное влияние на показателях прочности. Следовательно, применять материал для возведения многоэтажных зданий нецелесообразно.

Какие керамзитобетонные блоки лучше использовать для строительства дома, можно узнать из данной статьи.

На видео рассказывается о размерах керамзитобетонного блока:

Для полнотелого материала свойственны высокие показатели плотности. Конструкция такого материала не предполагает наличие пустот и отверстий. Для изготовления применяют обожженную глину, величина фракции которой составляет 5-10 мм. В ходе производства задействуют метод вибропрессования, благодаря чему удается получить отличные показатели прочности.

Полученное изделие имеет небольшую массу, в отличие от щелевых продуктов. Такой блок не нуждается в дополнительной облицовке.

Как построить дом из керамзитобетонных блоков можно узнать из данной статьи.

Керамзитовые блоки могут обладать различными параметрами и активно применяются в различных сферах строительства.

На основании этого выделяют следующие виды изделий:

конструктивные,
теплоизоляционные,
конструктивно-теплоизоляционные.

Керамзитобетонные блоки технические характеристики и другие данные описаны в статье.

Конструкционные нашли свое применение в случае, когда нужно облегчить всю конструкцию и при этом не теряется прочность. Кроме этого, цена такого материала не слишком высока.

Применяют блоки конструкционного типа при строительстве несущих стен и инженерных сооружений. Для таких блоков характерна плотность 1400-1800 кг/м3. Показатели морозостойкости будут составлять F500. В результате этого конструкционные блоки способны выдерживать до 500 циклов размораживания и замораживания. Реализуются армированные изделия из керамзита.

На видео рассказывается о толщине стен из керамзитобетонных блоков:

<center><div class="lazy lazy-hidden advv"><ins class="lazy lazy-hidden adsbygoogle" style="display:inline-block;width:336px;height:280px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="9935184599"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></div></center>

Кокой размер блока для строительства дома можно использовать-узнайте из данной статьи.

Следующий вид блоков – теплоизоляционные. Их применяют в целях сохранения тепловой энергии внутри дома. Для такого изделия не требуются высокие показатели прочности. В этом случае необходимо обращать внимание на теплоизоляционные свойства. Показатели плотности составляют 350-600 кг/м3.

Какие существуют бетонные блоки, каковы их размеры, а так же цена. всё указано в данной статье.

Смешанный вид задействуют для однослойных стеновых панелей. Для этих изделий свойственны показатели плотности 700-1400 кг/м3, прочность оставляет 35-100 кг/см3, морозостойкость F15-F100.

Габариты

Размеры представленного изделия регламентируется ГОСТ 6133-99. в случае надобности изготовители могут предложить своим заказчикам произвести изделие по индивидуальному заказу. Большой востребованности пользуются блоки с размерами 390х190х190 мм. Его задействуют при строительстве сооружений промышленного и жилого назначения. Уникальные характеристики и привлекательный внешний вид поверхности позволяют использовать такой материал без внешней облицовки.

Перегородочный блок может выпускаться с размерами 400×100×200 или 200×100×200 мм. Их могут активно задействовать в случае, когда необходимо разграничить отдельные комнаты в домах промышленного и гражданского назначения. Такой материал обладает отличными показателями звукоизоляции при небольшой толщине. Еще применять такие блоки можно в качестве элементов заборного полотна.

О том как использовать строительные блоки 20х20х40 можно узнать из данной статьи.

Сегодня большой популярностью стали пользоваться изделия с размерами 600х100х200 мм.

Его конструкция предполагает наличие каналов для прокладки коммуникаций. Этот материал обладает двумя сквозными отверстиями, куда можно укладывать электропроводку. Наличие пазогребневой системы позволяет облегчить процесс отбелки. В этом случае можно использовать только шпатлевку.

О том как происходит производство шлакоблоков своими руками можно узнать из данной статьи.

Благодаря точной геометрии и различным вариантам оттенкам удается сочетать представленный материал с другими штучными изделиями. Кроме этого, пазогребневые блоки могут комбинироваться с другими видами отделки.

Как использовать блоки бетонные 400х200х200 и какая у них цена, можно узнать в данной статье.

В рамках тематики полезно почитать и про стандартные размеры шлакоблока.

Керамзитовые блоки – это прекрасное решение для обустройства перегородок и домов жилого и промышленного назначения. Для такого изделия свойственны отличные показатели прочности, звукоизоляции и прочности. Но при выборе керамзитового блока необходимо обращать внимание на такой параметр, как размер. Именно от правильного подбора габарита зависит скорость и простота возведения конструкции. Чтобы не ошибиться в этом деле, заранее составьте проект и произведите все необходимые расчеты.

Сколько весит куб бетона? | Полезное

Бетон – один из основных строительных материалов в современном строительстве. Очень часто при решении конструктивных задач возникает вопрос: сколько весит куб бетона той или иной марки. Для ответа на данный вопрос совместно с лабораторией провели испытания.

Ниже сводная таблица по маркам бетона*

Марка бетона	Удельный вес 1-го кубического метра
БМ100 (B7.5)	2490
БМ150 (B10)	2470
БМ200 (B15)	2430
БМ250 (B20)	2350
БМ300 (B22.5)	2390

*Данные результаты не являются справочными, а носят рекомендательный характер, т.к. каждый бетонный узел может работать на своих составах. В данном случае использовался цемент 500 марки, производства «Сухоложского цементного завода».

Также часто задаваемый вопрос от строителей: «сколько весит куб керамзитобетона?»

Керамзитобетон чаще всего используется для стяжки кровли или пола в различных строениях. Зачастую некоторые проектные организации далеки от реалий, и в проекте может стоять такая марка бетона, которая либо ни при каких обстоятельствах не может быть использована в условиях той или иной среды, либо данный состав бетона не производится в нашем регионе ( к примеру если фракция щебня или керамзита просто отсутствует). В связи с этим возникает вопрос: а выдержит ли кровля такую нагрузку? Каждый конкретный строительный объект уникальный, по этому нужно подходить разборчиво. В зависимости от использования различных фракций керамзита и различных марок цемента, удельный вес керамзитобетона колеблется от 400 до 1900 кг.

Наш совет:

всегда обращаться в лабораторию бетонных узлов и уточнять вес каждой конкретной марки.

1 м3, вес поддона, объемный вес, d300, d400, d500, аэрок, удельный вес

Крупный формат при небольшой массе является одним из основных плюсов стеновых материалов из ячеистых бетонов, дающих возможность ускорять сроки строительства и обходиться в процессе кладки стен без грузоподъёмных механизмов. При расчёте нагрузок на фундамент, да и при организации доставки, необходимо знать, сколько весит газоблок. От чего он зависит, как определяется и каким образом взаимосвязан с другими характеристиками, будет рассказано далее.

Кроме относительно небольшого веса, у газоблоков масса других достоинств – хотя, конечно, есть и определённые недостатки. Поэтому для начала расскажем, что представляет собой этот стеновой материал.

Газобетон обладает внушительным перечнем преимуществ. Выглядит он примерно так:

Теплопроводность. Чем этот показатель ниже, тем для стен лучше. У газобетона он тоже зависит от плотности. Причём, зависимость прямая: чем больше в материале пор, тем лучшим теплоизолятором он является. Газобетон по данной характеристике сродни древесине (0,1- 0,14 Вт/м*°С). Это хорошая альтернатива для тех регионов, где пиломатериал привозной и дорогой, или не используется по причине неблагоприятных для него климатических условий.
Теплоёмкость. При условии нормальной влажности газобетона, его теплоёмкость составляет 1,10 кДж/кг. Именно столько требуется тепла, чтобы нагреть кладку на 1 градус. Это чуть больше, чем у керамического кирпича с его 0,84 кДж/кг, но гораздо меньше, чем у других видов бетонов. То есть, газобетонные стены достаточно быстро прогреваются, а потом, при отсутствии мостов холода в виде толстых растворных швов или железобетонных перемычек, долго держат тепло.
Теплопередача. Несмотря на то, что теплоёмкость у газобетона несколько ниже, чем у кирпича, передаче тепла он сопротивляется в два раза лучше: 2,67 м²*°С/Вт против 1,09 м²*°С/Вт.
Экологичность. Как и в случае с теплопроводностью, по экологичности газобетон тоже близок к древесине. В основном людей волнует радиационный фон, который у некоторых стройматериалов (например тех, в составе которых присутствует глина) бывает вдвое выше нормы. При допустимой величине 370 Бк/кг, у газобетона этот показатель чуть выше 50 Бк/кг.
Минимум отклонений в геометрии автоклавных блоков (всего 1-3 мм). Это очень существенное достоинство, которое позволяет выполнять при кладке тонкие швы – и соответственно, уменьшать потери тепла через них.
Скорость ведения кладки. За то время, которое затрачивается на 1 м² кирпичной стенки, из газобетона, благодаря укрупнённому формату и небольшому весу, можно выложить все 4 м².
Материал негорюч. Потеря несущей способности во время пожара наступает только через 240 минут.
Материал легко обрабатывается механически. При отсутствии электроинструмента можно с успехом обходиться и механическим, чем и пользуются частные застройщики.

При том, что газобетон имеет схожие с древесиной теплоизоляционные качества, кубометр стоит в пять раз меньше куба пиломатериала. Выигрывает он по цене и в отношении кирпича – даже рядового, не говоря уже про облицовочный.

Основным недостатком является достаточно высокий коэффициент водопоглощения (до 25% от общей массы), обусловленный большим количеством равномерно распределённых открытых пор. При увлажнении у него не только увеличивается вес, но и повышается коэффициент теплоизоляции, что делает стены более холодными.

Конечно, в процессе эксплуатации газобетон не контактирует напрямую с водой. Даже если из него строят баню, стены тщательно изолируются. Снаружи тоже всегда предусматривается отделка. Но в отапливаемых зданиях есть ещё и пары, от них никуда не деться — как не изолируй, часть всё равно будет проникать в конструкции.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

На заметку: Это один из ответственных моментов, который требует особого внимания. Чтобы избежать увлажнения стен, нужно изнутри для отделки использовать максимально герметичные материалы, а снаружи – максимально паропроницаемые. Либо, фасадная отделка должна монтироваться по каркасу, а под ней предусматривается вентилируемый зазор.

Наряду с теплопроводностью, с понижением плотности снижается и прочность. В этом, к сожалению, ничего хорошего нет. Класс прочности на сжатие у конструкционно-теплоизоляционного газобетона В2-В5. У того же керамзитобетона минимум В15 – в три раза больше. По этой причине применение газоблоков в качестве материала для несущих стен ограничено малоэтажным строительством. В многоэтажках его применяют только для заполнения пролётов ЖБ каркасов.

Трещинообразование. Бетон вообще в плане появления трещин — материал капризный. И чем ниже его плотность и прочность, тем больше вероятность образования трещин. Чтобы избежать их появления в случае с газобетоном, нужно:

Делать фундамент как можно более жёстким, в идеале – монолитный железобетон.
Тщательно рассчитывать нагрузки от перекрытий и кровли, предусматривать для их опоры монолитные кольцевые пояса.
Армировать кладку не только во всех, подверженных повышенным нагрузках местах (первого ряда, под проёмами, под перемычками, на фронтонах), но и в каждом четвёртом ряду – пусть не стержневой арматурой, так кладочной сеткой.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Морозостойкость у газобетона довольно низкая, по отечественному стандарту — в пределах F15-F35. Данный показатель зависит от плотности, но гораздо больше на него влияет влажность материала. Если стены отделаны правильно и вторичного увлажнения конденсатом не происходит, то и замерзать, по сути, нечему. Поэтому и срок службы здания будет зависеть от того, насколько правильно выполнены утепление и отделка стен.

Отделка. Выбирать материалы для оформления газобетонного фасада нужно с оглядкой на их паропроницаемость и способ монтажа.

Непосредственно на кладку (клеевым способом) могут накладываться только такие материалы, у которых коэффициент паропроницаемости выше, чем у газобетона.
В основном это штукатурка с перлитовым или пеностеклянным наполнителем, а из утеплителей – минеральная вата.
Такие плотные материалы, как бетонные или полимерные панели, керамическая плитка, должны монтироваться на обрешётку с вентилируемым зазором.
Это же касается и кирпичной облицовки — с той лишь разницей, что она опирается не на каркас, а на фундамент.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Использовать полимерные утеплители с внешней стороны газоблочных стен вообще нежелательно, так как они практически непроницаемы для пара. Но если всё же использовать, необходимо выждать до 6 месяцев, пока начальная влажность кладки с 12% снизится до нормативной 6%.

Слабое сопротивление вырывным усилиям. Чем меньше плотность материала, тем слабее прочностные характеристики. Поэтому монтаж крепежа под тяжёлые предметы составляет определённую проблему. Обычные дюбель-гвозди в ячеистом бетоне держатся плохо, нужен более дорогой специальный крепёж. При проектировании навесного фасада в проект обычно закладывают блоки плотностью не ниже 600 кг/м³, класса прочности В3,5-В5.

Недостатком газобетона считается слабая адгезия, но по большому счёту, она характерна и для других видов бетонов. Однако, если на поверхности тяжёлого бетона просто делают насечки бучардой, то в случае с газобетоном этого делать нельзя, дабы не спровоцировать появление микротрещин. Для улучшения сцепляемости, под штукатурку необходимо наносить грунт с крупнозернистым наполнителем типа бетоноконтакта. В продаже есть специальные составы для ячеистых бетонов.

У разных производителей характеристики газоблоков одной и той же марки могут отличаться. В частности, прочность на сжатие, которая даже у блоков синтезного твердения может быть неодинаковой из-за различного процентного содержания извести и цемента. Так же имеет значение и время выдержки изделий в автоклаве. Поэтому блоки плотностью D 400 могут как иметь класс прочности В1 и относиться к теплоизоляционному бетону, так и иметь класс В2,5 (в основном у европейских производителей), и использоваться в качестве конструктивного материала для несущих стен 1-2-х этажных домов.

Но в среднем, расклад характеристик блоков по маркам примерно такой:

Марка по плотности	D300	D400	D500	D600
Объёмная плотность кг/м³	300	400	500	600
Класс прочности на сжатие	В0,75-В1,5	В1-В2,5	В2-В3,5	В3,5-В5
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии (Вт/м*°С)	0,072	0,096	0,12	0,14
Коэффициент теплопроводности при нормативной влажности 4%(Вт/м*°С)	0,084	0,113	0,141	0,16
Усадка мм/м	0,3	0,3	0,3	0,3
Марка по морозостойкости	Не нормируется	F15-35	F35	F50
Коэффициент паропроницаемости (мг/мчПа)	0,26	0,23	0,2	0,16
Предел огнестойкости	Не менее 4 часов
Допустимые отклонения в габаритах (в миллиметрах)	По длине 3 По толщине 2 По высоте 1

Объемный вес газобетонных блоков – наиболее весомое преимущество. Это вес того объёма, который занимают твёрдые частицы. Существует ещё такое понятие, как удельный вес. Это вес этих же твёрдых частиц, но без пустот. По сути, величины разные, но разница в данном случае столь незначительна, что ею можно пренебречь.

Вес газонаполненного бетона зависит от его состава, влажности и плотности. Последняя характеристика является ключевой, так как измеряется в кг/м³. Всё достаточно просто: смотрите на марку – например, D600. Это означает, что 1 м³ бетона весит 600 кг.

Зная размеры одного газобетонного блока, можно высчитать и его вес.

Перемножаем длину*высоту*ширину в метрах – это будет объём одного блока. Например: 0,6*0,4*0,2 = 0,048 м³.
Делим кубометр на объём блока: 1 м³:0,048 м³, получаем 20,83 шт.
При марке D600, куб блоков весит 600 кг, поэтому умножаем данную цифру на объём одного блока: 600кг/м³*0,048м³= 28,8 кг.
Можно проверить полученную цифру, умножив её на количество штук, и получив вес кубометра: 28,8*20,83 = 600 кг

Предлагаем таблицу объёмов и весов основных типоразмеров газоблоков. Зная эти данные, и количество, которое помещается на поддон, можно легко подсчитать общий вес загрузки. Это поможет нанять нужный автомобиль для транспортировки.

Параметры блока (ДШВ)	Объём блока (м³)	Вес 1 блока при разной плотности			Размер паллет (м)	Количество на одном поддоне		Вес поддона с блоками при разной плотности
Параметры блока (ДШВ)	Объём блока (м³)	D400	D500	D600	Размер паллет (м)	шт	М3	D400	D500	D600
600200250	0,03	15,6	19,5	23,4	1,21,01,5	60	1,8	940	1170	1400
600200300	0,036	18,7	23,4	28	1,21,01,5	50	1,8	940	1170	1400
600200400	0,048	24,4	31,2	37,4	1,21,01,2	30	1,44	740	940	1130
600250100	0,015	7,62	9,8	11,7	1,21,01,5	120	1,8	940	1170	1400
600250150	0,0225	11,7	14,6	17,6	1,21,01,5	80	1,8	940	1170	1400
600250250	0,0375	19,5	24,4	29,3	1,21,01,5	48	1,8	940	1170	1400
600250300	0,045	23,4	29,3	35,1	1,21,01,5	40	1,8	940	1170	1400
600250375	0,05625	29,2	36,5	43,9	1,21,01,5	32	1,8	940	1170	1400
600250400	0,06	30,48	39	46,8	1,21,01,2	24	1,44	740	940	1130
600250500	0,075	39	48,7	58,5	1,21,01,5	24	1,8	940	1170	1400
*625250100*	0,015625	6,25	7,81	9,38	1,21,01,2	120	1,875	1050	1310	1570
625250200	0,03125	15	19	23	1,21,01,2	56	1,75	980	1220	1470
*625250300*	0,04694	23	29	34	1,21,01,5	40	1,875	1050	1310	1570
*625250400*	0,0625	30	38	45	1,21,01,5	32	2	1120	1400	1680

Такие таблицы на газоблоки предоставляет каждый продавец. Но даже если и нет — вы теперь и сами знаете, как просто и эффективно рассчитать вес газоблока.

Сколько весит куб бетона м300? Калькулятор и таблицы

Бетон марки М300 – наиболее распространенный стройматериал, используемый для заливки фундамента, строительства заборов, конструкций с высокими эксплуатационными нагрузками. Маркировка указывает на предел прочности, равный 300 кгс/кв. см. Узнать, сколько весит 1 куб бетона М300, можно из таблицы.

Примерный вес бетона М300

Масса куба сухого стройматериала, т	Масса куба жидкого раствора, т
2,183	2,358

Указанное соотношение массы к занимаемому объему приблизительно, поскольку зависит от количества воды, характеристик наполнителя, способа замешивания. Раствор, смешанный вручную, минимум на 5 % легче по сравнению с материалом, произведенным методом глубинного уплотнения.

Примерно определить, сколько весит куб бетона М300 с щебнем, поможет рецептура. Необходимо выяснить, каково соотношение компонентов в смеси и составить пропорцию.

Таблица 2. Соотношение компонентов

Соотношение цемента, песка и щебня по весу	Соотношение цемента, песка и щебня по объему	Объем бетона из 10 л цемента, л
1:2:3,5	10:17:32	41

Для приготовления куба смеси нужно 10+17+32 = 59 частей. 1 куб. м – это 1000 л, которые нужно разделить на 59. Одна часть равна 16 л, а для приготовления бетонного раствора нужно 10 частей цемента. Теперь вычислим массу цемента, исходя из объема и удельного веса. Для приготовления бетона М300 используют цемент марок М400 или М500.

На примере цемента М400 проведем оставшиеся расчеты, учитывая его удельный вес в уплотненном состоянии – около 1700 кг/куб. м. Для этого используем формулу:

m = p * V, где
m – масса,
p – плотность (удельный вес),
V – объем.
Подставляем известные значения:
1700 кг/куб. м * 0,16 куб. м = 272 кг

Цемент в составе бетона М300 весит 272 кг. Для упрощения дальнейших расчетов учтем соотношение компонентов по массе. Если 1 часть цемента – это 272 кг, то масса песка – 544 кг, а щебня – примерно 952 кг. Чтобы вычислить приблизительную массу бетонной смеси, суммируем полученные результаты: 272 + 544 + 952 = 1768 кг.

Чтобы точнее рассчитать, сколько весит куб бетона марки М300 в сухом состоянии, придерживайтесь одной системы. Используя указанную формулу, определите массу песка и щебня. Вес куба может существенно отличаться при использовании гравийного, известнякового, гранитного щебня. Для точности результатов важны характеристики используемых материалов, которые можно узнать из сопроводительных документов на закупленные партии.

Чтобы заказать бетон на граните позвоните по телефонам +7 (4872) 71-65-57,+7 (967) 431-65-57 или оставьте заявку

Удельный вес бетона

Удельный вес бетона: цифры и факторы, их особенности

На что влияет плотность (она же — удельный вес) бетона? От чего она зависит? Каков, например, удельный вес бетона М200? Какие значения плотности характерны для ячеистых и легких бетонов? Давайте разбираться.

Сколько весит бетон?

Зачем это нужно

А в самом деле — к чему эта информация?

Причин для любопытства несколько.

Расчет фундамента для монолитного или каркасно-монолитного строения привязан к несущей способности грунта и общей массе сооружения. Зная общий объем каркаса, стен и перекрытий, их вес можно вычислить лишь при известной плотности.
При оценке нагрузки на несущие железобетонные конструкции приходится учитывать их собственный вес.
Наконец, при транспортировке железобетонных конструкций (стеновых панелей, плит перекрытия, балок и т.д.) желательно хотя бы грубо оценить их массу, чтобы выбрать подходящий вид транспорта и погрузочной техники.

Перевозка мостовых балок.

Уточним: для стандартных изделий расчет обычно не требуется. Информация о габаритах и массе конструкции предоставляется продавцом.

Факторы

Какими факторами определяется удельная плотность бетона?

Прежде всего — типом и количеством заполнителя. Очевидно, что удельный вес 1 м3 бетона с гранитной щебенкой и кварцевым песком будет больше, чем у керамзитобетона или смеси на перлитовом песке. Какими могут бетоны по типу заполнителя?

Тип	Особенности
Особо тяжелые	В качестве крупнофракционного заполнителя используются тяжелые и особо твердые минералы (гематит, барит и т.д.). Нередко для заполнения применяется железная руда, и даже чугунная дробь.Связующее — цемент высоких марок. Плотность лежит в диапазоне 2500 — 3000 кг/м3. Сфера использования — только и исключительно промышленные объекты.
Тяжелые	Заполнители — кварцевый песок, щебень скальных и осадочных пород. Плотность — 1800-2500 кг/м3. Сравнительно невысокая цена кубометра при достаточной прочности делают этот тип строительных материалов наиболее востребованным в домостроении.
Легкие	Плотность от 500 до 1800 кг/м3 обеспечивается легкими пористыми заполнителями — туфом, керамзитом, пемзой.
Особо легкие	Плотность — меньше 500 кг/м3. Заполнение — вермикулит, перлит, шлак. Сфера применения — теплоизоляция, заполнение монолитных каркасов.

Для ячеистых бетонов не менее важным фактором является степень поризации, количество пор в объеме материала.

Разница между марками газобетона видна невооруженным глазом.

Наконец, класс (марка прочности) тоже оказывает определенное влияние на плотность. Вполне предсказуемо — ведь класс бетона определяется соотношением его компонентов, различающихся физическими характеристиками.

Цифры

Чтобы своими руками рассчитать массу конструкции, необходимо вычислить ее объем и умножить на плотность. Инструкция проста; однако она подразумевает, что плотность нам известна.

Выше были приведены границы значений для бетонов разных типов. Давайте конкретизируем их для каждого отдельного случая, использовав несколько независимых источников информации.

Типы заполнителя

В СНиП 2.03.01-84, посвященном бетонным и железобетонным конструкциям, наряду с большим перечнем прочих справочных значений приводится удельная масса бетона для разных заполнителей.

Заполнитель (крупная и мелкая фракции)	Плотность, кг/м3
Щебень скальных пород, кварцевый песок, стальная арматура (железобетон)	2500
Щебень скальных пород, кварцевый песок (без армирования)	2400
Туф, кварцевый песок	1200 — 1600
Керамзит, кварцевый песок	800 — 1200
Керамзит, перлитовый песок	800 — 1000

Пустоты в блоках керамзитобетона дополнительно снижают среднюю плотность.

Приведенный в документе список, однако, не содержит упоминаний о некоторых довольно распространенных типах заполнения.

Спешим восполнить пробел:

Пемза — 800 — 1600 кг/м3.
Вулканический шлак — 800 — 1600 кг/м3.
Шунгизит — 1000 — 1400 кг/м3.
Перлит — 600 — 1200 кг/м3.
Гранулированный доменный шлак — 1200 — 1800 кг/м3.
Топливный (котельный) шлак — 1000 -1800 кг/м3.
Зольный гравий — 1000 — 1400 кг/м3.
Вермикулит — 300 — 800 кг/м3.

Обратите внимание: разброс параметров связан как с разным процентным соотношением связующего с заполнителем, так и с непостоянными физическими характеристиками самих материалов. Например, плотность вермикулита, вспучивающегося при нагреве, зависит от степени его термообработки.

При нагреве вермикулит в несколько раз увеличивается в объеме. Чем сильнее он нагрет, тем ниже итоговая плотность.

Марка прочности

Как уже упоминалось, марка прочности связана с плотностью, причем нелинейно. Она увеличивается с повышением содержания связующего; до определенного предела повышение марки способствует уплотнению материала и повышению удельного веса.

Однако цементный камень легче минералов скальных пород; именно поэтому после марки М350 дальнейшее увеличение прочности на сжатие приводит к падению плотности бетона.

Марка прочности, класс	Плотность, кг/м3
М100 (В7,5)	2495
М200 (В15)	2430
М250 (В20)	2350
М300 (В22,5)	2390
М350 (В25)	2500
М400 (В30)	2375
М500 (В40)	2300

Ячеистые бетоны

Как узнать плотность пено- или газобетона?

Основной фактор, определяющий ее (а заодно теплоизоляционные свойства и прочность материала) — степень поризации. Тип минерального наполнителя практически не влияет на удельный вес.

На фото хорошо видна структура газобетона.

Капитан Очевидность подсказывает: марка ячеистых бетонов по плотности соответствует весу кубометра материала в килограммах. Так, газобетон D600 обладает плотностью 600 кг/м3.

Универсальный метод

Как узнать плотность любого материала с неизвестным составом и прочими характеристиками?

Взвешиваем фрагмент конструкции.
Погружаем его в воду (например, в полное ведро с подставленным под него тазом).
Любым способом (пусть даже литровыми банками) измеряем объем вытесненной жидкости.

Мерная емкость сильно облегчит задачу.

Пересчитываем объем в кубометры (в одном кубическом метре 1000 литров).
Делим массу фрагмента в килограммах на его объем в кубометрах. Результатом и будет фактическая плотность материала.

Заключение

Надеемся, что предложенные вниманию читателя материалы и справочные данные окажутся полезными. Видео в этой статье, как обычно, содержит дополнительную тематическую информацию. Успехов!

загрузка…

masterabetona.ru

Удельный вес бетона зависит от его вида

Искусственный камень, который создается путем смешения воды, вяжущего вещества и заполнителей (щебня, песка или гравия), и дальнейшего их затвердевания, называется бетоном.

В качестве строительного материала начали применять еще в древние времена бетон, состав которого тогда заметно отличался от нынешнего. Был период, когда его на время прекратили использовать, но в XIX столетии были изобретены новые гидравлические вяжущие, такие как, например, портландцемент, и бетон вновь приобрел популярность в строительстве. В 60-х годах XIX в. была усовершенствована технология изготовления цемента, марочная прочность возросла и его стали применять в качестве основного вяжущего для бетона. На данный момент этот продукт – один из самых важных стройматериалов, который используется практически во всех направлениях современного строительства.

Такое признание он получил благодаря следующим характеристикам:

разнообразию свойств, приобретаемых вследствие вариативности использования качества каменных и вяжущих материалов и разнообразия способов физико-химической и механической обработки;
легкости работ с бетонной смесью, которая имеет высокую пластичность и позволяет изготавливать самые разнообразные формы и размеры долговечных, высокопрочных строительных конструкций;
возможности полностью механизировать процесс работ с бетоном;
экономичности, так как его объем на 80-90 % состоит из каменных заполнителей местного производства.

Изготовление бетонной смеси высокого качества возможно лишь при наличии знания технологии, навыков выбора материалов определенного качества и умения рассчитывать их соотношение, находить методы укладки, уплотнения и режимы приготовления смеси.

Для возведения тех или иных инженерных конструкций используются разные виды бетона (в зависимости от области применения). Существует несколько главных признаков, по которым классифицируют материал: удельный вес бетона, его прочность, вид вяжущего вещества, назначение и морозостойкость. Основная классификация производится по объемному весу. Соответственно ей, бетоны бывают особо легкими, легкими, тяжелыми и особо тяжелыми.

1. В первых – значительное количество средних и мелких ячеек около 1-1,5 мм размером, поэтому их еще называют ячеистыми. Удельный вес бетона объемом 1 кубический метр составляет около 500 кг. Как правило, этот вид применяется в качестве теплоизоляционного слоя.

2. Легкие. К этому типу относятся те, для которых в качестве заполнителя применяются простые легкие материалы – керамзит, туф, ракушник, либо же вовсе не используются никакие заполнители, а добавляются пенообразователи – газобетон, пенобетон и др. Удельный вес бетона объемом в кубометр – 500-1800 кг. Основную часть его состава занимает песок – до 600 кг. Такой материал зачастую применяется для изготовления строительных блоков.

3. В составе тяжелых бетонов находятся крупнофракционные тяжелые заполнители – гравий и щебень. Один его кубометр весит примерно 1800-2500 кг. В этом объеме содержится 1150-1300 кг гравия либо щебня, 600-750 кг песка, 250-450 кг цемента, 150-200 л воды. Тяжелый бетон является классическим и применяется во многих областях строительства.

4. Особо тяжелые бетоны имеют в своем составе барит, магнетит и некоторые типы металлического скрапа. Удельный вес бетона объемом в 1 кубический метр может составлять от 2500 до 3000 кг. Основным компонентом большей части его массы является крупный заполнитель. Такой вид бетона используется в основном для изготовления защитных конструкций на АЕС.

Рассчитывая куб бетона, не следует забывать о том, что его компоненты могут иметь разный удельный вес. Например, мелкофракционный заполнитель тяжелее крупнозернистого, а карьерный песок легче, чем речной.

fb.ru

Вес бетона

Вес бетона – это характеристика, зависящая от множества факторов и условий. У легких марок масса одного кубометра может составлять 400 килограммов, а у особо тяжелых он может достигать 7000 кг.

Наша компания занимается продажей широкого ассортимента продукции, и мы предлагаем Вам приобрести стройматериал, необходимый для возведения именно Вашего объекта.

Основным компонентом, влияющим на удельный вес тяжелого бетона, равно как и легкого, является, конечно же, заполнитель. В зависимости от марки и некоторых свойств, объемная доля этого ингредиента может составлять от 75 до 90% раствора. По этому критерию смеси классифицируются на три основных типа – легкие, тяжелые и особо тяжелые. Рассмотрим эти группы более тщательно.

Удельный вес бетона как критерий классификации

1. К легким относятся составы, изготавливаемые с применением пористых облегченных заполнителей, таких как ракушечник, туф, керамзит. К этой группе также принадлежат стройматериалы, которые приготавливаются без использования заполнителей, и в которых происходит искусственное порообразование. Речь здесь идет, например, о всем известных пенобетоне и газобетоне.

Масса одного куба легкой марки составляет от 500 до 1800 кг, из которых основная масса приходится на песок. В одном кубе продукта может присутствовать до 600 килограммов песка. Чтобы получить растворы, имеющие небольшой удельный вес, используются либо пористые заполнители, либо специальные технологии, такие как вспенивание.

Стеновые блоки, изготавливаемые из продуктов легких марок, классифицируются по плотности (этот параметр обозначается буквой D). В данном случае под плотностью понимается удельный вес 1 м3. Так, пеноблоки D600 имеют, соответственно, значение, равное 600 кг/кубометр. Подчеркнем, что при создании этих материалов заполнители не используются – технология предусматривает искусственное создание пор с целью снижения веса и теплопроводности блоков.

Из группы легких иногда выделяются средние бетоны (вес куба составляет от 1200 до 1800 кг). Заполнителями для этих продуктов являются такие породы, как арамзит, перлит и керамзит.

2. Тяжелые. Эти виды смесей считаются классическими, в их состав входит крупный тяжелый заполнитель – например, гравий или щебень, песчаник или гранитная крошка. Масса одного куба материалов данной группы составляет от 1800 до 2500 кг. Содержание основных компонентов здесь выглядит следующим образом: 1200-1300 кг щебня, 600-700 кг песка, 250-400 кг цемента и 170-200 литров воды. Эти цифры, естественно, могут варьироваться.

Материалы этой группы, приготавливаемые на основе цемента, используются при выполнении монолитных работ. Средний удельный вес бетонов, применяемых в этой области строительства, составляет от 2300 до 2500 кг/куб – это марки М200 – М350.

3. Особо тяжелые. Составы этого типа приготавливаются с использованием таких пород, как магнетит, гематит, барит и разные виды скрапа металлического. Один куб продукта весит от 2500 до 3000 килограммов, и львиная доля этой массы приходится на крупный заполнитель. Сферы применения этих разновидностей – строительство тяжелых и массивных объектов, требующих особой прочности – например, гидротехнических сооружений.

Прочность продукта и его вес – это характеристики разного порядка. Прочность определяется маркой использованного в растворе цемента, а вес 1 куба – это параметр, зависящий от фракции, параметра и количества используемого заполнителя.

Некоторые специалисты в области строительства выделяют еще группу особо легких бетонных составов: их плотность (или удельный вес) составляет меньше 500 килограммов на кубический метр.

Читайте также: Бетон М250

Назначение и виды легких марок

Материалы с плотностью менее 1800 кг / куб.м очень активно применяются в строительстве. Они обеспечивают возможность повышения акустических и теплотехнических характеристик здания, а также значительно снижают вес постройки. Это имеет очень большое значение при возведении высотных объектов, а также при строительстве в сейсмоопасных зонах.

По назначению выделяются материалы конструкционные, которые используются для возведения несущих конструкций (плотность их составляет обычно 1600 – 1800 кг / куб. м), и теплоизоляционные (плотность менее 500 кг / куб. м, используются для звукоизоляции и утепления).

По структуре выделяются следующие разновидности: 1. Поризованные — при их производстве используется пенообразователь; 2. Крупнопористые (или беспесчаные) — изготавливаются на основе портландцемента и пористых заполнителей крупных фракций;

3. Ячеистые – структура состоит из наполненных воздухом замкнутых ячеек, равномерно распределенных по всему изделию.

Области применения тяжелых марок

Тяжелые разновидности отличаются высокими значениями прочности и надежности, они удобны при подаче и укладке смесей. Именно поэтому марки этой группы сегодня применяются практически повсеместно. Среди сфер их использования можно назвать производство железобетонных конструкций, бетонных блоков, свай, фундаментных блоков, дорожных плит и плит перекрытий.

Из менее плотного материала изготавливаются лишь внутренние стены, а также легкие перекрытия; но и в этих случаях для производства несущих элементов применяются тяжелые марки. Такой подход применяется неспроста – он позволяет уменьшить общую массу сооружения, а значит, уменьшить нагрузку на его нижние уровни.

Расход бетона и его возможные потери

Как правило, при строительстве расходуется достаточно большое количество бетонного раствора. В связи с этим большое значение имеет доступная стоимость нужной марки этого продукта. И, естественно, еще до начала производства работ необходимо подсчитать расход материалов.

Ведь, если по ошибке составные компоненты будут приобретены в недостаточном количестве, то объем приготовленной смеси может быть недостаточным для конкретного объекта. Напомним, что важным принципом является заливка конструкции монолитной стены или фундамента в один подход, чтобы избежать возникновения холодных швов и минимизировать возможные дефекты.

Если компонентов для приготовления смеси было взято чрезмерное количество, то, естественно, будут использованы не все запасы, что может привести к неоправданным денежным потерям.

Как вычисляется расход бетона?

Для осуществления расчетов существуют давно разработанные формулы, но следует иметь в виду, что разные марки имеют различную объемную массу. Все составные компоненты должны соответствовать стандартам, нормативам и иметь необходимые документы. В этом случае Вам будет обеспечена максимальная точность расчетов. Кроме того, следует учитывать такие факторы, как объем возводимой конструкции и потери материала после заливки.

Объем конструкции вычисляется достаточно просто, если разбить ее на блоки, имеющие правильную форму. В этом случае определить общий расход достаточно просто – необходимо перемножить размеры сторон каждого блока и сложить полученные значения. Конечно же, приобретать стоит несколько большее количество компонентов. При этом расход цемента, равно как и готового состава, конечно, возрастет, но зато Вы будете застрахованы от различных неожиданных ситуаций.

Чем могут быть обусловлены потери после заливки?

Прежде всего, фактором, влияющим на потери, является взаимодействие воды и вяжущего материала. В то же время, именно эта реакция обуславливает застывание смеси и образование монолитной массы. Сами потери связаны с уменьшением объема смеси в процессе ее застывания – например, с поверхности постоянно испаряется вода, и это требует периодического увлажнения залитой конструкции.

Читайте также: Бетон Казань цена

Следовательно, несколько возрастает объемная масса воды и вяжущего материала, вступивших в реакцию. Этот момент обязательно следует принимать во внимание, чтобы предупредить, например, понижение уровня фундамента при застывании. В среднем, при укладке основания здания такое уменьшение может составить несколько сантиметров.

Чем компенсировать потери?

При заливке фундамента это не является значительной проблемой, а вот при изготовлении монолитных плит подобные неприятности вовсе недопустимы. Поэтому при производстве продукции в заводских условиях все эти моменты учтены заранее. Так, заводское оборудование позволяет отмерять объем компонентов таким образом, чтобы потери не оказывали негативного влияния на конечные габариты изделий.

При производстве ЖБИ следует иметь в виду, что применение арматуры, напротив, приводит к увеличению объема изделия. И здесь снова требуются точные расчеты, ведь использование каркаса не полностью компенсирует потери, возникающие при застывании залитой смеси. Поэтому на промышленных предприятиях сегодня используется высокоточное оборудование, позволяющее легко решать все задачи подобного рода.

Что делать частнику?

Значительно сложнее справиться с потерями при самостоятельном приготовлении состава. Частные застройщики нередко выполняют эту работу сами, поскольку стоимость аренды миксера достаточно высока. Наиболее частая ситуация, при которой возникают значительные потери – это добавление в раствор чрезмерного объема воды.

Как известно, излишняя жидкость не вступает в реакцию с вяжущим компонентом и определяет достаточно серьезные потери смеси. Из всех компонентов раствора вода имеет наименьшую плотность и, следовательно, поднимается наверх, где испаряется. При этом происходит значительно более сильное уменьшение объема состава, чем в обычных случаях.

Потери после заливки опасны тем, что они влекут за собой серьезное уменьшение прочности конструкции. Если уход за поверхностью затвердевающего конструктивного элемента был неправильным, нерегулярным, то прочностные показатели могут снизиться на 10-40 процентов.

Для предотвращения потерь может изготавливаться дополнительная опалубка, устанавливаемая на верхнюю часть конструкции. Кроме того, если опалубочная конструкция не демонтирована, возможно доливание в нее верхнего слоя бетона. При этом, однако, особое внимание следует уделить технологии холодного шва, ведь в любую щель может попасть вода, что негативно сказывается на прочности всего сооружения.

Купить бетон какой марки дороже?

На стоимость бетона не в последнюю очередь влияет его удельный вес. Более дорогими являются более тяжелые разновидности и марки с высокими значениями. Неспроста, если говорить о бетонном фундаменте, расходы на устройство такого основания могут достигать одной трети затрат на все строительство здания. При этом эти вложения, если технология соблюдена полностью, окупятся сторицей, что будет выражаться в надежности и долговечности Вашего дома.

Именно поэтому доверять выполнение работ по приготовлению смеси и заливке стоит только профессионалам, знающим все сложности и подводные камни процесса. Звоните в нашу компанию – и Вам не придется беспокоиться за качество стройки. Правильно изготовленная бетонная продукция – это гарантия Вашего комфорта и безопасности!

Удельный вес бетона, классификация видов продукции по этому критерию. Применение легких и тяжелых марок, вычисление расхода и предупреждение потерь бетонной смеси.

stroisovet.com

Что такое удельный и объемный вес бетона или сколько весит куб бетона

При возведении фундамента нередко требуются специфические знания. Например, каков объемный вес бетона. Или удельный. Сколько весит куб бетона, есть ли среднее значение и т.д. Вопросы фундаментальные, попробуем разобраться.

Попробуем понять, что такое вообще удельный вес бетона и чем он отличается от объемного веса. А затем узнаем, сколько весит в среднем 1 куб изделия.

В нашем случае следует знать, что бетон — вещество пористое. Следовательно, под удельным весом (УВ) мы будем понимать массу материала без пустот или пор в единице объема, равного одному кубу.

А тогда что такое объемный вес (ОВ)? А это масса вещества вместе с порами, т.е. в естественном состоянии материала.

Могут ли совпасть значения этих величин (удельной и объемной)? В некоторых случаях да (для абсолютно плотных веществ). К примеру, объемные и удельные веса будут примерно равны у таких материалов, как сталь, стекло, жидкости, битумы.

А у того же кирпича, допустим, удельный вес будет равен 2,5 г/см³ при объемном весе 1,7 г/см³.

Таким образом, понятно, что в строительстве понятие УВ применяется редко. Более уместно пользоваться понятием ОВ. Ибо в марки бетона добавляются различные компоненты. Изменение фракции щебня с крупной на среднюю уже изменит весовую характеристику конечного продукта.

С этим теоретически разобрались. Теперь дело за практикой.

Сколько весит куб бетона в среднем

Можно ли принять какое-то значение массы продукта за среднее и им оперировать в расчетах? В дачном строительстве (где требования несколько снижены) можно. Принято считать, что куб прочного, морозостойкого и водонепроницаемого бетона весит примерно 2400 кг.

Лучше ориентироваться по маркам изделий.

Из таблицы видно, сколько весит куб бетона каждой конкретной марки.

Но это не все. Понятно, что при строительных работах нужны точные расчеты. Понятно также, что не последние данные в этих расчетах — данные о бетонных смесях. Сколько весит куб бетона — характеристика чрезвычайно важная. Однако, она не является величиной постоянной.

Связано это с тем, что наполнители бетонной смеси могут быть самые разные — щебень, галька, керамзит и т.д. Различным, кстати, может быть и содержание обычной воды в растворе. Поэтому бетоны делятся на 4 вида.

Особо легкие, имеющие мелкий размер (1-1,5 мм) воздушных ячеек. Вес одного куба примерно равен 500 кг.
Легкие. 500-1880 кг в кубе. Основной наполнитель — керамзит.
Тяжелые. Самые распространенные. Наполнитель — гравий или щебень, вес одного куба — 1800-2500 кг.
Особо тяжелые с баритом, магнетитом или гематитом. Вес 2500-3000 килограмм.

Теперь, если вам нужно будет узнать, сколько весит куб бетона (точно или приблизительно), вы сможете это сделать.

19 мая 2017 Александр

2bis2.ru

Строительство домов из керамзитобетонных (пенобетонных / газосиликатных, шлако) блоков

Компания «Оранж Строй» предлагает своим клиентам услуги по строительству домов по самой современной и передовой технологии, с использованием керамзитобетонных, пенобетонных, газобетонных, шлакоблоков.

Выбор строительного материала: газобетон / пенобетон / керамзитобетон /шлакоблок — это самостоятельный выбор каждого клиента. Мы можем только описать различия.

	Керамзитобетонные	Пеноблоки	Кирпич
Прочность (кг/кв.см)	50-150	10-50	50-150
Объемный вес (кг/куб.м)	700-1500	450-900	1000-2000
Теплопроводность (Вт/мГрад)	0,15-0,45	0,2-0,4	0,3-0,8
Морозостойкость (циклов)	50	25	50
Время остывания стены (часы)	75-90	60	75-90
Усадка (% мм/м)	0	0,6-1,2	0
Водопоглощение (%)	50	95	40
Стоимость (руб/куб.)*	2500	2800	3000

	Газосиликатные	Опилкобетонные	Шлакоблоки
Прочность (кг/кв.см)	5-20	20-50	25-75
Объемный вес (кг/куб.м)	200-600	500-900	500-1000
Теплопроводность (Вт/мГрад)	0,15-0,3	0,2-0,3	0,3-0,5
Морозостойкость (циклов)	10	25	20
Время остывания стены (часы)	50	65	65
Усадка (% мм/м)	1,5	0,5-1	0
Водопоглощение (%)	100	60-80	75
Стоимость (руб/куб.)*	2900	2400	2000

Прочность — показывает какую нагрузку на сжатие может выдержать блок. То есть если нагрузка 50 кг/кв.см., то блок размером 390х190х188 выдерживает 37050 кг.

Объемный вес — это условная плотность блока с учетом пустот. То есть, сколько весит 1 кубометр материала.

Теплопроводность — показывает какое количества тепла будет уходить через стену площадью 1 кв.м при перепаде температур в 1 градус.

Морозостойкость — количество циклов замораживания/отмораживания, необходимых для понижения прочности блока на 10%. Определяет срок службы стен. Как правило, 1 цикл в средней полосе России проходит за 1 год.

Усадка — величина, на которую уменьшается размер блока после строительства.

Время остывания стены — показывает количества тепла, запасаемое материалом, и сколько времени он его отдает. Чем больше этот параметр, тем комфортнее проживание, так как перепады температуры в доме уменьшаются.

Водопоглощение — количество влаги, которое способен поглотить материал

Важно: Строительство из керамзитобетонных блоков.
Важно Технология изготовление керамзитобетонных блоков. Плюсы и минусы керамзитобетонных блоков.

Технология строительства домов из пенобетонных \ газобетонных \ керамзитобетонных \ шлако блоков вызывает устойчивый интерес строителей и заказчиков, является современным трендом в жилищном строительстве. Обоюдный интерес обусловлен скоростью и простотой использования данного материала для одной стороны, и экономии средств с другой стороны, как на этапе строительства (пенобетон, газосиликат, керамзитобетон дешевле кирпича), так и в процессе эксплуатации дома/коттеджа.

Неудивительно, что наиболее часто возникающие вопросы о строительстве домов из пенобетонных \ газобетонных \ керамзитобетонных \ шлако блоков так или иначе сводятся к срокам и стоимости строительства, а также к эксплуатационным качествам построенного дома.

Стоимость строительства дома — вопрос всегда индивидуальный, зависит от многих параметров: этажность дома, тип фундамента, вид и материал кровли, инженерные системы, отделка фасада, внутренняя отделка и т.д.

Позвоните нам: (831) 423-60-46
Опишите Вашу ситуацию, дополнительные пожелания. Мы проконсультируем Вас по вопросам любой сложности, отправим к Вам БЕСПЛАТНО нашего представителя.
Важно: компания «Оранж Строй» подготовит БЕСПЛАТНО, подробную смету расчетов по: возведению фундамента (ленточный, монолитная плита и т.д.), возведению коробки и кровли, монтажу инженерных систем, отмостки, ливневки и т.д.

Для примера можно посмотреть вкладку №3 «3. Расчет стоимости на главной странице.

Дом из пенобетонных \ газобетонных \ керамзитобетонных \ шлако блоков полностью аналогичен кирпичному, только он теплее и дешевле в постройке. Главное в строительстве дома – выбрать профессиональных строителей и правильного производителя стеновых блоков, обладающего современным оборудованием, качественным сырьем и грамотными технологами.

Коллектив компании
«Оранж Строй»

Оранж 56
Оранж -68,1
Оранж 70,1
Оранж 84,7
Оранж — 93,5
Оранж -94,1
Оранж -94,6
Оранж — 97,8
Оранж 98,4
Оранж 100,4
Оранж 103,8
оранж 105,8
Оранж -106
Оранж — 106,6
Оранж — 108,1
Оранж -111,4
Оранж -113,6
Оранж -114,5
Оранж 114,6
Оранж -115,1
Оранж 117,5
Оранж 123,3
Оранж -135,8
Оранж -136,2
Оранж — 137,5
Оранж — 139,9
Оранж -148,5
Оранж -154,4
Оранж -154,8
Оранж — 160,4
Оранж — 160,6
Оранж -217,7

Легкий бетон — обзор

(a) Консистенция
Dhir et al. (2002)	MIBA используется для замены 25%, 50% и 100% заполнителей Lytag в легком бетоне. Осадки 45 (контроль), 45 (25% MIBA), 35 (50% MIBA) и 30 мм (100% MIBA).
Уэйнрайт и Крессвелл (2001)	Грубое агрегирование. заменен синтетическим агломератом: смесь 1—80% МИБА, 20% глины; смесь 2—90% МИБА, 10% глины; как гранулированные, так и обожженные. MIBA привел к значительному увеличению спада: до 95 и 135 мм по сравнению с 25 мм для контроля; объясняется гладкостью гранул.
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубое агрегирование. полностью заменен синтетическим заполнителем (85% MIBA + 15% глиняная смесь, гранулированная и обожженная). Улучшенная просадка (45–83 мм с MIBA по сравнению с 0–13 мм с контролем), время Вебе (MIBA, 2–3,5 с; контроль, 4–10 с) и коэффициент уплотнения (MIBA, 0,89–0,94; контроль, 0,83– 0,87).
(b) Вес единицы
Qiao et al. (2008)	Термически обработанный (600–900 ° C) МИБА используется в качестве полной замены природного заполнителя.Уменьшение насыпной плотности с 2,1 г / см ³ (контроль) до 1,71–1,82 г / см ³ (с MIBA).
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубое агрегирование. полностью заменен синтетическим заполнителем (85% MIBA + 15% глиняная смесь, гранулированная и обожженная). Снижение плотности пластика с 2,4 г / см ³ (контроль) до 2,0–2,1 г / см ³ (с МИБА).
(c) Прочность на сжатие
Bethanis (2007)	Использованы два LWA: 40% MIBA плюс 60% PFA и 40% MIBA, 50% PFA и 10% глины.Смеси гранулировали и спекали. 28-дневная прочность на сжатие аналогична бетону, содержащему заполнитель Lytag, и намного выше, чем у смеси Leca.
Dhir et al. (2002)	MIBA используется для замены 25%, 50% и 100% заполнителей Lytag в легком бетоне. Незначительные сокращения при замене MIBA. Снижение 28-дневной прочности на сжатие на 4%, 12% и 15% при содержании MIBA 25%, 50% и 100%.
Qiao et al. (2008)	Термически обработанный (600–900 ° C) измельченный МИБА используется в качестве полной замены природного заполнителя.Прочность бетона выше контроля с агг. обожжены при 600 ° C или 700 ° C, но сильное расширение очевидно с агг. обожжены при 800 ° C или 900 ° C, в результате чего прочность бетона ниже контрольной.
Уэйнрайт и Бони (1983)	100% грубая агг. замена синтетическим заполнителем (85% MIBA, 15% глиняная смесь, гранулированная и обожженная). 28-дневная прочность 45 и 28 МПа для синтетических бетонных смесей МИБА по сравнению с 52 МПа для контроля.
Уэйнрайт и Крессвелл (2001)	Грубое агрегирование.заменен синтетическим агломератом: смесь 1—80% МИБА, 20% глины; смесь 2—90% МИБА, 10% глины; как гранулированные, так и обожженные. 28-дневная прочность: смесь 1–79% бетона Lytag, 73% NA; смесь 2 — 95% Lytag, 88% NA.
(d) Прочность на растяжение
Dhir et al. (2002)	MIBA используется для замены 25%, 50% и 100% заполнителей Lytag в легком бетоне. Прочность на растяжение колебалась выше и ниже контрольной смеси Lytag со значениями 2,5, 2,9, 2,8 и 2,3 Н / мм ² с 0, 25, 50, 100% MIBA.
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубое агрегирование. полностью заменен на синтетический агг. (85% MIBA + 15% глиняная смесь, гранулированная и обожженная). 28-дневная прочность на разрыв снижена с 3,4 Н / мм ² (контроль) до 2–2,5 Н / мм ² с MIBA.
(e) Модуль упругости
Dhir et al. (2002)	MIBA заменил 25%, 50% и 100% Lytag agg. в легком бетоне. В сочетании с прочностью на разрыв 28 статический модуль упругости колебался выше и ниже контрольного значения с увеличением содержания MIBA.
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубое агрегирование. полностью заменен синтетическим заполнителем (85% MIBA, 15% глиняной смеси, гранулированный и обожженный). Результаты статического и динамического модуля упругости 12–15 кН / мм ² и 20–22 кН / мм ² с MIBA были ниже соответствующих контрольных значений 27–34 кН / мм ² и 41–46 кН / мм ².
(f) Поглощение
Dhir et al. (2002)	MIBA заменил 25%, 50% и 100% Lytag agg.в легком бетоне. Более низкие начальные значения поверхностной абсорбции 0,2–0,4 мл / м ² с с MIBA по сравнению с 0,7–1,2 мл / м ² с с Lytag.
(г) Усадка
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубая усадка полностью заменен синтетическим заполнителем (85% MIBA, 15% глиняной смеси, гранулированный и обожженный). Через 250 дней деформация усадки бетона с MIBA была аналогична смеси Lytag, но на 54–72% выше, чем у смеси из натурального заполнителя.
(ч) Ползучесть
Уэйнрайт и Бони (1983)	Грубая агг. полностью заменен синтетическим заполнителем (85% MIBA, 15% глиняной смеси, гранулированный и обожженный). Деформация ползучести бетона увеличивалась при использовании MIBA из-за более низкого модуля упругости, хотя рассчитанные коэффициенты ползучести были аналогичны контрольным

Размерный эффект при испытаниях на прочность образцов с сердечником из легких заполненных бетонных материалов

(Базель) на прочность при сжатии.2020 Март; 13 (5): 1187.

Факультет гражданского строительства, Технологический университет Кракова, 31-155 Краков, Польша; lp.ude.kp@alagamodl
Поступило 15.01.2020 г .; Принято 3 марта 2020 г.
Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .
Abstract
Целью данной статьи является обсуждение нераспознанной проблемы эффекта масштаба при испытаниях прочности на сжатие, определенных для образцов из легкого заполнителя с сердечником (LWAC), на фоне имеющихся данных о влиянии для нормального бетона (NWAC). ).Эффект масштаба анализировался с учетом влияния гибкости ( λ = 1,0, 1,5, 2,0) и диаметра (d = 80, 100, 125 и 150 мм) образцов с сердечником, а также типа легкого заполнителя. (керамзит и спеченная зола-унос) и тип цементной матрицы (w / c = 0,55 и 0,37). Анализ результатов для четырех легких бетонов из заполнителя не выявил эффекта масштаба в испытаниях прочности на сжатие, определенных на образцах с сердечником. Ни стройность, ни диаметр сердечника, похоже, не повлияли на результаты прочности.Этот факт следует объяснить значительно лучшей структурной однородностью исследуемых легких бетонов по сравнению с нормальными. Тем не менее, наблюдались явные различия между результатами, полученными на формованных образцах и образцах с сердцевиной одинаковой формы и размера.
Ключевые слова: эффект масштаба , размер образца, легкий бетон, легкий заполнитель, керамзит, спеченная летучая зола, прочность на сжатие
1. Введение
Бетон из легкого заполнителя (LWAC) был одним из самых популярных и универсальных зданий материалы в мире на протяжении десятилетий.Наиболее важными преимуществами его применения по сравнению с нормальным бетоном (NWAC) того же класса прочности являются следующие:
Более высокая теплоизоляция и лучшее звукопоглощение [1,2,3];
Возможность строительства конструкций с более длинными пролетами и / или большей высотой и / или меньшим поперечным сечением элементов конструкции [4,5,6];
Возможность устранения аутогенной усадки [7,8,9];
Лучшая долговечность: более высокая огнестойкость, возможно более высокая устойчивость к замораживанию-оттаиванию, возможно более низкая карбонизация и, возможно, более низкая водопроницаемость [10,11,12,13,14,15,16];
Меньше вероятность растрескивания в результате усадки, ползучести, термической деформации или нагрузок [17,18,19,20].
Лучшая долговечность и меньшая вероятность растрескивания LWAC являются результатом большей однородности структуры LWAC.
Тем не менее, бетон на легком заполнителе редко используется в качестве конструкционного материала по сравнению с наиболее популярным вариантом — бетоном с нормальным весом. Наиболее важными причинами такой ситуации являются некоторые технологические проблемы с исполнением конструкции LWAC, то есть более высокий риск потери удобоукладываемости и расслоения бетона, а также обычно более высокая цена за единицу объема и, главным образом, отсутствие универсальных процедур для проектирования, выполнения, тестирование и оценка.Между тем, использование конструкционного легкого бетона, изготовленного из готовых или переработанных заполнителей, в ближайшем будущем должно получить широкое распространение из-за истощения запасов природных заполнителей и упора на экологически чистые, менее энергоемкие конструкции.
Влияние размера и формы испытуемых образцов на оценку свойств LWAC является одной из менее признанных качественно и количественно проблем. Как правило, согласно теории Гриффита и Вейбулла [3,21], разрушение начинается с любого критического дефекта («самой слабой цепи»), содержащегося в материале.Следовательно, образцы большего объема выявляют большую вероятность наличия такого дефекта и, как следствие, характеризуются меньшей прочностью. Более того, хорошо известно, что эффект масштаба более выражен, если материал менее однороден [3,21,22]. Однородность бетона в основном зависит от распределения включений (заполнителя) в цементной матрице, размера и формы заполнителя, разницы прочности и модуля упругости заполнителя и цементной матрицы, а также связи между этими двумя компонентами.Масштабный эффект определяется также геометрическими характеристиками самих образцов. Из-за значительных различий в жесткости бетонного образца и плит машины для испытания на сжатие в зоне их контакта одноосное напряженное состояние нарушается трением и давлением. В результате образцы с большей площадью поперечного сечения демонстрируют меньшую прочность. При этом форма поперечного сечения образца и его гибкость ( λ = высота ( h ) / размер поперечного сечения ( d )) не являются незначительными.Круглое поперечное сечение обеспечивает более равномерное распределение напряжений по сравнению с квадратным, поскольку на его разрушение меньше влияет торцевое ограничение образца. Кроме того, на прочность цилиндров в меньшей степени влияют свойства крупного заполнителя из-за более однородного состава бетона по круговой кромке по сравнению с образцами квадратного поперечного сечения, обнаруживающими более высокое содержание цементного теста в углах. Следовательно, цилиндрические образцы при одинаковой гибкости и площади поперечного сечения могут обладать большей прочностью, чем кубики [3].Снижение гибкости образца также способствует увеличению прочности. Для обычного бетона типичное соотношение прочности, определенное для формованных цилиндров λ = 2,0 и 1,0, составляет около 0,85–0,95 и ниже для бетона меньшей прочности. Эффект масштаба в случае нормального бетона различных типов — простого, обычного, самоуплотняющегося, высокопрочного и сверхвысокого (реактивный порошковый бетон), армированного фиброй — был доказан в многочисленных исследованиях, например, [23, 24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34].В результате этого исследования в отношении бетона с нормальным весом можно сделать два общих вывода: (1) чем выше прочность бетона, тем меньше эффект масштаба; (2) тонкость образца является решающим параметром, определяющим масштабный эффект.
В целом следует ожидать, что эффект масштаба от LWAC будет менее выраженным по сравнению с NWAC, потому что структура легкого бетона на заполнителях обычно более однородна по сравнению с бетоном с нормальным весом. Основными причинами большей однородности LWAC являются следующие:
Более правильная форма и размер производимых агрегатов;
Меньшая разница между значениями прочности и модуля упругости пористого заполнителя и цементной матрицы;
Лучшая связь между пористым заполнителем и цементным тестом в результате лучшей адгезии, поглощения воды при замесе пористым заполнителем и, в некоторых случаях, пуццолановой реакции.
Подтверждение менее выраженного масштабного эффекта LWAC было обнаружено в некоторых исследованиях [3,13,35,36,37]. Более низкая значимость эффекта масштаба при испытаниях легкого заполнителя бетона на сжатие отражается также в классификации прочности согласно европейскому стандарту EN 206 [38]. Отношение характеристической прочности LWAC, определенной на стандартных образцах цилиндра и куба ( f _ck _{, cyl}/ f _ck _{, cube}), полученное в результате классов прочности, указанных в EN 206 [38], колеблется от 0.От 89 до 0,92 и не зависит от класса прочности бетона. Более того, в стандарте указано, что для LWAC могут использоваться другие значения, если взаимосвязь между кубом и эталонной силой цилиндра установлена и задокументирована. Между тем, для NWAC, f _ck _{, cyl}/ f _ck _{, cube} колеблется от 0,78 до 0,87 и выше для более высоких классов прочности. Тем не менее, есть сообщения, указывающие на противоположные тенденции.В [39,40] показано, что размерный эффект был сильнее в LWAC, чем в NWAC, и эта тенденция была более выраженной при гибкости образца 2,0, чем при гибкости 1,0. Поперечный размер образцов также сильно повлиял на результаты испытаний на прочность как NWAC, так и LWAC. С другой стороны, было доказано, что на размерный эффект минимально влияет форма сечения образца при том же λ . Кроме того, в случае LWAC размер агрегата не имел значения для эффекта масштаба.Вероятной причиной такого расхождения в качественной оценке масштабного эффекта LWAC, представленной в [39,40] и [3,16,35,36,37], является тип агрегата. Авторы [39,40] заявили, что использованный для исследования керамзит характеризовался замкнутой поверхностью с гладкой текстурой. Такой тип легкого заполнителя может вызвать слабую связь с цементным тестом, особенно по сравнению с гранитным щебнем, используемым для NWAC. Более того, если пористый заполнитель изначально насыщен, адгезия цементного теста может быть чрезвычайно ограничена, и легкий бетон, приготовленный с таким заполнителем, больше не следует рассматривать как материал с хорошей однородностью.
Основное различие в масштабном эффекте, определяемом для формованных образцов и образцов с сердечником, состоит в отсутствии «эффекта стенки» в последнем случае. Кроме того, образцы, взятые из конструкции, обычно имеют другие, менее благоприятные условия уплотнения и отверждения по сравнению с формованными образцами. Более того, процесс сверления образцов сам по себе может вызвать появление микротрещин в образцах с сердечником. В результате в стандарте EN 13791 [41] предполагается, что для всех типов конструкционных бетонов образцы с заполнителем показывают ок.Прочность на 15% ниже, чем у формованных. Между тем, из-за лучшей структурной однородности по сравнению с обычным бетоном, LWAC в конструкции, даже если она массивная, может быть менее восприимчивой к растрескиванию в результате как процесса бурения, так и повышения температуры во время гидратации цемента. Как было показано в [17,18], LWAC, из-за лучшей структурной однородности, показал более низкую концентрацию напряжений под нагрузкой и был менее подвержен растрескиванию по сравнению с бетоном с нормальным весом.В работе [19], посвященной изучению соотношения начальных и стабилизированных секущих модулей упругости, используемых в качестве индикатора восприимчивости бетона к микротрещинам, доказана более высокая стойкость конструкционного легкого бетона к микротрещинам или микротрещинам, вызванным напряжением. растрескивание, вызванное сверлением, по сравнению со структурным бетоном с нормальным весом. С другой стороны, есть многочисленные отчеты об испытаниях, показывающие, что при высоких температурах LWAC работает лучше, чем NWAC. Например, результаты исследований, представленные в [15,16], показали, что LWAC при температурах до 200 ° C или даже 300 ° C, соответственно, не показал развития микротрещин и снижения прочности.Следовательно, более высокая температура (до 90 ° C), возникающая во время гидратации цемента в конструкции из LWAC, обычно не может вызвать микротрещины. Более того, из-за внутреннего отверждения водой, содержащейся в пористом заполнителе, LWAC в конструкции обычно проявляет меньшую чувствительность к внешним условиям отверждения по сравнению с бетоном с нормальным весом. Таким образом, структура легкого заполнителя бетона в формованных образцах, отвержденных в лабораторных условиях, и в конструкции может быть менее разнообразной, чем в случае бетона с нормальной массой.Следовательно, можно ожидать, что разница между прочностями, определенными на образцах LWAC с формованными и заполненными сердцевинами, будет меньше, чем предполагается в стандарте EN 13791 [41] для всех типов бетона.
Хотя европейский стандарт EN 13791 [41] содержит принципы и руководство по оценке прочности бетона на сжатие in situ в конструкциях и сборных железобетонных элементах, он скорее сосредоточен на бетоне с нормальным весом и некоторых конкретных данных, полученных из масштабный эффект дан только для NWAC.Обычно предполагается, что диаметр сердечника от 75 до 150 мм не влияет на результат испытания на прочность. Однако стройность ядра сказывается на достигнутом значении. В случае нормального и тяжелого бетона соотношение прочности, определенное для цилиндров с сердечником λ = 2,0 и 1,0, можно принять равным 0,82, в то время как для легкого бетона нет соответствующей информации. Для LWAC EN 13791 [41] рекомендует применять положения, действующие в месте использования, или подтверждать некоторые взаимосвязи путем испытаний.Такая ситуация вызвана отсутствием достаточных достоверных данных о масштабном эффекте образцов с сердцевиной LWAC, что подтверждается отсутствием литературных сообщений по этому поводу. Между тем, есть некоторые предпосылки, указывающие на то, что, как и в случае формованных образцов, эффект масштаба при испытаниях на прочность образцов с сердечником из LWAC менее значителен, чем в случае NWAC.
Поскольку не существует конкретных руководств по испытаниям и оценке прочности легкого бетона в конструкции или сборных элементах, основная цель исследования заключалась в оценке нераспознанного эффекта масштаба в испытаниях прочности на сжатие, проводимых на образцах LWAC с сердечником.Дополнительная цель исследования состояла в том, чтобы проверить, действительно ли предполагаемое снижение прочности на 15% для образцов с сердечником по сравнению с формованными также и для LWAC. Для этих целей были приготовлены четыре серии легкого заполнителя бетона с замкнутой структурой разного состава, и для каждой серии бетона были испытаны как стандартные формованные образцы, так и 12 типов цилиндров с сердечником для определения прочности на сжатие. Проведенная программа исследований позволила количественно и качественно оценить эффект масштабирования порошковых образцов LWAC на фоне имеющихся данных о влиянии на бетон нормального веса.Он также дал некоторую информацию о выборе типов образцов с сердечником для достижения надежных результатов прочности на сжатие легкого бетона, встроенного в конструкцию или сборный элемент. Такая информация может иметь практическое значение в случае оценки прочности на сжатие для структурной оценки существующей конструкции или оценки класса прочности на сжатие LWAC в случае сомнения.
2. Материалы и методы
Составы приготовленных LWAC различались типом легкого заполнителя (LWA) и прочностью цементной матрицы, а также их объемной долей.Были выбраны два типа крупного легкого заполнителя: керамзит (КЭ) и спеченная зола-унос (SFA) (). Эти типы пористых заполнителей являются наиболее популярными в мире для изготовления конструкционного легкого бетона. Однако керамзит, использованный в этом исследовании, характеризовался гораздо меньшей плотностью частиц и более пористой внешней оболочкой по сравнению с спеченной летучей золой. Поэтому на практике такой агрегат больше используется для изготовления сборных элементов из изоляционно-конструкционного бетона, чем для типовых конструктивных целей.В этом исследовании применение слабого керамзитового заполнителя было в основном направлено на то, чтобы показать эффект масштаба также в случае LWAC с меньшей прочностью и меньшей однородностью по сравнению с бетоном из спеченного заполнителя из золы-уноса. Основные свойства применяемых легких заполнителей представлены в. Заполнители перед нанесением на бетон сначала увлажняли до уровня, соответствующего их абсорбции после погружения в воду на 1 час. Такое содержание влаги — 34,4% и 17,0% соответственно для керамзита и спеченной золы-уноса — с одной стороны защищало свежий бетон от потери удобоукладываемости, а с другой стороны, обеспечивало хорошее сцепление цементного теста.
Легкие заполнители, используемые для испытания бетона: ( a ) спеченная зола-унос и ( b ) керамзит.
Таблица 1
Свойства крупных легких заполнителей.
550
Тип заполнителя Фракция, мм Плотность частиц, кг / м ³ Водопоглощение,% Сопротивление раздавливанию, МПа
41.2 1,4
Спеченная зола-унос 4/8 1350 24,3 8,0
Остальные составляющие материалы для бетонных смесей были следующими: портландцемент CEM I 42,5 R природный песок 0/2 мм в качестве мелкого заполнителя, водопроводная вода и суперпластификатор. Цементные растворы, являющиеся цементной матрицей для приготовленных легких бетонов, характеризовались существенно различным водоцементным соотношением (в / ц), равным 0.55 и 0,37. Доля крупного легкого заполнителя в готовых бетонах составляла от 52 до 55% соответственно при w / c = 0,37 и 0,55. Бетонные составы представлены в.
Таблица 2
Составы строительных растворов и легких бетонов. LWA, легкий заполнитель; ЭК, керамзит; ОТВС, спеченная зола-унос.
глина
Серия LWA Тип Номинал с / с Цемент, кг / м ³ Вода, кг / м ³ Superplast., кг / м ³ LWA ¹, кг / м ³ Песок, кг / м ³
I раствор — 0,55 13754 754 0,0 — 906
II Раствор — 0,37 912 335 18,4 — 937
937 0.55 338 186 0,0 308 406
II EC Exp. глина 0,37 446 164 9,0 287 458
I SFA Синт. зола уноса 0,55 338 186 0,0 749 406
II SFA Синт. летучая зола 0,37 446 164 9.0 699 458
Из каждой бетонной серии в качестве контрольных образцов были отформованы 6 стандартных кубов (d = 150 мм) и 6 цилиндров (d = 150 мм и h = 300 мм). Кроме того, для сравнения были отформованы стандартные кубики с растворами состава, соответствующего тем, которые использовались в бетонах. Кроме того, было отлито 4 больших бетонных блока размерами 400 × 600 × 1000 мм для сверления порошковых образцов (). Образцы после извлечения из формы хранились до дня испытания в условиях T = 20 ± 2 ° C, RH = 100 ± 5%, соответствующих требованиям EN 12390-2 [42].В то же время большие блоки были сбрызнуты водой, чтобы обеспечить аналогичные условия отверждения. Тем не менее, в первые дни отверждения температура блоков была намного выше температуры стандартных формованных образцов. На верхней поверхности блоков она достигала 50 ° C и 70 ° C соответственно для бетона I и II серии из-за больших размеров элементов. Температура внутри была, конечно, еще выше.
Подготовка бетонных блоков к сверлению кернов.
После 28 дней отверждения из блоков высверливали стержни и разрезали на образцы в соответствии с EN 12504-1 [43].Применялись четыре буровые установки диаметром d = 80, 100, 125 и 150 мм (). Этот диапазон диаметров чаще всего используется для оценки прочности конструкций на сжатие на месте. Керны были разрезаны на образцы с гибкостью 1,0 и 2,0, которые обычно используются для оценки прочности на сжатие на месте, и, кроме того, 1,5. Типы и количество образцов, подготовленных для испытаний, представлены в и. Из каждой серии бетона было вырезано семь образцов с сердцевиной определенного типа (диаметр и гибкость): 6 в качестве основного набора для испытаний на эффект масштаба в условиях естественной влажности (в исходном состоянии) и 1 для контрольных испытаний в сухих условиях.Образцы в высушенном в печи состоянии в основном использовались для испытания плотности после высушивания (основного для легкого бетона), а затем они были дополнительно использованы для дополнительной оценки эффекта масштаба. На практике образцы с сердечником, высверленные из конструкции, испытывались в условиях влажности при поступлении или, если это требовалось, в состоянии насыщения. В случае этого исследования состояние образцов было таким, как было получено, но оно было очень близко к состоянию насыщения из-за отверждения.Температура сушки образцов составляла всего 50 ° C, чтобы избежать риска микротрещин в бетоне.
Типы применяемых буровых установок (d = 80, 100, 125, 150 мм) и вырезания стержней из бетонного блока.
12 типов образцов с сердечником различного диаметра d и гибкости λ для испытаний на прочность на сжатие.
Таблица 3
Типы и количество образцов, подготовленных для испытаний каждой конкретной серии.
90
Образцы Тип Диаметр / сторона d , мм Высота h , мм Гибкость λ = в / г Количество образцов
11
11 9 Литой
куб 150 150 1.0 6
цилиндр 150 300 2,0 6
полый
цилиндр 150 150 1.0 7
цилиндр 150 225 1,5 7
7
цилиндр
3000 7
цилиндр 125 125 1,0 7
цилиндр 125 187,5 1,5 6 2,0 7
цилиндр 100 100 1,0 7
цилиндр 100 150 1.5 7
цилиндр 100 200 2,0 7
цилиндр 80 80 1.0 7
1,5 7
цилиндр 80 160 2,0 7
Общее количество образцов с сердечником для испытаний составило 336.Плотность и прочность на сжатие отформованных во влажном состоянии образцов и образцов с сердечником были испытаны в возрасте 28 дней в соответствии с EN 12390-7 [44] и EN 12390-3 [45], соответственно. Высушенные образцы были испытаны в соответствии с теми же процедурами, но в возрасте 35 дней, когда они достигли состояния сушки в печи.
3. Результаты
Результаты испытаний, проведенных на формованных образцах, представлены в. Результаты испытаний на плотность во влажных и сухих условиях, а также на влажность образцов с сердцевиной представлены в.Значения, приведенные в таблице, представляют собой средние значения, определенные для данного бетона для всего набора из 72 и 12 образцов с сердечником, соответственно, во влажных и высушенных в печи условиях.
Таблица 4
Средние значения прочности на сжатие и плотности, определенные на формованных образцах.
3 3 90 Сжатие , кг / м _см_{, куб}, МПа
Серия LWA Тип Номинальная с / с Плотность ¹ D _м _{, w}, кг / м
Прочность на сжатие, f _см _{, цилиндр}, МПа
13313355 2080 45,0 —
II раствор — 0,37 2200 65,2 —
I EC I EC Exp. глина 0,55 1290 14,5 13,8
II EC Exp. глина 0,37 1410 18,1 16,9
I SFA Синт. летучая зола 0.55 1800 37,5 37,1
II SFA летучая зола 0,37 1890 49,5 47,6
Определенные значения плотности и влажности бетона 5 на порошковых образцах.
Серия LWA Тип Номинальная с / с Плотность ¹ D _м _{, w}, кг / м3 3 9029 Плотность D _м _{, d}, кг / м ³ Влагосодержание, мк _м ,%
I EC Exp.глина 0,55 1300 1140 14,0
II EC Exp. глина 0,37 1410 1250 12,8
I SFA Синт. зола-унос 0,55 1790 1570 14,0
II SFA Синт. зола-унос 0,37 1880 1680 11,9
Результаты испытаний прочности на сжатие, определенных для образцов с сердечником, представлены во влажном и сухом состоянии, соответственно.Следует отметить, что средние значения прочности ( f _см ), рассчитанные как средние значения шести сердечников одного типа, представлены в. Глобальное среднее значение прочности ( f _CM ) было рассчитано как среднее из средних значений всех типов стержней. Между тем, результаты прочности, представленные в, были определены на единичных высушенных в печи образцах. Следовательно, эти результаты могут рассматриваться только как дополнительные, и они не могут быть основой количественного анализа эффекта масштаба.
Средние значения прочности на сжатие, определенные для образцов с влажным сердечником различного диаметра d и гибкости λ .
Отдельные результаты испытаний прочности на сжатие, определенной для образцов с сухим порошком различного диаметра d и гибкости λ .
4. Обсуждение
Анализ результатов показал, как и предполагалось, существенно разные уровни прочности на сжатие и плотности четырех бетонных серий.Прочность бетона составляла от 14,5 до 49,5 МПа при определении для формованных кубических образцов и от 13,8 до 47,6 МПа для формованных цилиндров. Плотность бетона после высушивания в печи составляла от 1140 до 1680 кг / м ³, а во влажном состоянии соответствующий диапазон составлял 1290–1880 кг / м ³. «Эффект стены», казалось, имел незначительное влияние на плотность бетона; поэтому практически не было различий между результатами, полученными для формованных образцов и образцов с сердечником. Более того, аналогичные результаты испытаний плотности, проведенных на формованных образцах, отвержденных в воде, и образцах с сердцевиной, показали, что состояние стержней было аналогично состоянию насыщения из-за внешнего отверждения, но в основном из-за внутреннего отверждения с водой, размещенной в пористом заполнителе.Особый интерес вызвали значения влажности бетонов. Несмотря на то, что керамзит характеризуется водопоглощением почти в два раза выше, чем у спеченной золы-уноса, содержание влаги в испытанных легких бетонах, по-видимому, зависело в основном от плотности цементных матриц. Если бы заполнители использовались изначально насыщенными, их водопоглощение, безусловно, повлияло бы на водопоглощение / влагосодержание композитов. В случае испытанных бетонов заполнители были только сначала увлажнены до содержания влаги, что обеспечило хорошее сцепление и герметизацию структуры заполнителя цементным тестом.Такой эффект был доказан в [46].
Как правило, бетон, сделанный из более прочного спеченного заполнителя золы-уноса (I ОТВС и II ОТВС), достигает более высокой плотности и прочности на сжатие (почти в три раза), чем бетон, сделанный из керамзита (I EC и II EC). Повышение прочности за счет применения более прочного раствора (II w / c = 0,37) в качестве цементной матрицы также было намного более эффективным в случае бетонов SFA, чем для бетонов EC (). В случае последних бетонов применение столь слабого заполнителя ограничивало возможность повышения прочности бетона за счет значительного увеличения прочности цементной матрицы.Следует отметить, что прочность всех легких бетонов была ниже прочности цементных растворов, использованных в качестве их матриц, что характерно для LWAC с закрытой структурой.
Влияние применения различных цементных растворов в качестве матриц для легких бетонов с наполнителями из спеченной золы-уноса (SFA) и керамзита (EC) на их плотность и прочность (во влажном состоянии).
Соотношение прочности, определенное для стандартных кубов и цилиндров ( f _см _{, цилиндр}/ f _см _{, куб}), зависело от однородности бетона: чем меньше разница в прочность заполнителя и цементной матрицы, тем выше соотношение.Средние значения отношения составляли 0,95, 0,93, 0,99 и 0,96 соответственно для бетонов I EC, II EC, I SFA и II SFA. Таким образом, эти значения были явно выше, чем полученные в соответствии с EN 206 [38], и подтвердили гораздо менее выраженный эффект масштаба и формы испытанных легких бетонов по сравнению с бетонами с нормальной массой. Особо следует отметить, что бетон II ЕС с наименьшим значением отношения вообще не должен использоваться на практике по материальным и экономическим причинам. Для целей этого исследования он был приготовлен из высокопрочной цементной матрицы и очень слабого легкого заполнителя, чтобы получить легкий композит плохой однородности.Из полученных значений отношения f _см _{, цилиндр}/ f _см _{, куб}: оценка прочности легкого заполнителя бетона, определенная для стандартных цилиндров, может привести к более высокому классу, чем в случае, когда он определен для стандартных кубиков.
В случае образцов с сердцевиной размерный эффект оказался практически незаметным (). Эта тенденция может наблюдаться даже в случае результатов одиночных образцов с сухой сердцевиной ().Тем не менее, по очевидным причинам, результаты, полученные на отдельных образцах в сухих условиях, не должны использоваться в дальнейших количественных анализах масштабного эффекта. При анализе средних значений прочности, представленных в, казалось, что тип образцов с сердечником не влияет на результат прочности независимо от типа бетона. Как предполагалось в EN 13791 [41], диаметр сердечника в испытанном диапазоне, 80–150 мм, при заданной гибкости не оказывал заметного влияния на результаты прочности. Более того, в отличие от NWAC, стройность тестируемого LWAC, похоже, также не оказала заметного влияния на результаты.Однако в случае менее однородных и более слабых бетонов, изготовленных из керамзита, разброс значений средней прочности ( f _см, ) был немного больше по сравнению с бетоном с агломерированной золой-уносом. Для подтверждения этих наблюдений был проведен более детальный анализ. Анализ охватывал разброс результатов для конкретного типа образца с сердечником, а также соотношение средних значений прочности, определенных для эталонного цилиндра с сердечником (d = 150 мм, h = 300 мм) и конкретного типа образца с сердечником.
Исследование разброса результатов прочности показало, что для всех испытанных бетонов значения стандартного отклонения ( σ _f ) и коэффициента вариации (v _f = σ _f / f _c) были довольно независимы от объема и тонкости образцов с сердцевиной. Правило большего разброса результатов испытаний на прочность образцов меньшего объема здесь не подтвердилось. Коэффициенты вариации для конкретного типа порошкового образца представлены в.Значения v _f варьировались от 0,01 до 0,15, а их средние значения составляли 0,07, 0,08, 0,05 и 0,03 соответственно для бетонов I EC, II EC, I SFA и II SFA. Значения σ _f для конкретного типа порошкового образца составляли от 0,3 до 2,2 МПа, а их средние значения составляли 1,1 МПа, 0,9 МПа, 1,5 МПа и 1,2 МПа соответственно для бетонов I EC, II EC. , I ОТВС и II ОТВС. Эти значения были практически такими же, как стандартные отклонения значений средней силы ( f _cm ) по отношению к глобальному среднему ( f _CM ), представленные в.Такая сходимость дисперсии предполагает, что различия в результатах, представленных в, были вызваны скорее разбросом результатов, чем каким-либо эффектом масштаба. Очень низкие значения v _f доказали превосходную структурную однородность испытанных легких бетонов, особенно композитов с агломерированным заполнителем золы-уноса. Результаты также указали на возможность использования даже самых маленьких образцов керна (в пределах рассматриваемого диапазона) для оценки прочности в легкой бетонной конструкции без увеличения количества образцов.
Взаимосвязь между объемом образца с сердечником ( V ) и коэффициентом вариации прочности, определенным для конкретных типов образцов ( V _f ) (влажное состояние).
Результаты анализа соотношений средних значений прочности, определенных на эталонном порошковом цилиндре (d = 150 мм и h = 300 мм) и на порошковых образцах определенного типа (R = f _{см, сердцевина 300: 150} / f _{см, в: г сердцевина}) представлены в формате. Они подтвердили гораздо лучшую структурную однородность испытанных легких бетонов, особенно из спеченного заполнителя золы-уноса, по сравнению с обычными или тяжелыми бетонами.Для всех LWAC стандартный коэффициент длины жилы ( f _{см 300: 150 сердечник} / f _{см 150: 150 сердечник} ) был значительно выше (в среднем 0,98), чем 0,82, принятый EN 13791 [41] для нормального -тяжелые и тяжеловесные бетоны. Для обеих серий спеченных бетонов из золы-уноса (I FSA и II FSA) среднее значение коэффициента прочности R равнялось точно 1,00, и никакого влияния гибкости или диаметра сердцевины не наблюдалось. Это означает, что в случае таких бетонов можно предположить, что тип образцов с сердечником не имеет отношения к результатам прочности на месте.Однако в случае керамзитобетонов интерпретация результатов по соотношению прочности была не столь однозначной. Среднее значение отношения составляло 1,06 и 0,94 для бетона I EC и II EC, соответственно, и в целом разброс значений отношения был намного больше по сравнению с бетоном с ОТВС. Чтобы определить достоверное значение коэффициента прочности для таких слабых бетонов, необходимо провести дополнительные проверочные испытания.
Ratio R = f _{cm, 300: 150 core} / f _{cm, h: d core} (влажное состояние).
Следует отметить, что состояние образца с сердечником, которое не указано в EN 12504-1 [43] и не принимается во внимание в EN 13791 [41], может в определенной мере повлиять на оцененный класс прочности бетона. Между тем, исследование также показало, что высушенные в печи образцы с сердечником показали более высокую прочность на 5% и прибл. Для бетонов SFA и EC на 8% соответственно, чем у бетонов, испытанных во влажном состоянии. Снижение прочности влажных образцов, вероятно, было вызвано в большей степени значительным содержанием влаги, чем более ранним возрастом испытаний (сухим образцам для высыхания требовалось еще семь дней помимо стандартного возраста 28 дней).
Несмотря на продемонстрированное отсутствие эффекта размера и формы в испытаниях легких бетонов на прочность при сжатии, наблюдались явные различия между результатами, полученными для формованных образцов и образцов с сердечником. Соотношение значений прочности, определенное для цилиндров с сердечником и формованных f _см _{, стержень} / f _см _{, цилиндр}, для бетонов составило 0,91, 0,75, 0,88 и 0,91 соответственно. I EC, II EC, I ОТВС и II ОТВС.Наименьшее значение коэффициента в случае бетона II EC может быть результатом его наименьшей однородности по сравнению с другими бетонами. Как уже упоминалось ранее, такой бетон, сделанный из очень слабого заполнителя и прочной цементной матрицы, использовался в этом исследовании только для сравнительных целей и не должен применяться на практике. Другие бетоны (I EC, I SFA и II SFA), которые были примерами типичных LWAC, используемых для изготовления или строительства сборных элементов, показали более высокое соотношение f _см _{, стержень} / f _см _{, цилиндр} (в среднем 0.90), чем предполагается в стандарте (0.85). Как правило, из-за различных технологий производства LWAC и различных типов конструкции из легкого заполнителя, применяемых в мире, значение коэффициента 0,85 может быть сохранено в общих рекомендациях по оценке прочности бетона в конструкции или сборном элементе. Тем не менее, в случае легковесного бетона с более однородной структурой следует учитывать завышение класса прочности LWAC, встроенного в конструкцию или сборные элементы.Таким образом, стандартная рекомендация о формировании положений, действующих в месте использования LWAC, была полностью оправдана. Для испытанных LWAC, за исключением бетона II EC, «эффект стенки» и разная температура отверждения, по-видимому, были доминирующими факторами, определяющими разницу между прочностями, указанными для образцов с сердечником и формованных образцов. Состояние влажности бетона (из-за внутреннего твердения) и склонность к микротрещинам в результате процесса сверления или высокой температуры, вероятно, имели здесь меньшее значение, чем в случае NWAC.
5. Выводы
Проведенная программа исследований и анализ полученных результатов не выявили эффекта масштаба при испытаниях прочности на сжатие, определенных на порошковых образцах четырех типов легких бетонов с закрытой структурой. Ни стройность, ни диаметр сердечника, похоже, не повлияли на результаты прочности. Этот факт следует объяснить несравненно лучшей структурной однородностью исследуемых легких бетонов по сравнению с нормальными.Более того, здесь не подтвердилось правило большего разброса результатов испытаний на прочность образцов меньшего объема. Это означает, что, в отличие от NWAC, можно было надежно оценить прочность на сжатие таких типов LWAC, встроенных в конструкцию или сборные элементы, используя даже самые маленькие сердечники (в пределах рассматриваемого диапазона) без увеличения количества образцов. Кроме того, в случае таких бетонов казалось достаточным использовать стержни с гибкостью 1,0 вместо требуемых 2.0, если результаты испытаний на прочность должны относиться к формованным цилиндрам 2: 1. Тем не менее, следует предположить, что в случае легкого бетона, приготовленного с изначально насыщенным заполнителем или с частицами заполнителя из более плотного и / или более гладкого внешнего сланца, размерный эффект может быть более выраженным. Таким образом, количественные результаты этого исследования не могут быть обобщены для всех типов LWAC.
Несмотря на продемонстрированное отсутствие эффекта масштаба при испытаниях легких бетонов на сжатие, наблюдались явные различия между результатами, полученными на формованных образцах и образцах с сердечником.Однако для испытанных LWAC, за исключением бетона II EC, соотношение f _см _{, core} / f _cm _{, cyl} было немного выше (в среднем 0,90), чем 0,85 предполагается в стандартах. В результате применение стандартного соотношения для оценки прочности на сжатие существующей конструкции из таких типов LWAC может привести к завышению оценки. Таким образом, стандартная рекомендация о формировании положений, действующих в месте использования LWAC, была полностью оправдана.
Анализ зависимости между прочностью, указанной на стандартных формованных образцах, показал, что из-за гораздо менее выраженного масштабного эффекта LWAC по сравнению с NWAC оценка прочности легкого заполнителя, определенная на стандартных цилиндрах, может привести к более высокому классу прочности, чем в том случае, когда он определяется на стандартных кубиках.
Благодарности
Автор благодарит англ. Ян Шпак и англ. Maciej Rajtar за техническую поддержку в проведенных исследованиях.
Финансирование
Это исследование не получало внешнего финансирования.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Валор Р. Расчет значений коэффициента теплопередачи для пустотелой бетонной кладки. Concr. Int. 1980; 2: 40–63. [Google Scholar] 2. ACI 213 R-03. Руководство для конструкционного легкого заполнителя. ACI; Фармингтон-Хиллз, Мичиган, США: 2003. [Google Scholar] 3. Невилл А. Свойства бетона. 5-е изд. Pearson Education Limited; Лондон, Великобритания: 2011.[Google Scholar] 4. Шпицнер Дж. Обзор развития легких агрегатов — история и реальный обзор; Материалы Конгресса по конструкционным легким заполненным бетоном; Сандефьорд, Норвегия. 20-24 июня 1995 г .; С. 13–21. [Google Scholar] 5. Чандра С., Бернтссон Л. Легкий заполненный бетон. Публикации Нойеса; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2003. [Google Scholar] 6. Кларк Дж. Конструкционный легкий бетон. Чепмен и Холл; Глазго, Великобритания: 1993. [Google Scholar] 7. Бентур А., Игараси С., Ковлер К. Предотвращение автогенной усадки высокопрочного бетона за счет внутреннего твердения с использованием влажных легких заполнителей. Джем. Concr. Res. 2001; 31: 1587–1591. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (01) 00608-1. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Куссон Д., Хогевен Т. Внутреннее отверждение высокоэффективного бетона с помощью предварительно пропитанного мелкозернистого легкого заполнителя для предотвращения автогенного растрескивания при усадке. Джем. Конц. Res. 2008. 38: 757–765. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2008.02.001. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Жутовский С., Ковлер К., Бентур А. Эффективность легких заполнителей для внутреннего твердения высокопрочного бетона с целью устранения автогенной усадки. Матер. Struct. 2002; 35: 97–101. DOI: 10.1007 / BF02482108. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Чиа К., Чжан М. Водопроницаемость и проницаемость высокопрочного легкого заполнителя для хлоридов. Джем. Concr. Res. 2002. 32: 639–645. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (01) 00738-4. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Богас Дж., Реал С. Обзор сопротивления карбонизации и проникновению хлоридов конструкционного легкого заполнителя.Материалы. 2019; 12: 3456. DOI: 10.3390 / ma12203456. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Лю X., Чиа К., Чжан М. Водопоглощение, проницаемость и устойчивость к проникновению хлорид-ионов в легкий бетон из заполнителя. Констр. Строить. Матер. 2011; 25: 335–343. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.06.020. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Ло Т., Танг В., Надим А. Сравнение карбонизации легкого бетона с бетоном нормального веса при аналогичных уровнях прочности. Констр. Строить.Матер. 2008; 22: 1648–1655. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2007.06.006. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Домагала Л., Хагер И. Влияние высокой температуры на прочность на сжатие конструкционного легкого бетона. Джем. Lime Concr. 2012; 3: 138–143. [Google Scholar] 16. Курсио Ф., Галеота Д., Галло А. Высокоэффективный легкий бетон для производства сборного железобетона. Спец. Publ. 1998. 179: 389–406. [Google Scholar] 17. Невилл А. Агрегатная связь и модуль упругости бетона. ACI Mater.J. 1997; 94: 71–74. [Google Scholar] 18. Чжан М., Гьёрв О. Механические свойства высокопрочного легкого бетона. ACI Mater. J. 1991; 88: 240–247. [Google Scholar] 19. Домагала Л. Исследование влияния типа и прочности бетона на взаимосвязь между начальным и стабилизированным секущими модулями упругости. Твердотельный Феном. 2016; 258: 566–569. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / SSP.258.566. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Домагала Л. Модификация свойств конструкционного легкого бетона стальной фиброй.J. Civ. Англ. Manag. 2011; 17: 36–44. DOI: 10.3846 / 13^{0.2011.553923. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Базант З., Планас Дж. Разрушение и размерный эффект в бетоне и других квазихрупких материалах. CRC Press; Бока-Ратон, Флорида, США: 1997. [Google Scholar] 22. Базант З.П., Панг С.Д., Вореховски М., Новак Д., Пукл Р. Статистический размерный эффект в квазихрупких материалах: вычисление и теория экстремальных значений; Материалы 5-й Международной конференции по механике разрушения бетонных конструкций; Вейл, Колорадо, США.12–16 апреля 2014 г .; С. 189–196. [Google Scholar] 23. Токай М., Оздемир М. Форма и размер образца влияют на прочность на сжатие более прочного бетона. Джем. Concr. Res. 1997; 27: 1281–1289. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (97) 00104-X. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Ли М., Хао Х., Ши Ю., Хао Ю. Форма и размер образца влияют на прочность бетона на сжатие при статических и динамических испытаниях. Констр. Строить. Матер. 2018; 161: 84–93. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.11.069. [CrossRef] [Google Scholar] 25.Мучачча Г., Розати Г., Ди Луцио Дж. Разрушение при сжатии и размерный эффект в цилиндрических образцах из простого бетона. Констр. Строить. Матер. 2017; 137: 185–194. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.01.057. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Нгуен Д., Тай Д., Нго Т., Тран Т., Нгуен Т. Модуль Вейбулла от размерного эффекта высокоэффективного фибробетона при сжатии и изгибе. Констр. Строить. Матер. 2019; 226: 743–758. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.07.234. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Ань М., Чжан Л., Yi Q. Влияние размера на прочность реактивного порошкового бетона на сжатие. J. China Univ. Мин. Technol. 2008. 18: 279–282. DOI: 10.1016 / S1006-1266 (08) 60059-0. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Чжоу Дж., Би Ф., Ван З., Чжан Дж. Экспериментальное исследование влияния размера на механические свойства армированных углеродным волокном полимера (углепластика) в замкнутых бетонных круглых образцах. Констр. Строить. Матер. 2016; 127: 643–652. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.10.039. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Ву К., Вайс Дж., Пле О., Амитрано Д., Вандембрук Д. Пересмотр статистических размерных эффектов на разрушение разнородных материалов при сжатии с особым вниманием к бетону. JMFS. 2018; 121: 47–70. DOI: 10.1016 / j.jmps.2018.07.022. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Краутхаммер Т., Эльфахал М., Лим Дж., Оно Т., Беппу М., Марксет Г. Размерный эффект для высокопрочных бетонных цилиндров, подвергшихся осевому удару. Int. J. Impact Eng. 2003. 28: 1001–1016. DOI: 10.1016 / S0734-743X (02) 00166-5. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Дехестани М., Никбин И., Асадоллахи С. Влияние формы и размера образца на прочность на сжатие самоуплотняющегося бетона (SCC) Constr. Строить. Матер. 2014; 66: 685–691. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.06.008. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Никбин И., Дехестани М., Бейги М., Резвани М. Влияние размера куба и направления размещения на прочность на сжатие самоуплотняющегося бетона. Констр. Строить. Матер. 2014; 59: 144–150. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.02.008. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Манич Н., Тарич М., Шерифи В., Ристовски А. Анализ существования размерного эффекта на различных типах бетона. Процедуры Technol. 2015; 19: 379–386. DOI: 10.1016 / j.protcy.2015.02.054. [CrossRef] [Google Scholar] 34. дель Визо Дж., Кармона Дж., Руис Г. Влияние формы и размера на прочность на сжатие высокопрочного бетона. Джем. Concr. Res. 2008. 38: 386–395. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2007.09.020. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Торенфедт Э. Критерии проектирования легкого заполнителя бетона; Материалы Конгресса по конструкционным легким заполненным бетоном; Сандефьорд, Норвегия.20-24 июня 1995 г .; С. 720–732. [Google Scholar] 36. Домагала Л. Размерный эффект при испытании легкого заполнителя бетона на прочность. Tech. J. 2004; 14-B: 27–38. (На польском языке) [Google Scholar] 37. Вахшоури Б., Неджади С. Размерный эффект и фактор возраста в механических свойствах легкого бетона BST. Констр. Строить. Матер. 2018; 177: 63–71. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.05.115. [CrossRef] [Google Scholar] 38. EN 206: 2013. Конкретный. Спецификация, характеристики, производство и соответствие. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2013.[Google Scholar] 39. Сим Дж., Ян К., Ким Х., Чой Б. Влияние размера и формы на прочность на сжатие легкого бетона. Констр. Строить. Матер. 2013; 38: 854–864. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2012.09.073. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Сим Дж., Ян К., Чон Дж. Влияние размера заполнителя на размерный эффект при сжатии в зависимости от типа бетона. Констр. Строить. Матер. 2013; 44: 716–725. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.03.066. [CrossRef] [Google Scholar] 41. EN 13791: 2019. Оценка прочности на сжатие конструкций и сборных железобетонных конструкций на месте.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 42. EN 12390-2: 2019. Испытания затвердевшего бетона. Часть 2: Изготовление и отверждение образцов для испытаний на прочность. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 43. EN 12504-1: 2019. Испытания бетона в конструкциях. Порошковые образцы. Взятие, осмотр и тестирование на сжатие. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019. [Google Scholar] 44. EN 12390-7: 2019. Испытания затвердевшего бетона.Часть 7: Плотность затвердевшего бетона. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019. [Google Scholar] 45. EN 12390-3: 2019. Испытания затвердевшего бетона. Часть 3: Прочность образцов для испытаний на сжатие. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 46. Домагала Л. Влияние пористого заполнителя на микроструктуру межфазной переходной зоны в легком бетоне. Джем. Lime Concr. 2011; 2: 101–114. [Google Scholar] Gale Apps — Технические трудности
Технические трудности
Приложение, к которому вы пытаетесь получить доступ, в настоящее время недоступно.Приносим свои извинения за доставленные неудобства. Пожалуйста, попробуйте еще раз через несколько секунд.
Если проблемы с доступом не исчезнут, обратитесь за помощью в наш отдел технического обслуживания по телефону 1-800-877-4253. Еще раз спасибо за выбор Gale, обучающей компании Cengage.
org.springframework.remoting.RemoteAccessException: невозможно получить доступ к удаленной службе [authorizationService @ theBLISAuthorizationService]; вложенное исключение — Ice.UnknownException
unknown = «java.lang.IndexOutOfBoundsException: Индекс 0 выходит за границы для длины 0
в java.base / jdk.internal.util.Preconditions.outOfBounds (Preconditions.java:64)
в java.base / jdk.internal.util.Preconditions.outOfBoundsCheckIndex (Preconditions.java:70)
в java.base / jdk.internal.util.Preconditions.checkIndex (Preconditions.java:248)
в java.base / java.util.Objects.checkIndex (Objects.java:372)
в java.база / java.util.ArrayList.get (ArrayList.java:458)
в com.gale.blis.data.subscription.dao.LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.populateSessionProperties (LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.java:60)
в com.gale.blis.data.subscription.dao.LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.reQuery (LazyUserSessionDataLoaderStoredProcedure.java:53)
в com.gale.blis.data.model.session.UserGroupEntitlementsManager.reinitializeUserGroupEntitlements (UserGroupEntitlementsManager.java: 29)
в com.gale.blis.data.model.session.UserGroupSessionManager.getUserGroupEntitlements (UserGroupSessionManager.java:17)
в com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers.CrossSearchProductContentModuleFetcher.getProductSubscriptionCriteria (CrossSearchProductContentModuleFetcher.java:244)
в com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers.CrossSearchProductContentModuleFetcher.getSubscribedCrossSearchProductsForUser (CrossSearchProductContentModuleFetcher.java: 71)
в com.gale.blis.api.authorize.contentmodulefetchers.CrossSearchProductContentModuleFetcher.getAvailableContentModulesForProduct (CrossSearchProductContentModuleFetcher.java:52)
в com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.AbstractProductEntryAuthorizer.getContentModules (AbstractProductEntryAuthorizer.java:130)
на com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.CrossSearchProductEntryAuthorizer.isAuthorized (CrossSearchProductEntryAuthorizer.java: 82)
в com.gale.blis.api.authorize.strategy.productentry.strategy.CrossSearchProductEntryAuthorizer.authorizeProductEntry (CrossSearchProductEntryAuthorizer.java:44)
на com.gale.blis.api.authorize.strategy.ProductEntryAuthorizer.authorize (ProductEntryAuthorizer.java:31)
в com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl.authorize_aroundBody0 (BLISAuthorizationServiceImpl.java:57)
в com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl.authorize_aroundBody1 $ advice (BLISAuthorizationServiceImpl.java: 61)
в com.gale.blis.api.BLISAuthorizationServiceImpl.authorize (BLISAuthorizationServiceImpl.java:1)
в com.gale.blis.auth._AuthorizationServiceDisp._iceD_authorize (_AuthorizationServiceDisp.java:141)
в com.gale.blis.auth._AuthorizationServiceDisp._iceDispatch (_AuthorizationServiceDisp.java:359)
в IceInternal.Incoming.invoke (Incoming.java:209)
в Ice.ConnectionI.invokeAll (ConnectionI.java:2800)
на льду.ConnectionI.dispatch (ConnectionI.java:1385)
в Ice.ConnectionI.message (ConnectionI.java:1296)
в IceInternal.ThreadPool.run (ThreadPool.java:396)
в IceInternal.ThreadPool.access 500 долларов (ThreadPool.java:7)
в IceInternal.ThreadPool $ EventHandlerThread.run (ThreadPool.java:765)
в java.base / java.lang.Thread.run (Thread.java:834)
»
org.springframework.remoting.ice.IceClientInterceptor.convertIceAccessException (IceClientInterceptor.java:365) org.springframework.remoting.ice.IceClientInterceptor.invoke (IceClientInterceptor.java:327) org.springframework.remoting.ice.MonitoringIceProxyFactoryBean.invoke (MonitoringIceProxyFactoryBean.java:71) org.springframework.aop.framework.ReflectiveMethodInvocation.proceed (ReflectiveMethodInvocation.java:186) org.springframework.aop.framework.JdkDynamicAopProxy.invoke (JdkDynamicAopProxy.java:212) com.sun.proxy. $ Proxy130.authorize (Неизвестный источник) com.gale.auth.service.BlisService.getAuthorizationResponse (BlisService.java:61) com.gale.apps.service.impl.MetadataResolverService.resolveMetadata (MetadataResolverService.java:65) com.gale.apps.controllers.DiscoveryController.resolveDocument (DiscoveryController.java:57) com.gale.apps.controllers.DocumentController.redirectToDocument (DocumentController.java:22) jdk.internal.reflect.GeneratedMethodAccessor312.invoke (Неизвестный источник) java.base / jdk.internal.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke (DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) java.base / java.lang.reflect.Method.invoke (Method.java:566) org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke (InvocableHandlerMethod.java: 215) org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest (InvocableHandlerMethod.java:142) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod.invokeAndHandle (ServletInvocableHandlerMethod.java:102) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.invokeHandlerMethod (RequestMappingHandlerAdapter.java:895) org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.RequestMappingHandlerAdapter.handleInternal (RequestMappingHandlerAdapter.java:800) org.springframework.web.servlet.mvc.method.AbstractHandlerMethodAdapter.handle (AbstractHandlerMethodAdapter.java:87) org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doDispatch (DispatcherServlet.java:1038) org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet.doService (DispatcherServlet.java:942) орг.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.processRequest (FrameworkServlet.java:998) org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.doGet (FrameworkServlet.java:890) javax.servlet.http.HttpServlet.service (HttpServlet.java:626) org.springframework.web.servlet.FrameworkServlet.service (FrameworkServlet.java:875) javax.servlet.http.HttpServlet.service (HttpServlet.java:733) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:227) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.apache.tomcat.websocket.server.WsFilter.doFilter (WsFilter.java:53) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java: 162) org.apache.catalina.filters.HttpHeaderSecurityFilter.doFilter (HttpHeaderSecurityFilter.java:126) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.servlet.resource.ResourceUrlEncodingFilter.doFilter (ResourceUrlEncodingFilter.java:63) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:101) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:101) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:101) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.doFilter (ErrorPageFilter.java:130) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.access $ 000 (ErrorPageFilter.java:66) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter $ 1.doFilterInternal (ErrorPageFilter.java:105) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.springframework.boot.web.servlet.support.ErrorPageFilter.doFilter (ErrorPageFilter.java:123) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java: 162) org.springframework.boot.actuate.web.trace.servlet.HttpTraceFilter.doFilterInternal (HttpTraceFilter.java:90) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) орг.springframework.web.filter.RequestContextFilter.doFilterInternal (RequestContextFilter.java:99) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.FormContentFilter.doFilterInternal (FormContentFilter.java:92) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.HiddenHttpMethodFilter.doFilterInternal (HiddenHttpMethodFilter.java: 93) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.filterAndRecordMetrics (WebMvcMetricsFilter.java:154) орг.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.filterAndRecordMetrics (WebMvcMetricsFilter.java:122) org.springframework.boot.actuate.metrics.web.servlet.WebMvcMetricsFilter.doFilterInternal (WebMvcMetricsFilter.java:107) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) орг.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter.doFilterInternal (CharacterEncodingFilter.java:200) org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter.doFilter (OncePerRequestFilter.java:107) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.internalDoFilter (ApplicationFilterChain.java:189) org.apache.catalina.core.ApplicationFilterChain.doFilter (ApplicationFilterChain.java:162) org.apache.catalina.core.StandardWrapperValve.invoke (StandardWrapperValve.java:202) org.apache.catalina.core.StandardContextValve.invoke (StandardContextValve.java:97) org.apache.catalina.authenticator.AuthenticatorBase.invoke (AuthenticatorBase.java:542) org.apache.catalina.core.StandardHostValve.invoke (StandardHostValve.java:143) org.apache.catalina.вентили.ErrorReportValve.invoke (ErrorReportValve.java:92) org.apache.catalina.valves.AbstractAccessLogValve.invoke (AbstractAccessLogValve.java:687) org.apache.catalina.core.StandardEngineValve.invoke (StandardEngineValve.java:78) org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.service (CoyoteAdapter.java:357) org.apache.coyote.http11.Http11Processor.service (Http11Processor.java:374) org.apache.coyote.AbstractProcessorLight.process (AbstractProcessorLight.java:65) org.apache.coyote.AbstractProtocol $ ConnectionHandler.process (AbstractProtocol.java:893) org.apache.tomcat.util.net.NioEndpoint $ SocketProcessor.doRun (NioEndpoint.java:1707) org.apache.tomcat.util.net.SocketProcessorBase.run (SocketProcessorBase.java:49) java.base / java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker (ThreadPoolExecutor.java:1128) Джава.base / java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor $ Worker.run (ThreadPoolExecutor.java:628) org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread $ WrappingRunnable.run (TaskThread.java:61) java.base / java.lang.Thread.run (Thread.java:834)
Границы | Механические свойства легкого бетона Barchip, армированного полипропиленовым волокном, из переработанного измельченного легкого вспененного заполнителя
1 Введение
Развитие технологий и повышение эффективности в бетонной промышленности способствовали быстрому росту производства строительных материалов.Следовательно, разработка и строительство этих зданий и инфраструктур требует огромного количества материалов. Таким образом, бетон, несомненно, является наиболее важным и экономичным строительным материалом, и он практически незаменим (Flatt et al., 2012). Ежегодно закупается огромное количество различных типов легкого бетона, в том числе бетона из легких заполнителей, бетона с мелким заполнителем и пенобетона (Zhao et al., 2020; Hasan et al., 2021). Среди нескольких типов LWC, легкий бетон из заполнителя (LWAC) является одним из наиболее распространенных методов, используемых исследователями (Polat et al., 2010; Yew et al., 2021).
В настоящее время многие исследователи из разных стран продвигают переработку отходов, чтобы снизить уровень загрязнения Земли, например, чрезмерное использование невозобновляемых источников энергии. Такие действия осуществляются в Австрии, где самый высокий уровень рециркуляции: 63% всех отходов направляется со свалок. Кроме того, наша соседняя страна, Сингапур, отправляет почти 59% своего мусора на повторное использование, переработку и так далее (General Kinematics Corporation, 2016).Кроме того, осуществление экологически чистых действий в строительстве или морских сферах, таких как использование этих переработанных материалов, использование совокупных побочных продуктов и энергосбережение в области строительства, является одной из основных стратегий устойчивого развития, поскольку это имеет отношение к воздействию на окружающую среду (Bogas и др., 2015). Следовательно, сохранить и сохранить доступность ограниченных сырьевых ресурсов и обеспечить конструкцию, удобную для вторичной переработки.
Среди всех типов бетона легкий бетон имеет огромную рыночную стоимость, особенно в плане оптимального проектирования, поскольку стоимость, время и качество всегда являются главными проблемами при строительстве.Сообщается, что во всем мире ежегодно производится более 10 миллиардов тонн бетона, содержащего мелкозернистый песок и крупнозернистый гранитный щебень (Kanojia and Jain, 2017). Таким образом, спрос на легкий бетон постоянно растет из-за его уникальных характеристик. Применение легкого бетона в качестве конструктивных элементов, таких как балка, колонна и плита, в качестве каркаса строительной конструкции может значительно снизить статические нагрузки, следовательно, можно снизить общую стоимость проекта.В текущем исследовании было проведено неэкспериментальное исследование путем включения полипропиленового волокна берчипа с комбинацией технологии измельченного легкого керамзитового заполнителя (CLECA) для изучения его воздействия на механические свойства легкого бетона.
2 Материалы и методы
2.1 Материалы
2.1.1 Обычный портландцемент
Обычный портландцемент (OPC) типа 1, у которого 28 дней f _c составляет 42,5 МПа.Это цемент ORANG KUAT OPC плотностью 3150 кг / м3 ³ и 3170 см ² / г соответственно. Этот продукт соответствует малазийскому стандарту MS 522: Часть 1: 2003 и сертифицирован MS ISO 14001.
2.1.2 Вода и суперпластификатор
Питьевая вода из местной водопроводной сети в городе Каджанг, Малайзия, со значением pH 6 использовался как для смешивания, так и для отверждения. Суперпластификатор на основе эфира поликарбоновой кислоты (PCE), степень снижения содержания воды в котором составляет 25%, был добавлен во все смеси для облегчения удобоукладываемости.
2.1.3 Мелкий и крупный заполнитель
Речной песок с модулем крупности 2,75 используется в качестве мелкого заполнителя. Ситовой анализ проводят в соответствии с ASTM C 136-01, чтобы получить классификацию мелкозернистого заполнителя, используемого в этом исследовании. Распределение песка получено путем проведения ситового анализа, как показано в таблице 1. Все пропорции смеси были смешаны с речным песком для улучшения удобоукладываемости легкого бетона.
ТАБЛИЦА 1 . Ситовый анализ песка.
В этом исследовании как крупнозернистый заполнитель, так и дробленый гранитный щебень и измельченный легкий керамзитовый заполнитель (CLECA), как показано на Рисунке 1.Этот переработанный CLECA был собран в терапевтическом садовом заповеднике в Селангоре, Малайзия. Компания сообщила, что ежегодно производится более 15 тонн CLECA. По данным Yew et al. (2021), измельченные агрегаты из скорлупы твердой масличной пальмы (OPS) способны обеспечить значительное улучшение прочности на сжатие по сравнению с агрегатами без измельченного агрегата. Кроме того, все эти крупные агрегаты должны иметь размер, позволяющий удерживать их на сите 4,75 мм.
РИСУНОК 1 .Щебень гранитный (А) и щебень LECA (Б) .
2.1.4 Волокна
Волокно из бархатного полипропилена (BPP) показано на Рисунке 2, а его физические свойства перечислены в Таблице 2.
РИСУНОК 2 . Полипропиленовое волокно Barchip (БПП).
ТАБЛИЦА 2 . Физические свойства волокна BPP.
2.2 Пропорции смеси
Пропорции всех смесей из легкого заполнителя (LWAC) CLECA с различным процентным содержанием объемных долей волокна (0,0.15, 0,3 и 0,45%), которые показаны в таблице 3. Следует отметить, что фракция большого объема (V _f) имеет тенденцию «забивать» смесь и создавать проблемы с удобоукладываемостью (Kosmatka et al. др., 2002). Таким образом, в этом эксперименте использовали низкое значение V _f (<0,5%) полипропилена из бархата (BPP).
ТАБЛИЦА 3 . Пропорции смеси CLLWAC-BPP
2.3 Методы испытаний
Испытание на оседание было проведено в соответствии с BS EN: 12350 — Часть 2: 2009 для определения удобоукладываемости дробленого легкого заполнителя из фибробетона (CLLWAFRC) с различной объемной долей. (0, 0.15, 0,3 и 0,45%). Перед заливкой на все поверхности форм было нанесено масло. Формы, заполненные осадками, вибрировали на встряхивающем столе для обеспечения однородности смеси. Бетонные образцы были извлечены из формы через 24 +/- 4 часа после размещения. Все извлеченные из формы образцы были полностью погружены в воду при комнатной температуре в резервуаре для отверждения, пока они не достигли желаемого возраста для испытаний.
Испытательная машина на сжатие с усилием 3000 кН была произведена Unit Test Scientific Sdn. Bhd. Он был установлен на постоянную скорость загрузки 3.0 кН / с в соответствии с BS EN 12390 — Часть 3 (2009). Та же машина использовалась для испытания на растяжение при раскалывании со скоростью нагрузки 1,5 кН / с в соответствии с BS EN 12390 — Часть 6 (2009). Для каждого образца смеси были отлиты кубики с размерами 100 мм × 100 мм × 100 мм для испытания на прочность на сжатие через 7 и 28 дней. Прочность на растяжение при раскалывании образцов смеси через 7 и 28 суток исследовали путем заливки их в цилиндры диаметром 100 мм и длиной 200 мм. Кроме того, три призмы (длина: 500 мм, ширина: 100 мм, глубина: 100 мм) используются для определения поведения прочности на изгиб через 7 и 28 дней.
3 Результаты и обсуждение
3.1 Свойства свежего бетона (удобоукладываемость)
Обрабатываемость CLLWAC с различным процентным содержанием волокна из полипропилена бархипа (BPP) представлена нормальным значением осадки, как показано на Рисунке 3.
РИСУНОК 3 . Взаимосвязь свежей плотности, затвердевшей плотности и осадки с различным процентным содержанием волокна БПП.
Добавление волокна PP в CLLWAC отрицательно влияет на удобоукладываемость. Значения просадки заметно снижаются с увеличением% волокна BPP.Спад постепенно снижается на 4,6, 13,6 и 27,3% при 0,15, 0,30 и 0,45% включении волокна BPP соответственно. Точно так же, чтобы сохранить определенную удобоукладываемость, требуется больше воды для смазки в случае более высокого процента волокна. Суперпластификатор также можно использовать для компенсации негативного влияния волокна на удобоукладываемость.
Добавление волокна снижает удобоукладываемость бетона, связывая и удерживая цементную матрицу, образуя сетчатую структуру в бетоне. Таким образом, эта структура способствует сцеплению и сцеплению матриц.По мере увеличения содержания волокна площадь поверхности цементного теста увеличивается, что способствует увеличению внутреннего трения и увеличению требований к выполненной работе. Следовательно, вязкость смеси увеличивается, и задержка течения затруднена. Согласно Yew et al., 2015, хорошо известно, что включение волокон влияет на удобоукладываемость и текучесть простого бетона. Однако включение CLLWAC волокна BPP от 0 до 0,45% обеспечило высокую обрабатываемость с величиной осадки от 140 до 200 мм.
3.2 Плотность
Плотность после извлечения из формы (DD) и плотность после сушки в печи (ODD) были измерены для всех смесей, как показано в таблице 4. DD рассчитывается по весу образцов, измеренному после извлечения из формы; в то время как ODD рассчитывается по весу образцов, измеренному после сушки в печи в течение 24 часов. Все образцы в этом исследовании были отнесены к DD и ODD в диапазоне 1965–1995 кг / м ³ и 1908–1984 кг / м ³, соответственно. Результат выполнил цель получения OPSLWC с ODD менее 2000 кг / м ³.Образцы также соответствовали требованиям для применения в конструкциях в качестве конструкционного легкого бетона (SLWC), определяемого как бетон с ODD не более 2000 кг / м ³ (Newman and Owens, 2003).
ТАБЛИЦА 4 . Свежие и затвердевшие свойства CLLWAC с различной объемной долей волокна BPP.
ниже Как правило, наблюдается небольшое увеличение всех плотностей по мере увеличения объемной доли волокна BPP. Это может быть связано с теорией плотности упаковки, согласно которой волокна BPP удерживают цементную матрицу близко друг к другу, вызывая эффект упаковки.Следовательно, добавление волокнистого материала, занимаемого в единице объема, увеличивает общую плотность. Как правило, плотность увеличивается по мере увеличения включения волокна. Из предыдущего исследования Bagherzadeh et al. (2012) сообщили о аналогичном результате.
3.3 Прочность на сжатие
3.3.1 Непрерывное влажное отверждение
Прочность на сжатие каждой смеси через 1, 7 и 28 дней, как показано в таблице 5. Прочность на сжатие через 28 дней всех смесей находилась в диапазоне 28 –37 МПа, что соответствует требованиям для конструкционного легкого бетона (SLWC) (Yew et al., 2020). Включение волокон BPP повысило прочность на сжатие на 5,7–27,6% через 7 дней и на 2,5–31,0% через 28 дней. Это явление могло быть связано с эффектом перемычки волокон BPP. С точки зрения геометрии, волокно BPP более жесткое и более эффективно предотвращает крупные трещины. Связующий мост между волокнами и цементными матрицами может предотвратить растрескивание, вызванное боковым напряжением, вызванным сжимающей нагрузкой (Yap et al., 2017 и Shafigh et al., 2011). Этот процесс приписывают способности волокна BPP задерживать трещины или перекрывать эффект в бетоне (Yew et al., 2021). На рисунке 4 показан тип разрушения 100-миллиметровых кубических образцов из простого бетона и CLLWAC-BPP0,45% соответственно.
ТАБЛИЦА 5 . Прочность на сжатие каждой смеси в разном возрасте.
РИСУНОК 4 . Картина разрыва CLLWAC-BPP0% (слева) и CLLWAC-BPP0.45% (справа) .
3.4 Прочность на разрыв при расщеплении
На рисунке 5 представлена прочность на разрыв при расщеплении CLLWAC с различными процентными объемными долями добавленного волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.
РИСУНОК 5 . Прочность на разрыв при расщеплении CLLWAC с различным процентным содержанием объемной доли волокна BPP через 7 и 28 дней.
ниже Тенденция к увеличению прочности на разрыв при расщеплении очевидна, что представляет собой увеличение прочности при увеличении процентного содержания волокна BPP, как показано на Рисунке 5. Прочность на разрыв при расщеплении растет экспоненциально с процентным содержанием волокна до пика 2,86 МПа через 7 дней. срок отверждения и 3,12 МПа при возрасте отверждения 28 дней. Прочность на разрыв при раскалывании развивается медленнее, чем прочность на сжатие в течение всего периода отверждения.Процентное улучшение составляет 5,69, 5,63, 4,93 и 9,25% с процентным содержанием волокна 0, 0,15, 0,30 и 0,45% соответственно.
Добавление фибры БПП существенно влияет на режим и механизм разрушения бетонного цилиндра. Это явление может быть связано с задержкой трещин волокнами BPP, поэтому бетон может подвергаться очень большим деформациям до полного неконтролируемого обрушения. Можно заметить, что CLLWAC без армирования волокном имеет тенденцию к разрыву таким образом, что при разрыве он распадается на две части, в то время как CLLWAC, армированный волокном, трескается только вдоль продольной оси бетонного цилиндра.Можно заметить, что CLLWAC-BPP0,45% склонен к отказу в более пластичном режиме. Это особенно верно, когда волокно продлевает способность бетона выдерживать нагрузку и выдерживать большие деформации без разрушения на куски. Аналогичное поведение было зарегистрировано для легкого бетона OPS из полипропилена и ПВХ-волокна (Yew et al., 2015; Yew et al., 2016; Loh et al., 2021). Характер отказов CLLWAC-BPP0% и CLLWAC-BPP0,45%, как показано на Рисунке 6.
РИСУНОК 6 . Режим разрыва между CLLWAC-BPP0% (слева) и CLLWAC-BPP0.45% (справа) .
3,5 Модуль разрыва
Согласно исследованию, все образцы нагружают в двух точках до разрыва. На рисунке 7 представлены результаты MOR CLLWAC с различными объемными долями волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.
РИСУНОК 7 . Модуль разрыва CLLWAC с различным процентным содержанием волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.
На основании рисунка 7 можно заявить, что MOR увеличивается пропорционально увеличению объемной доли волокна SPP.MOR варьировался от минимума 2,53 МПа до максимума 3,53 МПа через 7 дней и от 2,70 МПа до 3,91 МПа через 28 дней. Развитие MOR в процентах от CLLWAC-BPP0% составляет 39,40% через 7 дней и 45,01% через 28 дней. Таким образом, CLLWAC-BPP0,45% показал самый высокий MOR аналогичный в случае прочности на сжатие и прочности на разрыв при раскалывании. На рис. 7 показаны режимы разрушения плоского CLLWAC с армированным волокном CLLWAC. Было зафиксировано несколько представлений, чтобы изучить их вариации в структуре растрескивания при разрушении при изгибе.
Сравнивая рисунок 8, основное заметное различие заключалось в том, как трещина распространялась через призму 100 мм × 100 мм × 500 мм при изгибе. Когда бетон подвергается изгибу, поведение при растяжении может определять его прочность, поскольку бетон является хрупким и слабым при растяжении. Из рисунка 8 видно, что наличие волокна препятствует распространению трещины (внизу). Однако трещина быстро распространяется параллельно приложенной нагрузке, разделяя призму на части в корпусе без волокна.Внезапное разрушение обычно происходит в случае бетона с легким заполнителем с более низким пределом прочности, особенно когда он подвергается изгибу.
РИСУНОК 8 . Вид картины разрыва между CLLWAC-BPP0% (вверху) и CLLWAC-BPP0.45% (внизу) .
Наличие волокон в бетоне объединяет цементные матрицы, чтобы минимизировать распространение трещин. По мере постепенного приложения нагрузки начинается развитие трещин, волокна приспосабливают поверхности трещин и контролируют ширину трещин или отверстия.Волокна создают перекрывающий эффект за счет смещения мелких трещин с образованием связующего моста, удерживающего отверстия. Растяжение волокон позволяет распределять напряжение и способствует дополнительному механизму поглощения энергии. Эти механизмы задерживают разрушение, в то же время допускают большую деформацию. Таким образом, можно сделать вывод об улучшении прочности бетона на разрыв.
Помимо объемной доли, геометрии и соотношения сторон, распределение и ориентация волокна в цементных матрицах также влияет на предел прочности бетона на разрыв.Состояние дисперсии волокна является случайным из-за влияния агрегатов и самой силы тяжести волокна, однако однородное распределение обычно может быть обеспечено при более высоком содержании волокна. Ориентация волокна перпендикулярно приложенной нагрузке приводила к более высокой прочности на разрыв. В противном случае, параллельные волокна снижают предел прочности на разрыв, поскольку параллельное расположение увеличивает слабую межфазную переходную зону между волокнами и цементным тестом (Jin, 2016).
4 Заключение
На основании экспериментальных результатов этого исследования, включение волокна BPP в CLLWAC оказало положительное влияние на механические свойства.Он помогает остановить распространение трещин, создавая эффект перекрытия, обеспечивает передачу напряжения, способствует дополнительным механизмам поглощения энергии и, следовательно, допускает большую деформацию. Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) Включение волокна из бархатистого полипропилена (БПП) оказывает незначительное влияние на плотность. При увеличении процентного содержания волокна BPP наблюдается небольшое увеличение плотности.
2) Включение волокна BPP в CLLWAC снизило удобоукладываемость, при этом скорость оседания увеличивалась по мере увеличения содержания волокна.
3) Включение волокна BPP в CLLWAC оказало положительное влияние на механические свойства. Он помогает остановить распространение трещин, создавая эффект перекрытия, обеспечивает передачу напряжения, способствует дополнительным механизмам поглощения энергии и, следовательно, допускает большую деформацию.
4) Развитие прочности на разрыв при расщеплении ускоряется по мере увеличения объемной доли волокна BPP в CLLWAC. Прочность на разрыв при расщеплении росла экспоненциально, достигнув 2.86 и 3,16 МПа соответственно через 7 и 28 дней для 0,45% волокна BPP.
5) Чем выше процент волокна BPP в CLLWAC, тем выше MOR. При максимальном содержании волокна BPP 0,45% прирост MOR через 7 и 28 дней достигает 39,4 и 45,0% соответственно.
Заявление о доступности данных
Необработанные данные, подтверждающие вывод этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.
Вклад авторов
«Концептуализация, MKY и MCY; методология, YL и FL; программное обеспечение, JB и SH; проверка, JB, MKY, MCY и YL; формальный анализ, SH и FL; расследование, MKY и JB; ресурсы, MKY и MCY; курирование данных, MKY; письменная — подготовка оригинального проекта, MKY и MCY; написание — просмотр и редактирование, MKY, MCY и JB; визуализация, FL, YL и SH; надзор, MKY и MCY; управление проектами, MKY и MCY; финансирование привлечения, MKY Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Примечание издателя
Все претензии, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно относятся к их аффилированным организациям или заявлению издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.
Благодарности
Авторы выражают благодарность за финансовую поддержку Universiti Tunku Abdul Rahman Research Fund (UTARRF).
Ссылки
Багерзаде Р., Пакраван Х. Р., Садеги А. Х., Латифи М. и Мерати А. А. (2012). Исследование по добавлению полипропиленовых волокон для армирования легких цементных композитов (LWC). J. Engineered Fibers Fabrics 7 (4), 13–21. doi: 10.1177 / 1558200700410
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bogas, J.А., де Брито, Дж., И Фигейредо, Дж. М. (2015). Механическое определение характеристик бетона, полученного из переработанного бетона из легкого керамзитобетона. J. Clean. Prod. 89, 187–195. doi: 10.1016 / j.jclepro.2014.11.015
CrossRef Полный текст | Google Scholar
BS EN 12390 (2009). Часть 3 Испытания затвердевшего бетона — прочность на сжатие образцов для испытаний . Великобритания: Британский институт стандартов.
Google Scholar
Flatt, R.J., Roussel, N., и Чизмен, С. Р. (2012). Бетон: экологически чистый материал, нуждающийся в улучшении. J. Eur. Ceram. Soc. 32 (11), 2787–2798. doi: 10.1016 / j.jeurceramsoc.2011.11.012
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hasan, M., Saidi, T., and Afifuddin, M. (2021). Механические свойства и абсорбция легкого бетона с использованием легкого заполнителя из диатомитовой земли. Construction Building Mater. 277, 122324. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2021.122324
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джин, Б.(2016). Исследование механических свойств и микроструктуры легкого бетона, армированного полипропиленовым волокном, с высокими эксплуатационными характеристиками. Construction Building Mater. 118, 27–35.
Google Scholar
Каноджиа А. и Джайн С. К. (2017). Характеристики скорлупы кокосового ореха как крупного заполнителя в бетоне. Construction Building Mater. 140, 150–156. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.02.066
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Косматка, С.Х., Керкхофф Б. и Панарезе В. К. (2002). Разработка и контроль бетонных смесей . 14-е изд. США: Портленд Джем Ассоти.
Google Scholar
Ло, Л. Т., Ю, М. К., Ю, М. К., Бех, Дж. Х., Ли, Ф. В., Лим, С. К. и др. (2021 г.). Механические и термические свойства легкого бетона со скорлупой масличной пальмы, армированного синтетическим полипропиленовым волокном, из возобновляемой масличной пальмы. Материалы 14 (9), 2337. doi: 10.3390 / ma140
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ньюман, Дж., и Оуэнс, П. (2003). «Свойства легкого бетона» в Advanced Concrete Technology. Процессы . Редакторы Дж. Ньюман и Б. Чу (Оксфорд: Баттерворт — Хайнеманн), 3–29. doi: 10.1016 / b978-075065686-3 / 50288-3
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Polat, R., Demirboa, R., Karakoç, M. B., and Türkmen, I. (2010). Влияние легкого заполнителя на физико-механические свойства бетона, подверженного циклам замораживания-оттаивания. Cold Regions Sci. Tech. 60, 51–56. doi: 10.1016 / j.coldregions.2009.08.010
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Shafigh, P., Mahmud, H., and Jumaat, M. Z. (2011). Влияние стальной фибры на механические свойства легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Mater. Des. 32, 3926–3932. doi: 10.1016 / j.matdes.2011.02.055
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Яп, С. П., Аленгарам, У. Дж., Мо, К. Х. и Джумаат, М. З. (2017). Податливость стальных фибробетонных балок из масличной пальмы при изгибной нагрузке. Eur. J. Environ. Civil Eng. , 1–13. doi: 10.1080 / 19648189.2017.1320234
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ю, М. К., Бин Махмуд, Х., Анг, Б. К. и Ю, М. С. (2015). Влияние малой объемной доли волокон поливинилового спирта на механические свойства легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Adv. Матер. Sci. Англ. 2015, 1–11. doi: 10.1155 / 2015/425236
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ю, М. К., Бин Махмуд, Х., Анг, Б.К., Ю М. С. (2015). Влияние малой объемной доли волокон поливинилового спирта на механические свойства легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Adv. Матер. Sci. Англ. 2015, 1–11. doi: 10.1155 / 2015/425236
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ю, М. К., Махмуд, Х. Б., Шафиг, П., Анг, Б. К. и Ю, М. С. (2016). Влияние полипропиленовых скрученных волокон на механические свойства высокопрочного легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Mater.Struct. 49 (4), 1221–1233. doi: 10.1617 / s11527-015-0572-z
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ю, М. К., Ю, М. К., Бех, Дж. Х., Со, Л. Х., Ли, Ф. У. и Нг, Т. С. (2020). Влияние высокоэффективного полипропиленового волокна и термообработанной скорлупы масличной пальмы Dura на прочностные характеристики легкого бетона. Eur. J. Environ. Civil Eng. , 1–20. doi: 10.1080 / 19648189.2018.1509022
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ю, М. К., Ю, М. К., Бех, Дж. Х., Со, Л. Х., и Лим, С. К. (2021). Воздействие предварительной обработки на оболочки dura shell и tenera для высокопрочного легкого бетона. J. Building Eng. 42, 102493. doi: 10.1016 / j.jobe.2021.102493
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Zhao, H., Ding, J., Li, S., Wang, P., Chen, Y., Liu, Y., et al. (2020). Влияние легкого заполнителя пористого сланцевого кирпича на механические свойства и автогенную деформацию бетона раннего возраста. Construction Building Mater. 261, 120450. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.120450
CrossRef Полный текст | Google Scholar
% PDF-1.5
%
1 0 объект
>
эндобдж
6 0 объект
>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 объект
>
эндобдж
5 0 объект
>
транслировать конечный поток
эндобдж
7 0 объект
>
эндобдж
8 0 объект
>
эндобдж
9 0 объект
>
эндобдж
10 0 объект
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
13 0 объект
>
эндобдж
14 0 объект
>
эндобдж
15 0 объект
>
эндобдж
16 0 объект
>
эндобдж
17 0 объект
>
эндобдж
18 0 объект
>
эндобдж
19 0 объект
>
эндобдж
20 0 объект
>
эндобдж
21 0 объект
>
эндобдж
22 0 объект
>
эндобдж
23 0 объект
>
эндобдж
24 0 объект
>
эндобдж
25 0 объект
>
эндобдж
26 0 объект
>
эндобдж
27 0 объект
>
эндобдж
28 0 объект
>
эндобдж
29 0 объект
>
эндобдж
30 0 объект
>
эндобдж
31 0 объект
>
эндобдж
32 0 объект
>
эндобдж
33 0 объект
>
эндобдж
34 0 объект
>
эндобдж
35 0 объект
>
эндобдж
36 0 объект
>
эндобдж
37 0 объект
>
эндобдж
38 0 объект
>
эндобдж
39 0 объект
>
эндобдж
40 0 объект
>
эндобдж
41 0 объект
>
эндобдж
42 0 объект
>
эндобдж
43 0 объект
>
эндобдж
44 0 объект
>
эндобдж
45 0 объект
>
эндобдж
46 0 объект
>
эндобдж
47 0 объект
>
эндобдж
48 0 объект
>
эндобдж
49 0 объект
>
эндобдж
50 0 объект
>
эндобдж
51 0 объект
>
эндобдж
52 0 объект
>
эндобдж
53 0 объект
>
эндобдж
54 0 объект
>
эндобдж
55 0 объект
>
эндобдж
56 0 объект
>
эндобдж
57 0 объект
>
эндобдж
58 0 объект
>
эндобдж
59 0 объект
>
эндобдж
60 0 объект
>
эндобдж
61 0 объект
>
эндобдж
62 0 объект
>
эндобдж
63 0 объект
>
эндобдж
64 0 объект
>
эндобдж
65 0 объект
>
эндобдж
66 0 объект
>
эндобдж
67 0 объект
>
эндобдж
68 0 объект
>
эндобдж
69 0 объект
>
эндобдж
70 0 объект
>
эндобдж
71 0 объект
>
эндобдж
72 0 объект
>
эндобдж
73 0 объект
>
эндобдж
74 0 объект
>
эндобдж
75 0 объект
>
эндобдж
76 0 объект
>
эндобдж
77 0 объект
>
эндобдж
78 0 объект
>
эндобдж
79 0 объект
>
эндобдж
80 0 объект
>
эндобдж
81 0 объект
>
эндобдж
82 0 объект
>
эндобдж
83 0 объект
>
эндобдж
84 0 объект
>
эндобдж
85 0 объект
>
эндобдж
86 0 объект
>
эндобдж
87 0 объект
>
эндобдж
88 0 объект
>
эндобдж
89 0 объект
>
эндобдж
90 0 объект
>
эндобдж
91 0 объект
>
эндобдж
92 0 объект
>
эндобдж
93 0 объект
>
эндобдж
94 0 объект
>
эндобдж
95 0 объект
>
транслировать
HW ے 6} WԖEӕJmg & b [[} HHbL
A2 @ hx ݧ nYt = o_3} 7 / ~ V- ^ y3͂X1Rh, * J ‘#) * t ػ OpMCfSU`Ͽ0
|] j ‘.? ŎR-2 $ Jf {XM7 浆 §ER — DAj̦r1 (7 @ | Hšh;) aaǪ # S) v] ƴu (VsVw2 | eYM ߙ D | sz) .2Au2> e) C9Ę- «G, qn 䀻 89 @ Y9 * qz
Разработка легкого бетона — Портал гражданского строительства
Разработка легкого бетона
Автор
Дхавал Десаи
ИИТ Бомбей
РЕФЕРАТ
Эта статья посвящена разработке двух типов легкого бетона: одного с использованием легкого заполнителя (пемзы) и другого типа плавающего в воде с использованием алюминиевого порошка в качестве воздухововлекающего агента.Это также показывает важность соотношения вода / цемент, так как в первом типе бетона оно связано с гладкостью поверхности, а во втором — это главный фактор, который контролирует расширение бетона.
ВВЕДЕНИЕ:
Легкий бетон можно определить как тип бетона, который включает в себя расширяющий агент, который увеличивает объем смеси при одновременном снижении собственного веса. Он легче обычного бетона с плотностью в сухом состоянии от 300 кг / м ³ до 1840 кг / м ³.Основными особенностями легкого бетона являются его низкая плотность и низкая теплопроводность.

Есть много типов легкого бетона, которые можно производить с использованием легкого заполнителя или воздухововлекающего агента. В этом проекте я работал над каждым из вышеупомянутых типов. Оба они не являются бетонными конструкциями.
Объявления

1) Используя пемзу в качестве легкого заполнителя:
Пемза — это легкий заполнитель с низким удельным весом.Это высокопористый материал с высоким процентом водопоглощения. При этом мы не используем обычный заполнитель и заменяем его пемзой. 2) При использовании алюминиевого порошка в качестве воздухововлекающего агента:
Водный плавучий газобетон получают путем введения воздуха или газа в суспензию, состоящую из портландцемента и песка, так что, когда смесь схватывается и затвердевает, образуется однородная ячеистая структура. . Таким образом, это смесь воды, цемента и мелко измельченного песка. Мы смешиваем мелкий порошок алюминия с суспензией, и он вступает в реакцию с гидроксидом кальция, присутствующим в нем, с образованием газообразного водорода.Этот газообразный водород, когда он содержится в суспензии, дает ячеистую структуру и, таким образом, делает бетон легче, чем обычный бетон.
ПРЕИМУЩЕСТВО:
Легкий бетон имеет первостепенное значение для строительной отрасли. Преимущества легкого бетона заключаются в его уменьшенной массе и улучшенных тепло- и звукоизоляционных свойствах при сохранении достаточной прочности. Незначительно более высокая стоимость легкого бетона компенсируется уменьшением размеров конструктивных элементов, меньшим количеством арматурной стали и меньшим объемом бетона, что приводит к общему снижению затрат.Уменьшенный вес имеет множество преимуществ; одна из них — снижение потребности в энергии во время строительства.
Объявления

ВИДЫ ЛЕГКОГО БЕТОНА:
Использование легких заполнителей: Этот тип производится из легких заполнителей, таких как вулканическая порода или керамзит. Его можно производить с использованием легкого заполнителя естественного происхождения (насыпная плотность в диапазоне 880 кг / м ³) или искусственного легкого заполнителя, такого как «Аарделит» или «Lytag» (насыпная плотность 800 кг / м ³). . Использование пенообразователя: Этот пенообразователь получают путем добавления пенообразователя в цементный раствор. Это создает тонкую цементную матрицу с воздушными пустотами по всей ее структуре. Цементный раствор пористый получают путем введения газа в цементный раствор, так что после затвердевания образуется ячеистая структура.
ВИДЫ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ:
Легкие заполнители, используемые в конструкционном легком бетоне, обычно представляют собой керамзит, глину или сланцевые материалы, которые были обожжены во вращающейся печи для образования пористой структуры.Также используются другие продукты, такие как доменный шлак с воздушным охлаждением. Также есть некоторые неструктурные легкие заполнители с более низкой плотностью, сделанные из других заполнителей, и более высокие воздушные пустоты в матрице цементного теста. Обычно они используются из-за их изоляционных свойств.
Природные заполнители:
Неорганические природные заполнители: Диатомит, пемза, шлак и вулканические шлаки — это природные пористые вулканические породы с насыпной плотностью 500-800 кг / м. ³, из которых получается хороший изоляционный бетон
Органические природные заполнители: Древесная щепа и солома могут быть смешаны со связующим, чтобы получить легкий натуральный заполнитель.Это ячеистые материалы, в структуре которых задерживается воздух, поскольку они имеют низкое содержание влаги.
Производимые агрегаты:
1. Глина вспученная, агломерированная зола и вспененный доменный шлак.
2. Легкий керамзитовый заполнитель: его получают путем нагревания глины до температуры 1000–1200 ^o C, что приводит к его расширению из-за внутреннего образования газов, которые удерживаются внутри. Образовавшаяся пористая структура сохраняется при охлаждении, так что удельный вес намного ниже, чем был до ее нагрева.
Объявления

Пенообразователи:
Есть некоторые пенообразователи, которые при добавлении в цементный раствор образуют воздушные пустоты по всей его структуре. Также есть некоторые агенты, которые вступают в реакцию с химическими веществами, присутствующими в цементном растворе, и выделяют газы, что приводит к расширению раствора и, когда он затвердевает, оставляет воздушные пустоты в бетоне, делая его легче, чем обычный бетон. Насыпная плотность мелких легких заполнителей составляет около 1200 кг / м. ³.
Насыпная плотность грубого легкого заполнителя составляет около 960 кг / м. ³.
ОБЩИЕ СВОЙСТВА:
Легкий вес: Диапазон плотности от 650 кг / м ³ до 1850 кг / м ³ по сравнению с 1800
кг / м ³ до 2400 кг / м ³ для обычного кирпича и бетон соответственно. Несмотря на
миллионов крошечных ячеек, заполненных воздухом, он прочен и долговечен. Конструкция конструкции имеет преимущество в легкости, что позволяет сэкономить на опорных конструкциях и фундаменте.
Прочность на сжатие: от 2,0 до 7,0 Н / мм ².
Превосходные акустические характеристики: Может использоваться как эффективный звуковой барьер и для акустических решений. Следовательно, он отлично подходит для перегородок, напольных перегородок / кровли и панелей в аудиториях.
Сейсмостойкость: Поскольку материал легче бетона и кирпича, легкость материала увеличивает его устойчивость к землетрясениям.
Изоляция: Превосходные теплоизоляционные свойства по сравнению с обычным кирпичом и бетоном, что снижает расходы на отопление и охлаждение.В зданиях из легкого бетона будет получаться конструкция с более высокой огнестойкостью.
Технологичность: Изделия из легкого бетона легкие, поэтому их легко разместить, используя менее квалифицированный персонал. Кирпичи можно распиливать, просверливать и придавать им форму дерева с помощью стандартных ручных инструментов, обычных шурупов и гвоздей. Он проще кирпичного или бетонного.
Срок службы: Атмосферостойкость, устойчивость к термитам и огнестойкость.
Экономия материала: Снижает собственный вес стеновых покрытий в каркасных конструкциях более чем на 50% по сравнению с кирпичной кладкой, что приводит к значительной экономии.За счет более крупной и однородной формы блоков достигается экономия раствора и толщины штукатурки. В большинстве случаев более высокая стоимость легкого бетона компенсируется уменьшением количества конструктивных элементов, меньшим количеством арматурной стали и уменьшенным объемом бетона.
Водопоглощение: Закрытые ячеистые структуры и, следовательно, более низкое водопоглощение.
Skim Coating: Не требует штукатурки и достаточно водоотталкивающей краски. Обои и штукатурки также можно наносить непосредственно на поверхность.
Модуль упругости: Модуль упругости бетона с легкими заполнителями ниже на 0,5–0,75 по сравнению с обычным бетоном. Поэтому в легком бетоне больше прогиба.
ПРОИЗВОДСТВО:
Его получают путем включения больших количеств воздуха в заполнитель, матрицу или между частицами заполнителя или путем сочетания этих процессов. Легкие заполнители требуют смачивания перед использованием для достижения высокой степени насыщения.Если заполнители не полностью пропитаны, они имеют тенденцию всплывать к поверхности смеси после ее размещения.
Из-за более высокого содержания влаги в легком бетоне время высыхания обычно больше, чем у обычного бетона. Обычно в качестве базовой смеси для легкого бетона используется раствор с соотношением воды и цемента 0,5. Соотношение воды и цемента варьируется в зависимости от требований конкретного проекта.
Обратите внимание, что легкий бетон получает свою естественную текучесть за счет структуры воздушных пузырей, а не из-за избыточного содержания воды.
Эффект от добавления летучей золы: Летучая зола, добавляемая в цемент, не оказывает отрицательного воздействия на основное затвердевшее состояние легкого бетона. Заливка и поддержка легкого бетона с помощью системы воздушной камеры является механическим действием и не вызывает проблем с летучей золой или другими добавками. Обратите внимание, что некоторым смесям летучей золы может потребоваться больше времени для схватывания, чем при использовании чистого портландцемента.
ИСПОЛЬЗУЕТ:
Основное использование легкого бетона — уменьшить статическую нагрузку бетонной конструкции, что затем позволяет проектировщику конструкции уменьшить размер колонн, опор и других несущих элементов.Таким образом, незначительно более высокая стоимость легкого бетона компенсируется уменьшением размеров конструктивных элементов, за вычетом арматуры
и уменьшенным объемом бетона, что приводит к снижению общей стоимости.
Их также можно использовать для защиты от огня, где они могут защитить конструкционную сталь от огня. Также они используются как изолирующий блок.
Легкий бетон был использован для создания очень больших консолей, так как элемент может быть уже из-за уменьшенной статической нагрузки.Использование бетона с более низкой плотностью приводит к более низкой статической нагрузке и может привести к экономии за счет меньших размеров элементов. Иногда это может позволить строительство на земле с низкой несущей способностью.
Объявления

Пористость легкого заполнителя обеспечивает источник воды для внутреннего отверждения бетона, что обеспечивает постоянное повышение прочности и долговечности бетона, но не исключает необходимости внешнего отверждения. Конструкционный легкий бетон используется для изготовления настилов мостов, опор и балок, плит и стеновых элементов бетонных и стальных зданий, парковочных конструкций, откидных стен, перекрытий и композитных плит на металлических настилах.
Примечание. Бетонное покрытие для армирования с использованием легких заполнителей в бетоне должно быть достаточным. Обычно это на 25 мм больше, чем у обычного бетона из-за его повышенной проницаемости, а также из-за того, что бетон быстро карбонизируется, из-за чего теряется защита стали щелочной известью.
АВТОКЛАВИРОВАННЫЙ ПЕРИОДИЧНЫЙ БЕТОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛЮМИНИЕВОГО ПОРОШКА (AAC)
Автоклавный пенобетон (AAC) или автоклавный легкий бетон (ALC) — это сборный строительный материал, который изготавливается из различных агрегатных частей размером не больше песка.Приблизительно одна пятая веса обычного бетона, это невероятно легкий строительный материал. Он обеспечивает отличную термическую и акустическую стойкость, а также защищает от домашних опасностей, таких как термиты и огонь. AAC обычно называют автоклавным ячеистым бетоном, потому что в процессе производства образуются пузырьки водорода, в результате чего в бетоне образуются небольшие воздушные карманы, которые существенно увеличивают объем конечного бетонного продукта. Хотя точный состав автоклавного газобетона может варьироваться, он обычно состоит из кварцевого песка или другого мелкого заполнителя, цемента и воды или другого связующего компонента и алюминиевого порошка.Алюминиевый порошок вступает в реакцию с цементом и образует пузырьки водорода, которые образуются внутри смеси, тем самым увеличивая отношение объема к массе бетонной смеси. После того, как смесь залит в желаемую форму и начнутся химические реакции увеличения объема, бетонная смесь, которая все еще остается мягкой, подвергается
автоклавированию.
ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА:
Сырье дозируется по весу и доставляется в смеситель. В смеситель добавляют отмеренные количества воды и расширительного агента, и цементный раствор перемешивают.
Стальные формы подготовлены для приема свежей AAC. Если должны производиться армированные панели AAC, стальные арматурные каркасы закрепляются внутри форм. После перемешивания кашицу разливают в формы. Расширяющий агент создает небольшие мелкодисперсные пустоты в свежей смеси, которые увеличивают объем примерно на 50 процентов в формах в течение трех часов.
В течение нескольких часов после заливки начальная гидратация цементных смесей в AAC дает ему достаточную прочность, чтобы сохранять свою форму и выдерживать собственный вес.После резки изделие из газобетона транспортируется в большой автоклав, где процесс отверждения завершается. Автоклавирование необходимо для достижения желаемых структурных свойств и стабильности размеров. Процесс занимает от восьми до 12
часов при давлении около 174 фунтов на квадратный дюйм (12 бар) и температуре около 180 ^o ° C.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Плотность: от 300 до 1600 кг на кубометр — этого достаточно, чтобы плавать в воде
Прочность на сжатие: от 300 до 900 фунтов на квадратный дюйм
Допустимое напряжение сдвига: от 8 до 22 фунтов на квадратный дюйм
Термическое сопротивление: 0.От 8 до 1,25 на дюйм толщины
Класс передачи звука (STC): 40 для толщины 4 дюйма; 45 для толщины 8 дюймов
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Огнестойкость: Автоклавный газобетон обеспечивает высочайшую защиту от огня и отвечает самым строгим требованиям пожарной безопасности. Благодаря чисто минеральному составу АКБ классифицируется как негорючий строительный материал. Он устойчив к возгоранию до 1200 ^o C и термостойкий.
Конструкционные характеристики: Газобетон в автоклаве прочен и долговечен, несмотря на свой легкий вес.Твердость AAC обусловлена силикатом кальция, который покрывает миллионы воздушных пор, а также процессом отверждения в паровой камере под давлением, автоклаве. Его превосходные механические свойства делают его предпочтительным строительным материалом для зон землетрясений.
Звукоизоляция: AAC имеет превосходные звукоизоляционные свойства по сравнению с другими строительными материалами с таким же весом.
Прочность: Он сохраняет свои свойства в течение всего срока службы здания и может противостоять ветру, землетрясениям, дождю (также кислотному дождю), шторму и широкому диапазону внешних температур.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
Он был переработан в материал на основе бетона с высокой теплоизоляцией, который используется как для внутреннего, так и для внешнего строительства. Помимо изоляционных свойств AAC, одним из его преимуществ в строительстве является его быстрая и простая установка, поскольку материал можно фрезеровать, шлифовать и резать по размеру на месте с помощью стандартных ленточных пил, ручных пил и дрелей из углеродистой стали.
Устойчивое строительство
Выбор правильного строительного материала является одним из ключевых факторов для создания экологически безопасных зданий.AAC — это строительный материал, который имеет значительные преимущества перед другими строительными материалами. Его высокая ресурсоэффективность оказывает минимальное воздействие на окружающую среду на всех этапах его жизненного цикла, от обработки сырья до утилизации отходов AAC.
Экологические показатели:
Ресурсы: AAC производится из природных материалов, которые встречаются в изобилии — извести, мелкого песка, других кремнеземистых материалов, воды и небольшого количества алюминиевого порошка (производимого из побочного продукта алюминия).Кроме того, для производства AAC требуется относительно небольшое количество сырья на 1 м 2 ³ продукта, что в пять раз меньше, чем для других строительных материалов.
Воздействие на окружающую среду во время производства: В производственном процессе сырье не расходуется впустую, и все отходы производства возвращаются в производственный цикл. Производство AAC требует меньше энергии, чем для всех других продуктов из кирпича, тем самым сокращая использование ископаемого топлива и связанные с этим выбросы углекислого газа (CO ₂).Используется вода промышленного качества, при этом ни вода, ни пар не попадают в окружающую среду. В процессе производства не образуются токсичные газы.
Воздействие на окружающую среду при использовании: Превосходный тепловой КПД AAC вносит большой вклад в защиту окружающей среды, резко сокращая потребность в обогреве и охлаждении помещений.
Кроме того, удобство обработки AAC обеспечивает точную резку, что сводит к минимуму образование твердых отходов во время использования.Тот факт, что AAC почти в пять раз легче бетона, приводит к значительному сокращению выбросов CO2 при транспортировке.
Повторное использование, восстановление и утилизация: На протяжении всего жизненного цикла AAC потенциальные отходы повторно используются или перерабатываются, где это возможно, чтобы свести к минимуму окончательное захоронение на свалке. Если отходы AAC отправляются на свалку, их воздействие на окружающую среду незначительно, поскольку они не содержат токсичных веществ.
НЕДОСТАТКИ:
Автоклавный газобетон не лишен недостатков.Например, он не такой прочный, как менее пористые разновидности бетона, поэтому его необходимо часто армировать, если предполагается использовать его для интенсивных несущих работ. Хотя автоклавный газобетон с относительной легкостью может быть доставлен практически куда угодно из-за его небольшого веса, автоклавный газобетон широко не производится, поэтому для многих может быть сложно получить его на месте. Он также должен быть покрыт каким-либо защитным материалом, так как со временем он разрушается из-за своей пористой природы.
ИСПОЛЬЗУЕТ:
Это легкий сборный строительный материал, который одновременно обеспечивает структуру, изоляцию, огнестойкость и устойчивость к плесени.Продукция AAC включает блоки, стеновые панели, панели пола и крыши, а также перемычки.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВОГО ПОРОШКА:
Реагентами в ячеистом бетоне являются известь (которая присутствует в цементе) и алюминиевый порошок. Когда алюминиевый порошок добавляется к известковой суспензии, водород образуется в виде пузырьков. Густой раствор делается из извести / цемента вместе с заполнителями. Алюминиевый порошок добавляется на завершающей стадии перемешивания. Смесь разливается по формочкам. Формы автоклавированы, что придает прочность.AAC производится без использования заполнителя крупнее песка.
В качестве связующего используются кварцевый песок, известь и / или цемент и вода. Алюминиевая пудра используется из расчета 0,05% — 0,08% от объема цемента.
Газообразный водород пенится и удваивает объем сырьевой смеси (создавая пузырьки газа до 1/8 дюйма в диаметре). В конце процесса вспенивания водород улетучивается в атмосферу и заменяется воздухом. В зависимости от плотности до 80% объема блока AAC составляет воздух.Низкая плотность AAC также объясняет его низкую прочность конструкции на сжатие. Он может выдерживать нагрузки до 1200 фунтов на квадратный дюйм, что составляет примерно 10% прочности на сжатие обычного бетона.
Материал AAC может быть покрыт штукатуркой или штукатуркой против элементов. Сайдинговые материалы, такие как кирпич или виниловый сайдинг, также могут быть использованы для покрытия внешней стороны материалов AAC.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ AAC:
Поскольку «автоклав» был недоступен в том месте, где я работал, я не автоклавировал свои образцы и, таким образом, не смог найти его действительную прочность.
Дизайн смеси для первого образца был определен на основе исследований. Затем были изготовлены другие образцы, изменив некоторые пропорции в предыдущих.
Образец № 1: В данном случае соотношение цемент / песок составляет 1: 1. Также взятое соотношение Вт / см составляет 0,4. Алюминиевая пудра составляет 0,4 — 0,5% от массы цемента.
Цемент (OPC): 1,08 кг
Песок: 1,08 кг
Вода: 440 г
Алюминиевый порошок: 4-5 г
Смесь была горячей сразу после смешивания, что подтвердило химическую реакцию в ней.Также раздался шипящий звук, который подтвердил выделение газа. Поскольку это газобетон, он должен расширяться. Но этого не произошло. Причина заключалась в меньшем количестве воды, поскольку она не образовывала суспензию, и между частицами были промежутки, через которые все выделяющиеся газы выходили из бетона. Эти газы должны оставаться там только для того, чтобы бетон расширялся, но этого не произошло.
Итак, для следующего образца я увеличил соотношение Вт / см, чтобы приготовить суспензию.
Образец №2: При соотношении в / см = 0,45
Цемент (OPC): 540 г
Песок: 540 г
Вода: 243 г
Алюминиевый порошок: 3 г
Из этой смеси образовывалась легкая текучая суспензия. При этом сразу после заполнения куба начальная глубина верхней поверхности суспензии составляла 11,5 см. Всего через 5 минут глубина составила 10 см, что показало, что она расширилась, как мы и предсказывали.
Вес образца: 1,14 кг
Объем: 15 x 15 x 5 см ³
Плотность: 1013,33 кг / м ³
Образец №3 : Чтобы еще больше уменьшить плотность, я уменьшил количество песка.
Цемент (PPC): 1080 г
Песок: 940 г
Вода: 490 г
Алюминиевый порошок: 6 г
В этом образце начальная глубина верхней поверхности суспензии составляла 6,8 см, а сразу через 5 минут глубина составляла 3 см.
Вес образца: 2,02 кг
Объем: 15 x 15 x 12 см ³
Плотность: 748,15 кг / м ³
Он плавал в воде.
Образец №4: В этом новом образце я попытался использовать порошок пемзы и уменьшил количество песка в смеси. В этом образце мне пришлось использовать большее количество воды, так как пемза впитывает воду.
Цемент (PPC): 1080 г
Песок: 840 г
Пудра из пемзы: 120 г
Вода: 660 г
Алюминиевый порошок: 6 г
В этом образце начальная глубина верхней поверхности суспензии составляла 8,6 см, а конечная глубина составляла 4,5 см.
Вес образца: 2,04 кг
Объем образца: 15 x 15 x 10.5 см ³
Плотность: 863,49 кг / м ³
Образец № 5: Образец из 2 кубиков.
Цемент: 1620 × 2 = 3240 г
Песок: 1260 × 2 = 2520 г
Порошок пемзы: 180 × 2 = 360 г
Вода: 925 × 2 = 1850 г
Алюминиевый порошок: 9 × 2 = 18 г
Образец № 6: Образец из 2 кубиков
Цемент: 1296 × 2 = 2592 г
Песок: 1008 × 2 = 2016 г
Порошок пемзы: 144 × 2 = 288 г
Вода: 740 × 2 = 1480 г
Алюминиевый порошок: 7 × 2 = 14 г
Здесь начальная глубина верхней поверхности обоих кубиков составляла 6 см, а конечная глубина была 0 см.
Вес каждого куба: 2,45 кг
Объем каждого куба: 15 x 15 x 15 см ³
Плотность: 725,92 кг / м ³
Итак, в целом образцы № 3, 4, 5 и 6 оказались удачными. Все они плавали в воде.
ЛЕГКИЙ БЕТОН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ПЕМЗОВЫЙ КАМЕНЬ:
Слово «пемза» — это общий термин, используемый для ряда пористых материалов, образующихся во время извержений вулканов. Пемза может быть слабой и пористой или прочной и менее пористой.Его водопоглощение достигает 55%, так как это очень пористый материал. Основная причина использования пемзы в качестве заполнителя — ее легкий вес и сравнительно высокая прочность.
Пемза: легкая, губчатая, высокопористая лава со стекловидной текстурой. Пемза имеет высокое содержание кремнезема и щелочи и низкое содержание кальция и магнезии. Его губчатая ячеистая структура является результатом выхода газов из раскаленной лавы. Он имеет низкую прочность и является хорошим теплоизолятором, звукоизолятором и противопожарным изолятором.
Объявления

ИСПЫТАНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕМЗЫ В КАЧЕСТВЕ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ:
Для этого проекта мы получили пемзу размером 50 мм. Так мы его раздавили до размера менее 20 мм.
Дизайн смеси для первого образца был определен на основе исследований. Затем были изготовлены другие образцы, изменив некоторые пропорции в предыдущих. Образец № 1: 1 куб
Цемент: 1,18 кг
Песок: 2.63 кг
Пемза:
(> 10 мм): 590 г
(4,75 — 10 мм): 910 г
(<4,75 мм): 155 г
Вода: 1230 г
На следующий день, когда куб открыли, его вес был 3,94 кг. Таким образом, его плотность составила 1167,40 кг / м ³. Он был легким, как хотелось бы, но его отделка не была хорошей. Поверхности не были гладкими. Это произошло потому, что я не учел водопоглощение пемзой, а также не использовал добавку.
Трехдневное тестирование куба:
С.нет, вес куба (кг), нагрузка (кН), прочность (МПа).
1, 3.94, 23.1, 1.03.
Для расчета водопоглощения пемзой:
Возьмите образец пемзы в ведре и запишите его сухой вес. Затем наполните ведро достаточным количеством воды и оставьте на 5-6 часов. Затем удалите лишнюю воду и запишите влажный вес камней. Два веса дадут нам% водопоглощения пемзы.
Сухой вес: 388 г
Мокрый вес: 604 г
% водопоглощение: (влажный вес — сухой вес) * 100 / (сухой вес) = 55.67%
Образец № 2: 1 куб с учетом водопоглощения и использования примеси. При этом я уменьшил количество песка, чтобы еще больше снизить плотность бетона и чтобы компенсировать эффект уменьшения мелочи, использовал больше пемзы менее 4,75 мм.
Цемент: 1 кг
Песок: 600 г
Пемза:
(> 10 мм): 600 г
(4,75 — 10 мм): 430 г
(<4,75 мм): 300 г
Вода: 1300 г
Примесь: 6 gm
Используемая добавка — «Sika Viscocrete 5001».Это вызвало выделение воды из частиц цемента.
Открыв, мы обнаружили, что отделка не очень хорошая. Некоторые участки были гладкими, а некоторые нет. Причина этого оказалась в более крупных частицах пемзы. Поэтому в следующий раз я не использовал частицы больше 10 мм.
Образец № 3: для 3 кубов с использованием заполнителей менее 10 мм.
Цемент: 3540 г
Песок: 1800 г
Пемза (менее 10 мм): 4100 г
Вода: 3400 г
Примесь: 21 г
Эти кубики имели низкую плотность, а также гладкую поверхность.
7 дней тестирования куба:
S.no, вес куба (кг), плотность (кг / м ³), нагрузка (кН) Прочность (МПа)
1, 4,2, 1244,44, 163,0, 7,24
2, 4,4, 1303,70, 148,4, 6,60
Образец № 4 : Образец для 2 кубиков.
Цемент: 3540 г
Песок: 2100 г
Пемза:
(4,75 — 10 мм): 2180 г
(<4,75 мм): 1930 г
Вода: 3400 г
Добавка: 14 г
Вес каждого куба: 4882 г
Объем каждого куба: 15 x 15 x 15 см ³
Плотность: 1446.51 кг / м ³
Итак, в целом образцы № 3 и 4 оказались удачными. Их обработка была хорошей, и они тоже были легкими.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании вышеупомянутых экспериментов и сделанных образцов были сделаны следующие выводы:
1) Газобетон является гораздо более легким бетоном и может плавать в воде. Не содержит крупных агрегатов. Он состоит из цемента, песка, высокого водоцементного отношения и алюминиевого порошка. Так же, как мы добавляем алюминиевый порошок в цементно-песчаный раствор, можно наблюдать расширение объема.За 5 минут он расширяется на 30%. Он состоит из множества пор и поэтому структурно не прочен. Это хороший изолятор тепла и звука, поэтому его можно использовать вместо обычных кирпичей или в местах, не несущих никакой нагрузки.
2) Легкий бетон, изготовленный с использованием пемзы в качестве легкого заполнителя, вдвое плотнее обычного бетона. При этом нормальные крупные агрегаты заменяются агрегатом пемзы размером менее 10 мм. Его поверхность ровная и гладкая, с хорошей отделкой.Хотя он не может использоваться в качестве конструкционного бетона, результаты его кубических испытаний показывают значительную прочность и могут использоваться в качестве архитектурного бетона. Это хороший изолятор тепла и звука, поэтому он может использоваться так же, как и вышеупомянутый пенобетон.
СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
1) Библиотека Центра знаний Амбуджи. Ambuja Cements Ltd.
2) Сэмюэл Грин, Николас Брук и Лен МакСавени. Заполнитель пемзы для конструкционных легких бетонов и бетонов внутреннего твердения
3) Keertana.Б, Сини Сара Мани и М. Затемможи. Использование экологического песка и золы-уноса в ячеистом бетоне для получения наиболее богатой смеси
4) Хидж Камсия Мохд.Исмаил, Мохамад Шазли Фатхи и Норпадзлихатун бте Манаф. Исследование поведения легкого бетона
5) Справочник по изделиям из пенобетона от PTY Ltd
6) Джузеппе Кампионе и Лидия Ла Мендола. Поведение при сжатии легкого фибробетона, ограниченного поперечной стальной арматурой (2002)
БЛАГОДАРНОСТЬ
Я, Дхавал Десаи, студент 2 курса факультета гражданского строительства Индийского технологического института в Бомбее, выражаю признательность компании M / s Ambuja Cements Ltd.Мумбаи, для выполнения этой проектной работы по легкому бетону во время моей стажировки в зимних каникулах в декабре 2011 года.
Мы на сайте engineeringcivil.com благодарны Эр Дхавалу Десаи за то, что он представил нам свой доклад «Разработка легкого бетона». Мы надеемся, что это будет очень полезно для всех, кто хочет узнать больше по этой теме.
Редактор CEP
Редактор CEP является главным редактором портала гражданского строительства.Его работа — публиковать весь контент, созданный пользователями, на веб-сайте с надлежащей атрибуцией.
Инфралегкий бетон: десятилетие исследований (обзор) — Эльшави — 2021 — Конструкционный бетон
1 ВВЕДЕНИЕ
1,1 Легкий бетон
Здания во всем мире извлекли выгоду из того, как инженеры-конструкторы и конструкторы улучшали свойства и поведение материалов.В последние десятилетия легкий бетон (LWC), в частности, стал важным и универсальным материалом, который был значительно улучшен благодаря научным усилиям. LWC считается одним из перспективных материалов в современном строительстве из-за огромных преимуществ, которые могут быть достигнуты как в структурном, так и в экологическом плане [1].
Конструктивно он имеет множество применений, особенно в тяжелых конструкциях, в которых собственный вес определяет общий вес и где этот собственный вес значительно выше ожидаемых эксплуатационных нагрузок, как в случае многоэтажных зданий и мостов.Сниженный вес, связанный с использованием LWC в многоэтажных зданиях, обеспечивает гибкость и значительную экономию средств; он также улучшает сейсмический отклик конструкции, обеспечивает более длинные пролеты, повышает огнестойкость и снижает коэффициент усиления и снижает материалы фундамента [2, 3]. Кроме того, сборные элементы из LWC снижают стоимость транспортировки и размещения [4]. С мостами LWC может позволить больше полос движения и более длинные пролеты. В мостах консольного типа LWC можно использовать на одной стороне опоры, а бетон нормального веса (NWC) — на другой, чтобы обеспечить баланс веса при одновременном размещении более длинных пролетов на стороне LWC [5].
С экологической точки зрения LWC имеет гораздо более низкую теплопроводность, чем NWC, и, таким образом, может играть существенную роль в энергосбережении при использовании в качестве изоляционного материала. Другими словами, использование LWC с контролируемыми тепловыми свойствами позволяет сэкономить энергию, потребляемую при акклиматизации воздуха как в холодных, так и в теплых странах [6, 7]. В последнее время проблемы нехватки энергии нарастают угрожающими темпами, и энергия стала глобальной проблемой. Дополнительное преимущество LWC возникает из-за того, что многие промышленные и сельскохозяйственные отходы могут быть утилизированы в процессе производства, что является экономичным и экологически безопасным подходом.
1.2 Терминология
Добавив к бетону описательный термин «легкий», он становится собирательным термином для различных видов бетона, которые характеризуются низким удельным весом. Снижение веса достигается либо за счет использования определенных типов заполнителей (вспененных материалов), удельный вес которых заметно ниже, чем у классических типов заполнителей (гравий или щебень), либо за счет введения пузырьков воздуха в цементную пасту [8].Первый тип LWC обозначается как бетон из легкого заполнителя (LWAC), а второй тип известен как пенобетон (FC), который обычно используется для неструктурных применений. Дилемма состоит в том, что легкость возникает из-за захваченного воздуха внутри заполнителей или цементной матрицы: чем больше захваченного воздуха, тем легче вес и тем лучше изоляция, но, наоборот, тем ниже прочность [9].
Во многих международных нормах проектирования LWC определяется как бетон с сухой плотностью менее 2000 кг / м. ³.Однако в последние десятилетия LWC можно было изготавливать с широким диапазоном плотностей (300–2000 кг / м ³) и соответствующей прочности от 1,0 до 60 МПа [10]. Поэтому пришлось ввести описательные термины «Структурный» и «Инфра». Конструкционный легкий бетон (SLWC) определяется в соответствии с Еврокодом 2 [11] как бетон со средней прочностью на сжатие цилиндра не менее 17 МПа и удельной массой не менее 800 кг / м ³ [11]. Латинский префикс «Инфра» был впервые представлен кафедрой концептуального и структурного проектирования Берлинского технического университета в 2006 году для обозначения нового LWC с плотностью ниже 800 кг / м ³ [12].Многие исследователи используют «Ультра» вместо «Инфра». В Нидерландах из-за высокой температуры, возникающей в процессе гидратации, его называют «вармбетон» или теплый бетон [13]. Подводя итог, можно сказать, что инфракрасный бетон (ILC), сверхлегкий бетон (ULWC) или «вармбетон» является современным бетоном с точки зрения плотности и изоляционных свойств и классифицирует бетон с плотностью ниже 800 кг / м. ³. В этой статье используется аббревиатура ILC.
1.3 Использование ILC
Рациональная и экономичная планировка зданий с относительно низким энергопотреблением может быть основана на соответствующих механических и тепловых свойствах ILC, LWC и NWC: ILC с отличными изоляционными характеристиками лучше всего подходит для несущих фасадов; LWC, с умеренной изоляцией и прочностью, для плит перекрытия и NWC, с наибольшей прочностью, но с плохой изоляцией, для вертикальных внутренних элементов, таких как колонны и стены, работающие на сдвиг [14].
За последние несколько лет прочностные, технологические и термические свойства ILC значительно улучшились. Например, Yu et al. [15] сообщили о ILC с прочностью на сжатие 15 МПа, соответствующей сухой плотностью 745 кг / м ³ и теплопроводностью 0,17 Вт м ^-1 K ^-1 [15]. Абд Эльрахман и др. [16, 17] разработали ILC с прочностью на сжатие 15,2 МПа, соответствующей плотностью в сухом состоянии 810 кг / м ³ и теплопроводностью 0.19 Вт м ^-1 К ^-1 [16, 17]. Постоянные улучшения материала, особенно с точки зрения прочности, позволяют использовать ILC в качестве несущего материала. Таким образом, ILC превратился в монолитный материал, обеспечивающий как несущее сопротивление, так и теплоизоляцию. Следовательно, его можно использовать в прочных, прочных и простых конструкциях. По сравнению с широко распространенными в настоящее время многослойными стеновыми конструкциями, эти возможности делают их конкурентоспособной альтернативой в отношении концептуального дизайна, изоляции, простоты строительства, противопожарной защиты, энергосбережения и возможности вторичной переработки [18, 19].
1,4 Задачи исследования
Ключевая цель этой статьи — обобщить последние научные исследования и точки зрения, относящиеся к ILC. Этот сборник предлагает более глубокое понимание всей картины и устраняет разрыв между точками зрения исследователей из академического спектра. Более того, такая компиляция может пролить свет на научные пробелы и побудить новых исследователей эффективно заполнить эти пробелы. В этом контексте 80 смесей ILC сравниваются с точки зрения пропорций смесей, материалов, добавок и термических и механических свойств.Кроме того, этот обзор включает обсуждение ограниченных усилий по пониманию структурного поведения ILC.
2 ИНФРА ЛЕГКИЙ БЕТОН
2.1 Мотивы к инновациям ILC
Существует три основных этапа, необходимых для того, чтобы любой новый материал был принят промышленным сообществом и, следовательно, широко применялся в различных областях строительства: этап 1, постановка проблемы и возможное решение; Фаза 2, разработка материалов и обширные исследования; и Фаза 3, индустриализация.
На Этапе 1 для выявления проблем, которые способствовали инновациям и развитию ILC, например, следует упомянуть немецкую композитную систему теплоизоляции («Wärmedämmverbundsysteme» [WDVS]). На рисунке 1 показаны различные типы многослойных изоляционных систем с тепловыми свойствами по сравнению с ILC. Многослойная система имеет множество недостатков, например, установка занимает много времени и состоит из нескольких частей, требуя высококвалифицированного персонала для выполнения специальных соединений между слоями.Кроме того, используемые материалы, такие как полистирол и минеральная вата, трудно утилизировать и имеют относительно короткий жизненный цикл, что, в свою очередь, приводит к высоким затратам на долгосрочное обслуживание [20]. ILC может стать многообещающим материалом для новой эры монолитного строительства, обладая следующими тремя достоинствами [21]; (а) экономия средств за счет устранения дополнительных слоев изоляции, экономии времени и уменьшения потребности в высококвалифицированном персонале. (б) гибкость, поскольку один единственный слой обеспечивает как несущую, так и изоляцию, не требуется штукатурка или облицовка, и он может быть отлит на месте или как сборный элемент, и (в) устойчивость, которая достигается такой монолитной структурой с легкостью техническое обслуживание, возможность вторичной переработки и энергосбережение.В этом контексте многие исследователи доказали, что толщина стены 50 см соответствует критериям изоляции и обеспечивает достаточную несущую способность [13, 14, 18, 19, 22].
Стандартные системы изоляции по сравнению с инфракрасным легким бетоном [20] 2.2 Современное состояние
В таблице 1 сравниваются различные смеси ILC с точки зрения ингредиентов, пропорций, плотности, теплопроводности и прочности на сжатие.Доступные данные отражают улучшение свойств ILC с течением времени. Кафедра концептуального и структурного проектирования в Берлинском техническом университете занимается практическими исследованиями ILC с 2006 года. Первые результаты, полученные Эль Зарифом [14], предоставили базовые знания о материалах, дизайне смесей и механических свойствах. Разработанный ILC имеет плотность в сухом состоянии 760 кг / м ³, среднюю кубическую прочность на сжатие 7 МПа и теплопроводность 0,18 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ [14].Смесь использовалась при строительстве внешних стен особняка в Берлине в 2007 году (рис. 2b). Этот этап вдохновил и открыл широкие возможности для многих исследователей завершить начатое (этап 2). Хюклер [22] разработал смеси ILC с диапазоном плотности в сухом состоянии 600-800 кг / м ³ с соответствующей средней прочностью на сжатие 7-14 МПа и теплопроводностью 0,14-0,19 Вт м ^-1 K ^-1. Кроме того, он исследовал структурное поведение ILC с точки зрения изгиба, сцепления и растрескивания. ТАБЛИЦА 1.
Инфралегкие бетонные смеси и свойства ^f
Сокращения: ЭК, керамзит; Ecog, пеностекло; EG, пеностекло; EPS, пенополистирол; LPF, длинное полипропиленовое волокно; СП, суперпластификатор; SPF, короткое полипропиленовое волокно; СТ, стабилизатор.
^a LPF: ( L = 45 мм, D = 0,5 мм) SPF: ( L = 18 мм, D = 22 мкм).
^б SP — массовый процент от общего содержания связующего.
^c Для улучшения сцепления был добавлен полимерный латекс.
^г Плотность свежая.
^e Кварцевый песок.
^f Специально разработанная геополимерная добавка.
^г Мыло.
(а) Легкий бетон (дом Гартманна), Швейцария, плотность 2003 г .; 1100 кг / м ³, теплопроводность; 0.32 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹, прочность; 12,9 МПа [13]. (b) Инфралегкий бетон (Schlaich house) Берлин 2007 плотность; 760 кг / м ³, теплопроводность; 0,18 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹, прочность; 7,4 МПа [32]. (c) Легкий бетон (дом h46) Штутгарт 2012 г. плотность; 1000 кг / м ³, теплопроводность; 0,23 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹, прочность; 10,9 МПа [13]. (г) Инфралегкий бетон (Павильон) TU Eindhoven 2015, плотность; 780 кг / м ³, теплопроводность; 0.13 Вт м ⁻¹ K ⁻¹, прочность; 10 МПа [13] На кафедре строительных материалов и химии бетона Берлинского технического университета в последние несколько лет также велась работа по развитию ILC. Chung et al. [33, 34] исследовали влияние различных сортов легких заполнителей на термические и механические свойства ILC с плотностью в сухом состоянии менее 500 кг / м. ³. В 2018 году было рассмотрено влияние различных добавок в бетон, таких как мелкодисперсная летучая зола, мелкий песок и летучая зола, на свойства ILC [26].Абд Эльрахман и др. [16, 17] сравнили механические и физические свойства смесей ILC, сделанных из различных вспученных заполнителей, таких как керамзит, пеностекло и пеностекло. LWAC и FC имеют много общего. Кроме того, FC может производиться с диапазоном плотности от 500 до 1500 кг / м ³, что ниже, чем у LWAC [35, 36]. Соответственно, Chung et al. [28], сравнили Infra LWAC и Infra Lightweight Foaming Concrete (ILFC). Кроме того, был исследован эффект включения LWA при получении и характеристике ILFC [16, 17].
Аналогичным образом, с 2012 года кафедра искусственной среды (Технологический университет Эйндховена) прилагает усилия для улучшения монолитных конструкций путем разработки ILC, готовой как для изоляции, так и для подшипников. Yu et al. [23] исследовали влияние частичной замены цемента вторичными вяжущими материалами, такими как известняковый порошок и нанокремнезем. ILC с плотностью в сухом состоянии около 650-700 кг / м ³ показал отличную теплопроводность 0.12 Вт м ⁻¹ K ⁻¹, а средняя прочность на сжатие составляет около 10–12 МПа [23]. Huiskes et al. [24] разработали устойчивый ILC, полностью заменив цемент щелочно-активированными материалами (геополимером) [24]. Yu et al. [15] исследовали влияние полипропиленового волокна на механические и термические характеристики ILC. Они разработали ILC со средней прочностью на сжатие 15 МПа и соответствующей плотностью в сухом состоянии 745 кг / м ³ и теплопроводностью 0.17 Вт м ⁻¹ K ⁻¹. Влияние включения волокна на общее поведение ILC широко изучалось [27, 29]. Недавно Falliano et al. [29] изучали влияние коротких полимерных волокон и армированной стекловолокном полимерной сетки на механические свойства и изгиб ILFC с плотностями 400, 600 и 800 кг / м. ³.
С этой целью, несмотря на значительное количество приложений, использующих LWC или ILC, как можно увидеть на Рисунке 2 [13, 27], все еще требуются дальнейшие исследования, чтобы показать более важные особенности этого относительно нового материала и предоставить инженерам-разработчикам полную руководящие принципы, содержащие информацию обо всех основных механических свойствах и поведении конструкции.Более того, такие исследования могут повысить надежность и уверенность в возможностях ILC и, следовательно, расширить возможности применения. Научное сообщество приближается к фазе индустриализации. Тем не менее, дальнейшие научные исследования и сравнения, связанные с энергетической и экономической эффективностью, по-прежнему имеют решающее значение.
3 ЛЕГКИХ АГРЕГАТА
3.1 Общие
Как правило, в качестве альтернативы традиционным заполнителям легкий бетон может производиться с использованием естественных или искусственных легких заполнителей (LWA).Доступны различные типы LWA с различными физическими и механическими свойствами, которые позволяют изготавливать LWC с широким диапазоном плотности и прочности. С коммерческой доступностью нескольких типов LWA исследователи начали изучать, сравнивать и исследовать их, чтобы разработать высокопроизводительный LWAC. Исследования включают LWAC с природными материалами, такими как вермикулит [37] или перлит [38], с расширенным глинистым материалом, таким как сланец [39], сланец [40] и глина [41], а также с вторичными материалами, такими как пеностекло [42], кладка из щебня [43] или колотого стекла [33, 34].Кроме того, были проведены исследования по использованию сельскохозяйственных отходов, таких как скорлупа персика [44], скорлупа кокосового ореха [45], ядро пальмы [45] и скорлупа абрикоса [46]. Поскольку большинство этих материалов являются отходами, их использование в производстве легкого бетона (Infra) отвечает одной из важнейших экологических проблем.
LWA имеют гораздо более высокий уровень пористости по сравнению с заполнителями с нормальной массой (NWA). Таким образом, они имеют низкую прочность и с большей вероятностью подвержены большим деформациям.Это означает, что LWA являются самыми слабыми компонентами, и, следовательно, они играют большую роль в конечных характеристиках производимого микса [47]. Кроме того, они занимают более 50% объема бетона [33, 34]. Поэтому LWA следует использовать осторожно, чтобы улучшить характеристики смеси как в свежем, так и в затвердевшем состоянии. Многие исследователи провели подробные исследования, чтобы понять влияние свойств LWA, таких как размер частиц, сортировка и абсорбция, на механические и термические свойства LWAC и ILC, как описано ниже.
3,2 Влияние размера частиц
В таблице 1 показано, как несколько LWA были применены для производства ILC с широким диапазоном плотности, теплопроводности и прочности. Тем не менее, пеностекло было самым популярным заполнителем. Абд Эльрахман и др. [16, 17] сравнили характеристики трех различных вспененных материалов как LWA; керамзит (Liapor®), пеностекло (Liaver®) и пеностекло (Ecoglas®) при производстве LWC с диапазоном плотности от 580 до 1100 кг / м ³.Они подтвердили эффективность пеностекла с точки зрения конечной плотности, прочности и термических свойств. Во всех смесях в таблице 1 LWA имеют частицы небольшого размера с максимальным размером агрегатов 9 мм. Этот малый размер согласуется с литературными данными, согласно которым на прочность на сжатие LWAC сильно влияет размер агрегатов. В соответствии с ACI 213R-14, уменьшение максимального размера крупных LWA приводит к заметному увеличению прочности на сжатие LWAC, особенно в более слабых и рыхлых заполнителях [5].Сопротивление раздавливанию структурных агрегатов Leca увеличилось с 2,15 до 3,62 МПа при уменьшении среднего размера частиц с 14 до 4 мм [48]. Huiskes et al. [24] сообщили об увеличении прочности на сжатие ILC на 11% при замене агрегатов 4–8 мм на агрегаты 2–4 мм. Тем не менее, гарантированный баланс между малыми и большими размерами рекомендуется, если целью является более низкая теплопроводность [24].
3.3 Влияние сортировки частиц
Как правило, включение LWA снижает плотность материала, что, в свою очередь, улучшает изоляционные характеристики, но снижает механические свойства, то есть прочность на сжатие и модуль упругости [37].Очень желательно снижение плотности, а также сохранение удобоукладываемости и прочности. Поэтому многие исследователи применили модель плотной упаковки (модифицированная Андреасен и Андерсен) [49, 50] для достижения оптимальной упаковки гранулированных ингредиентов и максимального увеличения объема LWA в смеси. Концепция модели подчеркивает важность сортировки по размеру частиц. Путем включения всех твердых частиц в состав смеси, то есть цемента и других твердых веществ, можно получить множество преимуществ, таких как минимизация пор между заполнителями и, следовательно, содержания цемента, снижение водопотребности и улучшение удобоукладываемости смеси [51] .Кумулятивная доля частиц может быть оптимизирована в соответствии с модифицированной моделью Андреасена и Андерсена как [49, 50]: (1) где P ( D ) — это фракция частиц меньше D , D _max и D _min — это максимальный и минимальный размер частиц и q — коэффициент распределения. Коэффициент q может быть определен экспериментально, и он зависит в основном от формы и размера частиц.Чем выше значение q , тем грубее смесь и тем ниже содержание мелких частиц, и наоборот [33, 34]. Было предложено несколько значений q , которые применяются в различных типах бетона. Функ и Динджер предложили значение 0,37 для получения оптимальной упаковки [50]. Хюскен и Брауэрс [52] успешно применили значение q , равное 0,28, для разработки земляно-влажного бетона. Хунгер разработал самоуплотняющийся бетон, используя то же значение 0.28 [53]. Yu et al. [23] разработали самоуплотняющийся ILC с превосходной теплопроводностью и умеренными механическими свойствами, используя коэффициент распределения 0,32. Yu et al. [15] применил коэффициент распределения 0,35 при разработке легкого инфракрасного бетона, армированного фиброй. Разработанная смесь также показала высокие механические и термические характеристики.
В предварительном тесте Huiskes et al. [24] исследовали влияние плохой упаковки, применяя 90–95% крупных заполнителей (2–4 мм) и 5–10% мелких заполнителей (0–1 мм).Общая удобоукладываемость была плохой и упала почти до нуля. Кроме того, полученная смесь была чувствительна к расслоению при увеличении жидкости от 160 до 180 л / м ³, хотя при 160 л / м ³ смесь была слишком жесткой и непригодной для использования [24]. Chung et al. [33, 34] разработали ILC с низкой плотностью ниже 500 кг / м ³ путем максимального увеличения объема LWA (более 70%) с использованием различных градаций и различных коэффициентов распределения q = 0,23, 0,25, 0,30 и 0.45. Они пришли к выводу, что для LWAC с равным объемным содержанием LWA образцы, содержащие более крупные фракции мелких агрегатов, демонстрируют более высокие механические свойства и большую теплопроводность [33, 34].
3.4 Влияние поглощения частиц
Водопоглощение считается одним из основных факторов, сильно влияющих на общее поведение (Infra) LWC как в свежем, так и в затвердевшем состоянии. Для каждой отдельной частицы количество и скорость поглощения напрямую зависят от объема пор, распределения пор внутри частицы и структуры системы пор, то есть от того, связаны ли поры или изолированы [54].Влага, хранящаяся внутри LWA, не сразу становится доступной для цементной пасты, и ее следует исключить из воды для затворения [5, 9]. Высокая степень абсорбции отрицательно влияет на удобоукладываемость, но впоследствии усиливает процесс гидратации, обеспечивая дополнительное внутреннее отверждение и смягчая аутогенную усадку [55, 56]. Как правило, доступны два варианта: предварительное замачивание заполнителей в течение 24 часов перед смешиванием или добавление дополнительного количества воды во время смешивания [26, 33, 34].
Применение предварительно замоченных LWA помогает обеспечить стабильную, уплотняемую смесь и хорошо распределенные частицы. Тем не менее, многие исследователи подтвердили использование высушенных в печи LWA без предварительного замачивания, но с корректировкой пропорции воды для смешивания с учетом абсорбции LWA. Golias et al. [57] указали, что при применении LWA в случае сушки в печи LWA могут поглощать приблизительно 55% от 24-часового значения поглощения. Несоответствие объясняется способностью частиц цемента закрывать некоторые поры в заполнителях или вязкостью получаемой жидкости, которая относительно выше, чем у воды, и, следовательно, приводит к медленному заполнению пор заполнителя.Chung et al. [26] и Абд Эльрахман и др. [16, 17] приняли решение добавлять в смесь дополнительное количество воды, равное 1 часу абсорбции, чтобы сохранить работоспособную смесь в течение более длительного времени [16, 17, 26]. На другом конце спектра Yu et al. [23] и Yu et al. [15] разработали ILC, применяя пеностекло со сравнительно гладкой поверхностью и закрытой внешней оболочкой, не требующей ни предварительного замачивания, ни дополнительной воды [15, 23]. Применяемые LWA имеют низкое водопоглощение (менее 2% после предварительного замачивания в течение 60 минут).
4 БИНДЕР
Благодаря доступности сырья, технологий и различных типов цемента, которые удовлетворяют потребности инженеров, портландцемент (ПК) стал наиболее часто используемым вяжущим в строительной отрасли [58]. В отличие от NWC, цементная паста является самым сильным компонентом и имеет преимущество над LWA в развитии прочности (Infra) LWC. Слабость LWA может быть напрямую связана с ячеистой структурой, которая также необходима для достижения требуемых низких плотностных и тепловых свойств.К сожалению, хрупкая структура LWA ограничивает прочность (Infra) LWC. Итак, внимание было уделено цементу и его влиянию на свойства свежего и затвердевшего (Infra) LWC. Были рассмотрены различные вопросы, например, влияние типа вяжущего, содержания вяжущего, теплоты гидратации и частичной и полной замены цемента.
4.1 Тип связующего
Yu et al. [23] сравнили механические и термические свойства ILC, изготовленного с использованием нескольких типов цемента при фиксированном содержании цемента 450 кг / м ³, сохраняя при этом кажущуюся плотность бетона.Они сообщили о самых высоких механических свойствах при использовании цементов, содержащих измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS), по сравнению только с цементами на основе клинкера. Однако влияния типа цемента на термические свойства не обнаружено [23]. Этот результат совпадает с выводом Невилла, который продемонстрировал увеличение прочности на сжатие на 38% при замене цемента GGBS на 40 мас.% [59]. Этот вывод был подтвержден Списсом и Хунгером [30], которые разработали ILC плотностью 760 кг / см. м ³ с соответствующей прочностью на сжатие 10.2 МПа и теплопроводность 0,14 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ за счет применения CEM III / C 32,5 N [30], который имеет высокий процент доменного шлака от 81 до 95% [60]. Разработанная смесь показала такие же выдающиеся характеристики по сравнению с предыдущей смесью тех же авторов, но с портландцементом. Однако в случае CEM III / C 32,5 N чрезмерного перегрева достичь не удалось.
4,2 Содержание связующего
Несмотря на широкое согласие исследователей относительно того, что прочность на сжатие (Infra) LWC увеличивается с увеличением содержания цемента, найти явную связь между содержанием цемента и прочностью на сжатие (Infra) LWC непросто.Исследование влияния содержания цемента включает либо изменение содержания LWA, либо добавление других наполнителей для сохранения значения плотности на том же уровне, как продемонстрировали Чандра и Бернтссон [8], которые обнаружили линейную зависимость между плотностью бетона и прочностью LWAC на сжатие. Yu et al. [23] исследовали влияние дозировки связующего, используя три различных содержания: 450, 400 и 350 кг / м ³ [23]. Чтобы сохранить содержание LWA и достичь фиксированной плотности 650–700 кг / м ³, были добавлены порошки кремнезема и известняка.Они сообщили об увеличении прочности на сжатие с 10 до 12 МПа при изменении содержания CEM II / B-V 42,5 N с 350 до 450 кг / м ³. Однако равные значения прочности были получены для CEM I 52,5 N. Этот результат можно интерпретировать с помощью потолка прочности, установленного LWA. Более того, Spiesz и Hunger [30] указали, что увеличение содержания цемента приводит к высокой температуре во время фазы гидратации и, как следствие, к трещинам. Следовательно, на выбор дозировки цемента также могут влиять многие другие факторы, такие как прочность LWA и характеристики цемента.
4.3 Теплота увлажнения
В то время как при использовании обычного NWC тепло гидратации может отдаваться в окружающую среду из-за высокой теплопроводности, низкая теплопроводность (Infra) LWC в значительной степени способствует сохранению тепла внутри бетонного тела. Температура гидратации ИЖК может повышаться до 100 ° C, что сопровождается температурным градиентом по поперечному сечению [10, 30]. Это приводит к растягивающему напряжению на внешней стороне поперечного сечения во время фазы нагрева, а затем к растрескиванию [61].Растрескивание может значительно ограничить развитие прочности и долговечность конструкции. Кроме того, поскольку ILC — это гладкий бетон, трещины нежелательны. Schlaich и El Zareef [32] применили низкотемпературный цемент CEM III-A 32,5 N, чтобы уменьшить вредное воздействие тепла гидратации в одной из ведущих смесей ILC и контролировать трещины раннего возраста. Точно так же Шульце и Брайт применили CEM III / B 32,5 N, который имеет медленную теплоту гидратации, для получения ILC с плотностью в сухом состоянии менее 700 кг / м ³ [31].
Доннерс [13] провел экспериментальную работу, чтобы найти оптимальное решение проблемы высокой теплоты гидратации ILC. В этой работе он исследовал множество вариантов, таких как снижение начальной температуры компонентов, охлаждение опалубки или установка охлаждающих труб. Хотя установка охлаждающих труб означала, что критерии изоляции могут быть выполнены, наиболее применимым и эффективным методом, который позволил выполнить критерии (максимальная температура 70 ° C), было снижение содержания цемента на 40% в дополнение к применению низкотемпературного цемента. ЦЕМ III-А 32.5 Н. Однако, как побочный эффект, механические свойства также были снижены. Spiesz и Hunger [30] пришли к выводу, что CEM III / C 32,5 N является подходящим выбором для ILC, особенно в больших масштабах, с точки зрения умеренной прочности, теплоизоляции и теплоты гидратации. Измеренная максимальная температура при содержании цемента 500 кг / м ³ составила 80 ° C. Кроме того, температура повышалась сравнительно медленнее [30]. Эта медлительность может быть объяснена медленной гидратацией GGBS в составе нанесенного CEM III / C 32.5 N содержит большие количества GGBS (87% GGBS и 11% цементного клинкера). Точно так же Callsen и Thienel [62] контролировали теплоту гидратации ILC, добавляя хлопья льда во время смешивания и применяя низкотемпературный цемент.
4.4 Замена цемента и экологические аспекты
Производство цемента является одним из основных источников выбросов CO ₂ и других парниковых газов. Кроме того, также потребляется большое количество энергии [63, 64].Поскольку ILC должен обеспечивать устойчивый и экологически чистый подход, многие исследователи начали снижать воздействие на окружающую среду и переходить к зеленым зданиям, частично или полностью заменяя цемент дополнительными вяжущими материалами. В связи с этим использовалось множество дополнительных материалов, например летучая зола, GGBS и известняковый порошок.
Для ускорения твердения и удержания пены в матрице ILC Чен и Лю [25] частично заменили цемент высокоглиноземистым цементом на основе известняка [25], в то время как Yu et al.[23] заявили, что известняковый порошок является лучшим заменителем, поскольку он имеет такое же распределение частиц, как и цемент. Chung et al. [26] исследовали влияние различных наполнителей на общие свойства (Infra) LWAC с диапазоном плотности в сухом состоянии от 800 до 950 кг / м ³. Они сообщили о лучших механических свойствах смеси, включающей летучую золу, в то время как смесь известнякового порошка достигла как требуемых термических, так и механических свойств [26]. Чтобы достичь высокого уровня устойчивых и зеленых структур, Huiskes et al.[24] разработали ILC с прочностью на сжатие 10 МПа и теплопроводностью 0,11 Вт · м ⁻¹ K ⁻¹ путем полной замены цемента материалами, активированными щелочами [24]. Используемый прекурсор был предварительно смешан по массе с 30% GGBS и 70% летучей золы, активированной смешиванием воды с гидроксидом натрия (NaOH) для достижения желаемой молярности 2–3.
Как правило, значительное внимание уделяется снижению углеродного следа, связанного с производством ILC, путем частичной или полной замены цемента дополнительными вяжущими материалами.Важна также высокая скорость карбонизации ILC из-за его высокой пористости. ILC имеет гораздо более высокий коэффициент карбонизации, чем NWC; он может поглотить около 55 кг CO ₂ на кубический метр в течение срока службы [19]. Следовательно, ILC представляет собой относительно экологичный бетонный материал. Тем не менее, с ILC следует тщательно учитывать коррозию стали.
5 ДОБАВЛЕНИЙ
5.1 Общие
ILC — это новый материал, который может служить противоречивым целям, а именно: высокое содержание пустот для соответствия критериям изоляции и умеренная прочность на сжатие, на которую отрицательно влияет наличие пустот.Соответственно, многие исследователи пытались улучшить общее поведение ILC, применяя такие методы, как включение волокна или нанокремнезема. Более того, из-за большой разницы в плотности между LWA и матрицей ILC с большей вероятностью будет испытывать сегрегацию и кровотечение, особенно при вибрации. Следовательно, высокая технологичность также имеет решающее значение для обеспечения самовыравнивания без вибрации. В этом контексте, как показано в Таблице 1, почти все исследователи рекомендовали использовать суперпластификатор и стабилизаторы для улучшения удобоукладываемости и сохранения стабильности смесей.
5.2 Волокна
В основном, когда волокна используются в бетоне, возникает много преимуществ с точки зрения способности к изгибу, пластичности, контроля трещин и поглощения энергии [65]. Более того, волокна могут играть значительную роль в уменьшении сухой усадки [66, 67]. Исследователи также обращали внимание на влияние включения волокна на механические свойства ILC. Однако из-за ограниченного числа дискуссий и противоречивых результатов по теме здесь нельзя рассматривать гарантированные результаты.
Во-первых, исследователи сходятся во мнении, что полипропиленовое волокно (ПП) является лучшим выбором для ILC. Он устойчив к ржавчине, имеет сравнительно более низкую плотность и более низкую теплопроводность. El Zareef и Schlaich [27] исследовали влияние волокон PP (около 0,1% об. И с тремя различными длинами: 6, 12 и 20 мм) на механические свойства ILC. Они сообщили об увеличении прочности на разрыв ILC на 10, 23 и 30% соответственно. Напротив, сообщалось об относительно высоком снижении прочности на сжатие, соответственно, на 56, 43 и 41%.По их мнению, это вызвано ранними микротрещинами, которые могут развиться при использовании полипропиленового волокна в материалах с низкой прочностью на сжатие. Та же общая тенденция была обнаружена Falliano et al. [29], которые сообщили о значительном увеличении прочности на растяжение и изгиб ILFC. Однако улучшение прочности на сжатие за счет волокон было незначительным, несмотря на относительно высокую долю волокон; (0,7, 2,0 и 5% об.). Yu et al. [15] исследовали влияние как коротких волокон ПП (длина 18 мм, диаметр 22 мкм), так и длинных волокон ПП (длина 45 мм, диаметр 0 мкм).5 мм) от механических и термических свойств ILC. Они подчеркнули важность гибридизации между длинными и короткими волокнами PP, особенно при низкой дозировке волокон (ниже 0,3%). Прочность на сжатие, полученная при использовании гибридных волокон 0,2% об. составленный из 75% длинного полипропилена и 25% короткого полипропилена составлял 13 МПа по сравнению с 12,1 МПа только для длинных волокон полипропилена с таким же объемным содержанием. По мнению авторов, это различие можно объяснить способностью короткого волокна из полипропилена перекрывать макротрещины, в то время как длинные волокна из полипропилена становятся более эффективными после распространения трещины.Исследование также было расширено для сравнения эффекта относительно высоких доз клетчатки; 0,6, 0,9, *** и 1,2% об. Наивысшая прочность на сжатие 15 МПа была достигнута при использовании 0,6% об. длинные полипропиленовые волокна. Однако дальнейшее увеличение содержания волокна привело к снижению прочности на сжатие из-за возможных нарушений в матрице.
Несмотря на положительные эффекты с точки зрения механических характеристик, которые могут быть достигнуты за счет включения волокон в ILC, может возникнуть проблема возможности повторного использования.Эта проблема возникает частично из-за того, что волокна не могут быть легко отделены от бетонного тела. Поэтому профессор Шлайх, который считается одним из влиятельных ученых в этой области и имел возможность применить ILC при строительстве семейного дома в Берлине в 2007 году, рекомендует использовать оцинкованное армирование (RFT), а не волокна или стекловолокно. армирование (СКФ). Тем не менее, при строительстве этого дома использовались бруски из стеклопластика, чтобы преодолеть проблему ржавчины, которая может возникнуть из-за высокой пористости ILC.
5,3 Микро- / нанокремнезем
Вообще говоря, было продемонстрировано, что микро- и нано-кремнезем положительно влияет на механические свойства бетона за счет введения пуццолановых реакций из-за высокого содержания SiO ₂ и высокой степени измельчения [18, 68, 69 ]. Наблюдая за смесями ILC, описанными в таблице 1, многие исследователи искали улучшения и применяли микрокремнезем. Микро- и нано-кремнезем играют важную роль в ILC, улучшая консистенцию смеси, снижая риск просачивания или сегрегации и увеличивая сцепление между LWA и матрицей [16, 17, 26, 33, 34].Более того, они могут эффективно помочь развить силу в раннем возрасте. Yu et al. [23] изучали влияние замены различных количеств цемента нанокремнеземом на механические и термические свойства ILC. Они сообщили о положительной динамике по силе. Например, применение 10% замены CEM II / B-V 42,5 N нанокремнеземом привело к увеличению прочности на сжатие на 21% и 22% для содержания цемента 450 и 400 кг / м ³ соответственно. Тем не менее, они не обнаружили влияния на теплопроводность при использовании различных доз нанокремнезема.
6 ПОВЕДЕНИЕ ПО УСАДКЕ ILC
Первоначальные экспериментальные испытания характеристик усадки ILC показали, что ILC может испытывать высокое значение деформации усадки по сравнению с NWC. Деформация усадки через 2 года составила около 0,9 мм / м. Однако 70% этого значения было достигнуто всего через 3 недели [32]. Текущее исследование показывает, что это значение может превышать 1,2 мм / м по сравнению с (0,2–0,8) мм / м для NWC. Среди нескольких параметров, количество и более низкий модуль упругости LWA играют значительную роль в характере усадки (Infra) LWAC [70].Роль LWA можно проанализировать, разделив общую усадку на две стадии; автогенная усадка и усадка при высыхании [71]. В раннем возрасте бетона насыщенные LWA обеспечивают цементное тесто дополнительной влагой во время процесса гидратации, тем самым компенсируя потерю воды, и могут в дальнейшем привести к набуханию бетона в раннем возрасте [72]. С другой стороны, усадка при высыхании ILC значительно выше из-за меньшего ограничения деформации цементного теста со стороны LWA [70].
Высокая деформация усадки ILC в стесненных условиях создает растягивающее напряжение и способствует возникновению и распространению трещин, которые могут ухудшить качество бетона и сократить срок службы. Несколько методов могут уменьшить усадку ILC. Применение низкотемпературного цемента способствует снижению теплоты гидратации и, соответственно, ранней усадке [32]. Экспериментальные исследования показали, что добавление уменьшающих усадку добавок может снизить усадку до 50% [73, 74].Армирование волокном оказывает положительное влияние на уменьшение трещин раннего возраста и повышение прочности на разрыв ILC [66]. В наружных стенах особняка в Берлине (рис. 2b) с обеих сторон использовались стержни из стеклопластика, что помогло свести к минимуму трещины и сохранить усадку на уровне NWC. Кроме того, принятая конструктивная система имела минимальное резервирование и меньшие сдерживающие напряжения [14].
Зависящие от времени деформации, такие как усадка и ползучесть, чувствительны к такому особому типу бетона, который содержит высокое содержание цемента, высокое соотношение в / ц и слабые заполнители.Таким образом, инженеры должны тщательно учитывать усадку и ползучесть ILC. Кроме того, необходимы дальнейшие исследования для представления моделей прогнозирования усадки и ползучести, которые учитывают все факторы, влияющие на ILC.
7 СТРУКТУРНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ILC
7.1 Связующее поведение
Необходима адекватная связь между арматурными стержнями и бетоном [75], так как она напрямую способствует а) достижению эффективного действия балки, б) контролю трещин и в) развитию пластичности.Более того, все производные расчетные уравнения, реализованные в практических правилах, в основном полагаются на достаточную связь. Таким образом, потеря связи сделает все основы дизайна недействительными [76]. Повышение прочности сцепления может быть достигнуто двумя механизмами: физико-химическим (адгезия) и механическим (трение и опорное действие). Сила адгезии возникает в результате химического взаимодействия между цементной пастой и поверхностью стального стержня. Сила трения возникает из-за грубого контакта и опорной силы, то есть она является прямым результатом блокировки между стальными ребрами и окружающим бетоном [77]. Многие исследователи исследовали поведение соединения LWAC и сообщили о факторах, которые могут влиять на прочность соединения LWAC, таких как тип заполнителя, соотношение воды и цемента в / ц, отверждение, примеси, тип и текстура поверхности арматурных стержней, диаметр арматурных стержней, длина связи и эффект бокового удержания. Было предложено множество уравнений для прогнозирования прочности связи LWAC, как указано для уравнения (2) в Bogas et al. [78], для уравнения (3) в Kim et al.[79] и для уравнения (4) в Танге [80]; (2)
(3)
(4) где; h — высота выступа, d — диаметр стержня, l _d — длина заделки, — прочность бетона на сжатие, w / c — отношение воды к цементу и ρ _d — плотность бетона в сухом состоянии. Может возникнуть вопрос, применимы ли эти уравнения к ILC.Другими словами, будет ли поведение облигаций ILC отличаться от поведения облигаций LWC? Это жизненно важный вопрос. Связь ILC рассматривалась многими исследователями. Эль Зариф и Шлайх [27] сравнили поведение сцепления ILC, армированного двумя типами армирования: RFT и GFR. Кроме того, они исследовали влияние полипропиленовых волокон на улучшение адгезионной способности ILC. Они подчеркнули важность ребер стержней, особенно в материалах с низкой прочностью, таких как ILC. Благодаря большему количеству ребер на единицу длины в случае RFT по сравнению с GFR, они сообщили о 20% -ном увеличении прочности сцепления для RFT.Кроме того, по той же причине использование волокон PP длиной 20 мм дало более эффективные результаты для RFT, чем для GFR. При использовании волокон PP они сообщили об увеличении прочности связи для RFT на 25,3% по сравнению с увеличением только на 4,6% для GFR. Кроме того, добавление полипропиленовых волокон привело к относительному уменьшению скольжения стержня при максимальном напряжении сцепления и, следовательно, к лучшему контролю за трещинами.
Эти результаты были позже подтверждены Маринусом [81], который исследовал поведение связи в рамках обширного исследования, связанного со структурным поведением ILC.Он объяснил низкую прочность соединения ILC тем, что LWA не выдерживает больших сжимающих усилий и измельчается в месте расположения ребер. Следовательно, для снижения нагрузки на LWA требуется оптимизация конфигурации ребер. В соответствии с El Zareef и Schlaich [27], он рекомендовал использовать нормальную арматуру в ILC по сравнению с GFR, основываясь на возможности более широких трещин при использовании GFR из-за более низкого модуля упругости. Недавно Хюклер и Шлайх [82] провели экспериментальную работу по изучению структурного поведения ILC [82].Что касается поведения сцепления, они пришли к выводу, что соотношение сцепления-проскальзывания у ILC полностью отличается от такового у LWC. Кроме того, прочность связи ILC в основном зависит от марки ILC, то есть чем выше предел прочности на разрыв, тем выше прочность связи. Экспериментальные результаты были использованы для разработки модели связи ILC, в которой математическая идеализация аналогична таковой в CEB-FIB [83] и Коде модели fib для бетонных конструкций 2013 [84], а управляющие пики были изменены.Предложенная модель была выражена тремя линейными частями, в которых сильно отразилась высокая жесткость ILC; резкий градиент до максимальной прочности τ _max при сравнительно небольшом значении скольжения с ₁ с последующим резким падением без плато по сравнению с NWC или LWC. Модель показана на рисунке 3, а основные уравнения можно представить в виде [82]: (5) где ,, s _{1, 2} = 0.1 τ _max, f _ck — это характерная прочность бетона на сжатие, а s ₃ равно расстоянию между ребрами. Насколько известно авторам, это первая модель облигаций ILC. Кроме того, тестирование предыдущих моделей связывания, принятых для LWC, показывает, что модели связывания для LWC не применимы для ILC, хотя они учитывают ограниченную плотность или прочность.
Связанная модель инфракрасного легкого бетона [82] 7.2 Поведение при изгибе
Обычно ILC используется в монолитных несущих фасадах, где нагрузка от плиты NC или LWC передается на фундамент. Таким образом, для стен ILC с проемами (окнами) важно обеспечить структурную безопасность всей стены, особенно части стен над проемом, то есть перемычек, которые для относительно широких проемов могут действовать как балка несет распределенную нагрузку от плиты и подвергается изгибным и касательным напряжениям.Следовательно, необходимо подробно изучить поведение ILC при изгибе. В этом контексте, поскольку ILC не может выжить в одиночку без подкрепления под действием изгиба, были исследованы различные стратегии подкрепления. Falliano et al. [29] исследовали прочность на изгиб ILFC плотностей 400, 600 и 800 кг / м. ³ с использованием либо только коротких полипропиленовых волокон, либо коротких полипропиленовых волокон с сеткой из стеклопластика в зоне растягивающего напряжения. Они рекомендуют оптимальное расположение, состоящее из сетки GFR плюс 2% коротких волокон PP, что может обеспечить оптимальное повышение прочности на изгиб.Поведение при изгибе балок ILC также исследовали Хюклер и Шлайх, которые рассмотрели два типа армирования; RFT и GFR [82, 85]. Из-за линейного упругого поведения ILC под сжимающим напряжением, в зоне сжатия был принят треугольный блок напряжений вместо параболы-прямоугольника или блока Уитни. Таким образом, плечо рычага между эквивалентной силой сжатия и силой натяжения стали равно ( d — c / 3 ), где d — эффективная глубина секции, а c — высота зона сжатия.Соответственно, применение внутреннего равновесия и условий совместимости деформаций позволило предложить первую помощь при проектировании секций ILC, армированных RFT или GFR под действием изгиба.
Недавно, стремясь к высокому уровню эффективности и устойчивости, Lösch et al. [86] исследовали изгиб неоднородных балок ILC. Неоднородность возникает из-за включения ILC с разными свойствами в одно и то же поперечное сечение для соблюдения принципа «свойства следуют за функцией».Соответственно, ILC с относительно высокой прочностью был принят для внешних оболочек поперечного сечения в качестве несущего элемента, в то время как внутренний сердечник был сделан из высокопористого ILC с отличными изоляционными характеристиками. Следуя приблизительно подходу, используемому Хюклером и Шлайхом [82], было предложено аналитическое решение, которое позволило оценить максимальную моментную способность неоднородных балок ILC при изгибе.
7.3 Поведение подшипников
Монолитные фасады из ILC могут испытывать изгибающие моменты или сдвиг, как объяснялось ранее, или равномерное центрическое или эксцентрическое сжатие.В этом контексте необходимо учитывать поведение стены в целом. Маринус [81] сообщил о проблеме несущей способности ILC при испытании стеновых балок ILC на 4-точечный изгиб. Ключевой целью этого исследования было найти лучшую технику фиксации при ILC. Однако почти все образцы вышли из строя на одной из концевых опор, хотя напряжение опоры все же было ниже прочности бетона на сжатие. Этот отказ (рисунок 4) был непредсказуемым, так как все образцы были спроектированы так, чтобы разрушиться при разрушении основной арматуры.Причины этого отказа не изучены. Однако разрушение может служить прямым доказательством того, что несущая способность ILC ниже прочности на сжатие. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования для точного прогнозирования несущей способности ILC. Недавно Lösch et al. [86] провели экспериментальные работы по прогнозированию максимальной несущей способности неоднородных стенок ILC при центральном вертикальном давлении. Они предоставили четкие доказательства того, что несущая способность стенок ILC ниже, чем соответствующая средняя прочность цилиндра на сжатие.Основываясь на аналитических и экспериментальных результатах, они представили коэффициент уменьшения 0,74 при расчете максимальной несущей способности на основе средней прочности цилиндра ILC на сжатие.
Разрушение опоры инфракрасной балки из легкого бетона [81] 7.4 Поведение ILC
при сдвиге До сих пор исследования поведения ILC при сдвиге не проводились. Поэтому в будущих исследовательских проектах необходимо проводить комплексные аналитические и экспериментальные исследования.За последнее столетие усилия были направлены на правильное понимание поведения NWC при сдвиге. Соответственно, было сформулировано множество теорий, например модель фермы, модель зуба и модифицированная теория поля сжатия. Кроме того, сообщалось о многих влияющих факторах, таких как пролет сдвига, блокировка заполнителей, коэффициент продольной арматуры и размерный эффект. Что касается ILC, многие вопросы выносятся на обсуждение и требуют дальнейшего изучения.Например: похоже ли поведение на сдвиг ILC на поведение NWC? Применимы ли положения международных кодексов, касающиеся прочности на сдвиг, к ILC или должны быть внесены дополнительные изменения? Поскольку модель стойки и стяжки (STM) является типичным методом решения проблем сдвига, соответствует ли прочность стойки ILC и NWC?
8 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведенное исследование убедительно свидетельствует о том, что механические и термические свойства ILC широко исследованы и разработаны.Тем не менее, он подчеркивает ограниченные исследования, связанные со структурным поведением ILC. Поэтому он рекомендует расширить объем исследований, изучив структурное поведение ILC и предоставив полные инструкции для инженеров-проектировщиков, снабдив их всеми необходимыми данными и вспомогательными средствами проектирования. Дальнейшие исследования, особенно в области механики, принесут доверие и уверенность в возможности ILC и, следовательно, увеличат его использование. Также важны высокие значения зависящих от времени деформаций ILC, которые требуют дальнейших исследований.
9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты этого исследования можно резюмировать следующим образом: Меньший размер заполнителя и правильная сортировка играют важную роль в развитии прочности ILC.
Доменный цемент с более низким содержанием клинкера является оптимальным выбором для производства ILC, поскольку он обеспечивает умеренную прочность, более низкую теплопроводность и теплоту гидратации.
Увеличение дозировки цемента не обязательно гарантирует соответствующее увеличение механических свойств ILC из-за предела прочности, вызванного LWA.Кроме того, высокая дозировка цемента приводит к высокой температуре гидратации, что, в свою очередь, вызывает трещины.
Существует универсальная тенденция к снижению воздействия на окружающую среду путем частичной или полной замены цемента дополнительным вяжущим материалом. В этом отношении известняковый порошок был подтвержден как лучший заменитель, когда речь идет о умеренной прочности на сжатие и низкой теплопроводности.
Результаты по включению волокна в ILC противоречивы.Более того, в долгосрочной перспективе это может вызвать проблемы с возможностью вторичной переработки.
Микро- и нано-диоксид кремния может значительно улучшить свежие свойства ILC за счет снижения риска просачивания или сегрегации и увеличения сцепления между LWA и матрицей. Они также могут улучшить механические свойства, введя пуццолановые реакции.
Прочность сцепления ILC намного ниже, чем у NWC или LWC, в то время как поведение совершенно иное из-за высокого уровня жесткости.
Было широко признано, что нормальное армирование (RFT) является лучшей стратегией армирования с точки зрения связи и экономики. Тем не менее, следует принимать во внимание меры предосторожности от проблем с ржавчиной из-за высокой пористости ILC.
Из-за линейного упругого поведения ILC, блок напряжений сжатия под действием изгиба может быть выражен треугольником, а не параболой-прямоугольником, так что плечо рычага между внутренней силой сжатия и растяжения равно ( d — с /3).Следовательно, формулы изгиба ILC могут быть легко получены.
Несущая способность ILC, полученная экспериментально, ниже средней прочности цилиндра на сжатие.}

Журнал "Дизайнер"