Газобетон толщина стен: Нужно ли утеплять стены из газобетона?

Какая должна быть стена из газобетона

Хорошие технические показатели и доступная цена сделали газобетон популярным материалом при строительстве зданий общественного и частного назначения. Востребованный и эффективный, он, в отличии от простого бетона, обладает низкой теплопроводностью. Достигается это путем введения в бетонную смесь алюминиевой пудры. Низкая теплопроводность данного стенового материала является важнейшей из его характеристикой.

Компания КерамикФест предлагает купить газобетонные блоки от надежных отечественных производителей. Проверенные временем поставщики, имеют достойную репутацию и дорожат клиентами.

Помните, что каждые дополнительные 100 мм в толщине стены обеспечивают 23% экономии тепловой энергии.

Виды газобетонных стен и способы укладки

Специалисты строительного рынка выделяют следующие типы стен:

• состоящий из одного слоя. В основе штукатурка на сетке из стекловолокна;
• состоящий из дух слоев. Штукатурка плюс слой утеплителя или наружная кладка из кирпича;
• состоящий из трех слоев. Слой изолятора и вентилируемый фасад.

Правильная и качественная технология строительства позволяет создавать крепкие и теплые дома. Блоки для стен укладывают на профессиональные клеевые смеси.

Шов не должен превышать 0,2 см, иначе появляются проходы для холода.

Для увеличения свойств теплопроводности стен можно добавить армопояс из кирпича, а также дверные и оконные балки. В холодных регионах следует утеплять стены внутри и снаружи.

На что стоит обращать внимание при строительстве сооружений

Обратите внимание, что толщина стен и толщина газоблока – не равнозначные понятия. Слой утеплителя также важен при расчете этой величины. Так, облицовка в полкирпича, слой пенопласта и газоблок 30 см дают в сумме стену толщиной 80 см.

При определении толщины стен очень важно назначение помещения.

• В жилых домах толщина стен из газобетонных блоков должна определяться расчетным путем. Несущие стены – не меньше 60 см, самонесущие стены — 30 см. Расчет толщины стены из газобетона зависит от плотности материала, этажности здания, погодных условий местности.
• Для дачных домов сезонного проживания толщина стен может быть уменьшена на 10-15 см.
• Для гаражей, вспомогательных помещений и летних дач теплоизоляционные характеристики не так важны. Здесь применяют блоки толщиной 20 см.
• Для строительства подвалов и цокольных этажей рекомендуемая толщина газобетона 30-40 см. Межквартирные перегородки – 20-30 см.

Для жилых домов толщина стен влияет на прочность, долговечность и теплоту сооружения. При расчете толщины опираются на требования нормативной документации. Также следует учитывать при выборе толщины и такой критерий, как звукоизоляция. Она создает комфортные условия и обеспечивает защиту от шума.

Компания КерамикФест – длительное и плодотворное сотрудничество

Наша компания предлагает изделия компаний Аэрок и Стоунлайт. Ячеистый бетон соответствует самым высоким требованиям европейских стандартов. Процесс производства тщательно контролируется.

В нашем интерне-магазине вы получите профессиональную консультацию по всем вопросам. Представители компании помогут определиться с выбором и рассчитают стоимость товара.

Читайте также: Какие утеплители подходят для стен деревянного дома

Комментарии

Толщина стены из газобетонных блоков для дома: как рассчитать

Толщина стен дома — это не только прочностный показатель. От него напрямую зависит и тепло внутри дома, причем в буквальном смысле. Даже для человека далекого от стройки не секрет, что разные материалы обладают разными теплосберегающими характеристиками. Плотный керамический кирпич гораздо “холоднее” пористого газобетонного блока. Это значит, что стена из газобетонного блока может быть более тонкой и потребует меньше утеплителя. Разберем подробнее, как правильно рассчитать такой показатель как толщина стены в зависимости от характеристик самого газобетона, географического положения объекта строительства и других критериев.

Содержание

1. Характеристики газобетона
2. Теплоизоляция
3. Звукоизоляция
4. Прочность
5. Стандарты и рекомендации
6. Классификация газобетона
7. Требования ГОСТов
8. Какая должна быть толщина стены из газобетона?
9. Расчет толщины несущих наружных стен многоэтажного дома
10. Таблица с прочностями и этажностью
11. Расчет толщины несущих наружных стен частного дома
12. Расчет толщины несущих внутренних стен
13. Расчет толщины внутренних перегородок
14. Нюансы расчетов для ванной комнаты
15. Особенности расчетов для разных регионов
16. Московская область
17. Ленинградская область
18. Краснодарский край
19. Крымская область
20. Нужно ли утеплять газобетон?
21. Факторы снижения энергоэффективности
22. Какое промерзание газобетонных блоков
23. Толщина газобетона с утеплителем
24. Многослойные конструкции
25. Плюсы и минусы блочного материала
26. Отзывы строителей
27. Пример расчета затрат на отопление дома

Характеристики газобетона

Газобетонные блоки, как и многие другие строительные материалы, производятся из песка, цемента и воды. Но для образования пузырьков (ячеек) внутри используется алюминиевый порошок. Он выступает в роли газообразователя. Именно эти пустоты и придают газосиликату те характеристики, за которые он так полюбился строителям.

Интересно: в последние годы наблюдается существенный рост стоимости древесины. Газоблочные дома переживают настоящий бум. Казалось бы — газобетонные блоки являются новшеством на строительном рынке. это не так. Они с успехом использовались еще в советское время. Но в то время газобетон применялся для строительства многоэтажек — устройства внутренних стен-перегородок.

Рассмотрим основные характеристики газобетонных блоков, которые делают ячеистый бетон незаменимым в стройке.

Теплоизоляция

Газосиликатные блоки — разновидность ячеистых бетонов, основное отличие которых — самая низкая теплопроводность в своем классе. Это означает, что даже в самую холодную зиму тепло из вашего дома не будет уходить на улицу. Это комфорт и экономия на отоплении. Да и летом в жару, газобетон сможет обеспечить комфортное пребывание внутри помещения.

Важно: влага — враг газобетонного блока. И толщина стены здесь не играет никакой роли. При возведении дома стоит предусмотреть все этапы и выполнить их таким образом, чтобы “голые” стены не подвергались длительному воздействию осадков. Влага разрушает ячейки и характеристики газосиликатного блока будут не актуальны.

Звукоизоляция

Еще одна важнейшая характеристика газосиликатного блока, используемого для строительства дома — звукоизоляция. Это способность материала к подавлению структурных и акустических шумов. первые представляют собой хлопанье дверью, удары по батареям, а вторые — крики, лай собаки, шум воды и др.

Газобетон, как уже отмечалось, легкий и пористый — звуки просто растворяются внутри воздушных ячеек, теряются в них. А это значит, что покой и сон жильцов дома под надежной защитой.

Совет: стоит понимать, что чем толще стена дома (на рынке можно найти газосиликатные блоки разной плотности и толщины), тем выше такой показатель, как звукоизоляция.

Прочность

Если две предыдущие характеристики газосиликатных блоков можно назвать безусловными преимуществами, то с прочностью газобетона не все так просто. Пористая структура ячеистого бетона существенно снижает его прочностные характеристики. В зависимости от марки прочность на сжатие составляет 15–50 кг/см2. Именно поэтому так важно правильно рассчитать толщину той или иной стены. Например, газосиликатные блоки марки 200 рекомендуется использовать только для внутренних перегородок, не имеющих несущей нагрузки.

Стандарты и рекомендации

Использование газобетонных блоков при расчете толщины стены дома подчинено стандартным требованиям и рекомендациям, которые содержатся в ГОСТах и СНиПах и зависят от класса, марки газобетонных блоков.

Классификация газобетона

Ны рынке строительных материалов можно найти самые разные типы и виды газобетонных блоков.

Требования ГОСТов

Все работы с газобетонными блоками должны выполняться в строгом соответствии с требованиями стандартизированных документов. Именно в этом случае выбранная толщина стены дома позволит сэкономить на отоплении и получить дома комфортную среду.

Главные требования, содержащиеся в ГОСТах и СНиПах:

• ограничения высоты и этажности домов — автоклавный газобетонный блок используется для возведения домов до 5 этажей (высота до 20 метров), пеноблоки — не более 3 этажей (до 10 метров), Если из автоклавного газобетонного блока возводится девятиэтажка, самонесущие стены не должны быть более 30 метров;
• зависимость прочности от количества этажей — для возведения 5 этажных зданий (и выше) используют газобетонные блоки не менее В3,5;
• ограничения для самонесущих стеновых конструкций — В2-2,5.

Какая должна быть толщина стены из газобетона?

Основной вопрос, который волнует будущих домовладельцев — какова должна быть минимальная толщина стены дома из газобетонного блока, чтобы в нем было комфортно как в сильный мороз, так и в жару.

Важно: основные требования перечислены в СНиП 23-02-2003, определяющем показатели зависимости тепловой защиты и толщины стены дома.

Расчет толщины несущих наружных стен многоэтажного дома

Расчет толщины зависит от многих показателей, многие из которых представлены в стандартизированных документах и таблицах.

Таблица с прочностями и этажностью

При возведении домов выше одного этажа важно учесть прочность материала на сжатие. В этом поможет таблица.

Расчет толщины несущих наружных стен частного дома

Оптимальный вариант расчета толщины несущих стен — обратиться к специалисту, который сможет учесть все необходимые факторы (провести геологические изыскания, подобрать марку газобетонного блока по морозо и влагостойкости, материалы для внешней защиты, заложить расходы на отопление и др. ). Если финансовой возможности привлечь специалиста нет, провести расчеты толщины стены можно самостоятельно. Для этого нужно будет учесть действующие нормы:

• минимальная толщина ограждающих конструкций (при марке D400) — 30 см;
• при устройстве подвального помещения, цокольного этаж — толщину увеличивают до 40 см, а марку берут 500;
• несущие стены выполняют из автоклавного газобетона — не менее 38 см, самонесущие — не менее 30 см.

Важно: для объектов, расположенных в теплой климатической зоне или одноэтажных строений, толщину стен можно составить 25 см.

Расчет толщины несущих внутренних стен

Минимальный показатель толщины несущих внутренних стен (при D500) — не менее 15 см. Если это межквартирные перегородочные элементы — толщину увеличивают в два раза.

Расчет толщины внутренних перегородок

Внутри помещения перегородки несут разделительную функцию, нагрузка на них меньшая. Поэтому они могут быть меньшей толщины. Но не стоит забывать о необходимости обеспечения внутри дома хороших показателей звукоизоляции.

Для расчетов понадобится учесть:

• высоту возводимой перегородки;
• несущую способность газобетонного блока.

Пример: при высоте перегородки до трех метров, достаточно толщины стены в 10 см, если она “вырастает” до пяти метров — толщину увеличивают вдвое.

Важно: если высота перегородки четыре метра при общей длине до восьми метров, обязательно выполняют армирование конструкции.

Нюансы расчетов для ванной комнаты

Как уже отмечалось — газобетонный блок боится влаги. Можно ли использовать этот материал для возведения стен в ванной комнате? Ведь проблема не только в гигроскопичности газоблока, но и его малой прочности.

Тем не менее, газобетонные блоки отлично справляются с поставленной задачей. Важно только защитить его от влаги. Для этого используют специальные составы, которых на современном рынке огромное количество.

Для ванной подойдет блок D400, а толщина стен — 15 см.

Особенности расчетов для разных регионов

При расчете толщины стены дома из газобетонного блока учитывают не только плотность и характеристики теплосбережения, специалист обязательно обратит внимание и на географическое положение объекта строительства.

Московская область

Для этого региона показатель сопротивляемости теплопередаче составляет 3,28. То есть в итоге нужно получить стену которая соответствует этой цифре. При выборе определенной марки могут быть получены иные показатели сопротивляемости теплопроводности, тогда придется использовать утеплитель. Например, при использовании автоклавного бетона D500 толщиной 0,5 м (его показатель сопротивления равен 3,3) — можно обойтись без утеплителя.

Ленинградская область

Для более северного региона цифры сопротивляемости теплопередаче — 3,23. Здесь подойдет газобетонный блок D300 (0,3 м), D400 (0,4 м), D500 (0,5 м). В этом случае толщина стены дома позволит отказаться от утепления.

Краснодарский край

Южные регионы имеют более требуют более низких характеристик сопротивления — для Краснодара это 2,44. То есть толщина стены дома без утепления может быть 30 см (D300), 40 см (D500) и 30 см (D500), но с тонким слоем утепления или штукатурки.

Крымская область

Здесь норма теплосопротивления еще ниже — 2,1 (средняя). Поэтому можно использовать газобетонные блоки марки 500 — толщина стены будет 30 см или 40 (с запасом.

Важно: стоит помнить, что пределах одного региона коэффициент сопротивления теплоотдаче может меняться. Обязательно обратите внимание на табличные показатели.

Нужно ли утеплять газобетон?

Многие строители утверждают, что газобетон не нуждается в дополнительном слое теплоизолятора. Это помогает существенно сэкономить на стройке дома. Но в ряде ситуаций утеплитель просто необходим. Причина в том, что толщина стены, обычно, рассчитывается, исходя размеров используемого блока. При этом не берется в расчет необходимость пилки и соединения блоков. А ведь клеевые и цементные швы являются потенциальными мостиками холода.

Факторы снижения энергоэффективности

Существует ряд факторов, влияние которых существенно снижает энергоэффективность дома из газосиликатных блоков.

Важные моменты:

• толщина клеевого соединения газосиликатных блоков должна быть не более 2-3 мм;
• не стоит заменять клеевую смесь на цементную;
• только четверть тепла в доме уходит через стены. 75 % теряются через крышу, оконные проемы, основание. Именно эти конструктивные элементы и нуждаются в качественном утеплении;
• регион с холодным климатом требует наружного утепления стен и максимальной толщины.

Какое промерзание газобетонных блоков

Существует мнение, что газобетонные блоки без утепления будут обязательно промерзать. Ведь точка росы будет расположена непосредственно в стене. Губительная для газобетона влага начнет копиться в порах и стене дома очень скоро придет конец.

Это не совсем верно. Промерзание газобетонных блоков возможно только в том случае, если для утепления используется материал, характеристики паропроницаемости которого ниже, чем у газобетона. Это не позволит отходить влаге и приведет к ее конденсированию в стене.

Толщина газобетона с утеплителем

Утеплитель — возможность использовать газобетонный блок меньшей толщины. При этом важно, чтобы многослойный пирог соответствовал показателям теплового сопротивления. Это значит, что нужно будет сложить величины выбранных строительных материалов (эти показатели указывают на упаковке производители) и получить необходимые цифры.

Многослойные конструкции

Максимальное увеличение стены дома — не единственный вариант, позволяющий экономить на отоплении и сохранять тепло внутри строения. Опытные строители используют и другие варианты — многослойные конструкции, в составе которых дополнительный утеплитель и отделочные материалы.

Можно использовать один из следующих вариантов:

• однослойная — внешняя отделка декоративной штукатуркой на основе стекловолоконной армирующей сетки;
• двухслойная с утеплением — утеплитель с внешней отделкой штукатуркой. Здесь рекомендована к использованию базальтовая вата.  У последней более низкая теплопроводность (чем у газосиликата), но близкая к нему паропроницаемость;
• двухслойная без утеплителя — используется облицовочный кирпич, обязательно необходим вентзазор. Кирпич кладется стандартно на гибкие связи;
• три слоя — вентфасад или кирпич, два слоя утеплителя.

Важно: если проводится дополнительная теплоизоляция дома из газосиликатных блоков, важно утеплить все элементы конструктива. Сюда входит цоколь, фундаментное основание. Обязательно обустраивают отмостку, чтобы отвести влагу от капризного материала.

Еще одно важное правило утепления — коэффициент паропроницаемости слоев всегда увеличивается по направлению изнутри наружу. Это позволит пару выходить на улицу, не задерживаясь внутри ячеек блока.

Плюсы и минусы блочного материала

Как уже отмечалось, отличительная особенность газосиликатных блоков, которые в настоящее время повсеместно применяются для возведения домов — пористая структура. Именно она и определяет основные достоинства и недостатки материала.

Основные преимущества:

• высочайшие показатели теплосбережения. Правильно выбранная толщина стены дома позволяет снизить расходы на отопление на 30-40 %;
• прекрасная звуко и шумоизоляция. Конечно, если вы живете в отдельно стоящем доме, такая характеристика беспокоит не в первую очередь. Но это становится актуальным, если газосиликат используется для внутренних стен многоэтажки или сблокированных таунхаусов;
• огнестойкость — газоблок не поддерживает горение, не выделяет токсичных веществ в атмосферу;
• экологичность — материал не несет никакой опасности не только для человека, но и не причинит вреда окружающей среде;
• легкость и быстрота возведения постройки — пористая структура существенно снижает вес газосиликатного блока. Быстрота возведения дома — размеры блоков позволяют быстро сложить стену необходимой толщины и обойтись без дополнительного утепления;
• возможность возведения облегченного фундамента — дом из газобетона не создает существенной нагрузки на основание;
• стоимость — по сравнению с другими привычными строительными материалами газосиликатные блоки имеют относительно невысокую стоимость.

Как и любой материал газоблок имеет ряд недостатков, среди которых:

• невысокая прочность материала — его с осторожностью применяют для возведения несущих стен. Важно правильно рассчитать толщину стены дома и подобрать плотность;
• гигроскопичность — ячеистый бетон с высокой скоростью впитывает влагу, которая разрушает его пористую структуру;
• необходимость использования специализированных отделочных материалов — для защиты блоков от влаги, при возведении стены необходимо использовать не цементный раствор, а клей.

Важно: в процессе кладки блоки необходимо тщательно шлифовать, чтобы обеспечить плотную посадку и исключить возникновение мостиков холода.

Отзывы строителей

При расчете толщины стен для дома из газосиликатных блоков стоит обратить внимание на отзывы опытных строителей. Проанализировав имеющиеся в сети мнения профессионалов, можно выделить несколько рекомендаций:

• при нанесении специализированного клея при возведении стены важно соблюдать толщину шва (тонкий слой). Увеличение толщины шва приведет к потере теплоизоляционных характеристик;
• для холодных регионов стоит обязательно предусмотреть дополнительные слои теплоизоляции — даже при выборе оптимальной по расчетам толщины. Причем дополнительную теплоизоляцию обустраивают с двух сторон;
• при расчетах прочности обязательно учитывают и увеличение массы, которую дают теплоизоляционные материалы;
• толщина несущих стен должна на 15-20 см превышать толщину внутренних.

Пример расчета затрат на отопление дома

Основной вопрос, который волнует будущих домовладельцев — как толщина стены и выбор материала может повлиять на затраты, которые необходимы для отопления дома. Для примера возьмем дом с размерами 10Х12 м. Материал стен — газобетонные блоки D500, толщина 300 мм. Площадь по полу 250 кв. м., по стенам — 260 кв. м. Высота потолков 2,5 метра. Наша задача — рассчитать затраты на отопление при разнице температур (на улице и дома) — 40 градусов.

Нам понадобятся для расчета показатели:

• теплосопротивление стен из газосиликатного блока — 3.4 м2·°C/Вт. Расчет 240/3,4 х 40 = 3200 Вт/час;
• этот же показатель, но для пола, окон и потолков — 3 м2·°C/Вт. Расчет 220/3 х 40 = 2900 Вт/час.

Сложив полученные показатели получаем (3000+2700 = 5700 Вт/час) — это 6,1 кВт энергии, которую необходимо потратить на отопление дома в час. В сутки необходимо 146 кВт.

Средние показатели стоимости электроэнергии за 1 кВт в РФ — 3,4 рубля (на 2020 год). Можно подсчитать какая сумма выйдет за месяц — 4526 (за 31 день).

Естественно, в весенний и летний период затраты на отопление будут гораздо меньше. Не стоит забывать, что в ряде регионов стоимость 1 кВт гораздо выше среднего показателя, именно поэтому важно выбрать толщину стены дома из газосиликатного блока с запасом (предусмотреть дополнительное утепление), чтобы снизить затраты на отопительные мероприятия.

Конструктивное поведение сэндвич-панелей из сборного легкого пенобетона с ферменными соединителями двойного сдвига под нагрузкой на изгиб

На этой странице ) при изгибе, изучены экспериментально и теоретически. Четыре (4) полноразмерных образца с двойным стальным соединителем диаметром 6  мм и стальным армированием 9 мм.мм диаметром были отлиты и испытаны. Конструктивное поведение панели изучалось в контексте ее предельной нагрузки на изгиб, структуры трещин, профиля нагрузки-прогиба и эффективности сдвиговых соединителей. Результаты показали, что предельная нагрузка на изгиб, полученная в результате эксперимента, зависит от прочности и толщины панели на сжатие. Картина трещин, зарегистрированная в каждой панели, показала появление первоначальных трещин в середине пролета, которые позже распространились на левую и правую зоны плиты. Теоретическая предельная нагрузка для полностью композитных и некомпозитных панелей была получена из классических уравнений. Было обнаружено, что все образцы панелей ведут себя частично составным образом. Панели PLFP-3 и PLFP-4 с более высокой прочностью на сжатие и общей толщиной позволили получить более высокую степень композиционности, которая составляет 30 и 32,6 процента соответственно.

1. Введение

Сэндвич-панель представляет собой трехслойный или более слойный элемент, обычно состоящий из тонких граней/перекладин из высокопрочного материала, который окружает более толстый внутренний слой с низкой средней прочностью. Такие сэндвич-структуры получили широкое распространение в аэрокосмической, военно-морской, автомобильной и общей транспортной отраслях как отличный способ получить чрезвычайно легкие компоненты и конструкции с очень высокой жесткостью на изгиб, высокой прочностью и высокой устойчивостью к продольному изгибу [1, 2]. . Сборная легкая пенобетонная сэндвич-панель (ПЛПБ) состоит из двух слоев армированного легкого пенобетона с полистиролом в качестве изоляционного слоя. Слои соединены соединителями с двойным сдвигом, которые встроены в него по диагонали, как показано на рисунках 1 и 2. Функция соединителей с двойным сдвигом заключается в передаче нагрузки, приложенной между витками. На степень композитности стеновой панели влияет эффективность этих сдвиговых соединителей [3].

Система сборного железобетона из обычного бетона была разработана и внедрена в строительную отрасль, и с тех пор ее значение продолжает расти. Бенаюн и др. доказали в своем исследовании, что система многослойного сборного железобетона, в которой использовался обычный бетон в качестве облицовки и полистирол в качестве основного слоя, вела себя как частичный композит. Также было установлено, что все испытательные образцы оказались пластичными, проявляя большую деформацию перед разрушением [4]. Однако обычный бетон имеет низкое соотношение прочности к весу, что приводит к более длительному периоду строительства и большему количеству рабочих в процессе строительства. Таким образом, в этом исследовании предлагается использование сэндвич-панели PLFP, в которой в качестве основы используется пенобетон. Эта новая сборная система легче, но имеет более высокое соотношение прочности и веса.

Пенобетон определяется как вяжущий материал с не менее 20% (по объему) пены, вовлеченной в пластический раствор. Его получают путем захвата многочисленных мелких пузырьков воздуха цементным тестом или раствором. Наиболее часто используемые пенообразователи созданы на основе белковых гидролизатов или синтетических поверхностно-активных веществ. Они разработаны для получения стабильных пузырьков воздуха, способных противостоять физическим и химическим силам, возникающим при смешивании, укладке и отверждении [5, 6].

В этом исследовании изучалось структурное поведение панели PLFP с двойными соединителями, работающими на сдвиг, при воздействии изгибающей нагрузки. Основное внимание уделялось предельным прочностным характеристикам панели при нагрузке на изгиб и эффективности соединителя с двойным сдвигом для сборных легких сэндвич-панелей из пенобетона при приложенной нагрузке.

2. Экспериментальное исследование

Четыре (4) образца PLFP в натуральную величину одинаковой ширины (750  мм), высоты (2000  мм) и различной толщины перечислены в Таблице 1. Было использовано бетонное покрытие толщиной 15  мм и толщиной каждая ширина бетона была зафиксирована на уровне 40 мм для всех панелей, поскольку это минимальное покрытие и толщина, необходимые для соответствия требованиям долговечности и огнестойкости в соответствии со стандартом BS 8110. Соотношение сторон l/w было зафиксировано на уровне 2,67. Образцы PLFP были испытаны на изгиб до разрушения. Подробная информация о размерах и конструкции образца показана на рис. 3.9.0003

2.1. Свойства материалов

Материалами, использованными для заливки образца, были бетон, пенобетон, стальные стержни (9 мм), соединители стальных ферм (6 мм) и полистирол. Бетон использовался в качестве покрытия толщиной 100  мм на обоих концах образца панели. Материалами для покрытия были портландцемент, заполнитель, песок, стальные стержни и полистирол. Соотношение, используемое для цемента: заполнителя: песка, составляет 1 : 2 : 4 с коэффициентом пеноцемента 0,65 и водоцементным коэффициентом 0,5. Материалами, используемыми в пенобетоне, являются пена, цемент, мелкий песок и вода. Пену получали путем смешивания одной части пенообразователя (в жидком виде) с сорока частями воды в пеносмесителе. В качестве цемента использовали портландцемент, а песок просеивали через сито 2,5 мм. Соотношение цемент : песок составляло 1 : 2 с соотношением воды и цемента 0,55. Пенопласт добавляли постепенно, поэтапно, пока не была достигнута заданная плотность во влажном состоянии (от 1700 до 1800 кг/м 9 ).0025 3 ), стремясь к прочности на сжатие 15 МПа. Полистирол разрезали на куски и вставляли между слоями пенобетона. Свойства стальной арматуры и соединителей ферм приведены в таблице 2.

2.2. Изготовление и литье

Образец был отлит горизонтально с использованием стальной опалубки. Пространственные блоки использовались для поддержания бетонного покрытия толщиной 15  мм. Бетон был залит первым в качестве покрытия на обоих концах образца. В опалубку были помещены горизонтальные и продольные стальные стержни, связанные двойными анкерными соединителями. Срезные соединители были согнуты под углом 45 градусов. Затем в опалубку заливается нижний слой пенобетона. Полистирол разрезали на куски и вставили между стальными стержнями и соединителями ферм. Наконец, верхний слой заливают поверх основного слоя и затирают до получения гладкой поверхности.

2.3. Установка и процедура испытаний

Панели PLFP были испытаны на универсальной испытательной машине мощностью 1000 кН в горизонтальном положении. Панели просто поддерживались и подвергались двухлинейным изгибающим нагрузкам. Сила, прикладываемая к тензодатчику, создавалась гидравлическим насосом. Усилие передавалось через двутавровые балки на панель. Испытательная установка показана на рис. 4.

Для измерения деформации по всей глубине каждой панели было использовано 12 тензодатчиков размером 30  мм. Датчики деформации (SG1 до SG10) были размещены на поверхности и по толщине в середине пролета панели. Расположение тензодатчиков показано на рис. 5. Для измерения прогиба использовался датчик линейного смещения напряжения (LVDT). Расположение LVDT показано на рис. 4.

Панель была аккуратно помещена в раму в свободном состоянии. Сначала была применена небольшая нагрузка в 1 кН, чтобы убедиться, что все инструменты работают. На каждом этапе нагрузки деформации на поверхности и по толщине бетона регистрировались автоматически с помощью компьютеризированной системы сбора данных. Характер трещин также отмечался на каждой стадии нагрузки. На поверхности образца были отмечены трещины с указанием соответствующей нагрузки.

3. Результаты и обсуждение

Данные анализируются на основе достигнутой предельной нагрузки на изгиб, структуры трещин, профилей нагрузки-прогиба и эффективности сдвиговых соединителей.

3.1. Предельная нагрузка на изгиб

В таблице 3 показаны предельные нагрузки на изгиб, зарегистрированные для каждой панели. Соотношение сторон каждой панели было зафиксировано на уровне 2,67. Замечено, что предел прочности, достигнутый в панелях PLFP, не зависит только от какого-либо одного фактора; вместо этого есть два важных фактора, влияющих на прочность панели, а именно ее прочность на сжатие и общая толщина. Из результатов видно, что прочность на сжатие оказывает значительное влияние на достигаемую предельную нагрузку. Влияние толщины панели на предельную нагрузку не может быть определено, так как панели разной толщины также имеют разную прочность на сжатие. Панели PLFP-3 и PLFP-4 имеют одинаковую общую толщину, но немного разную прочность на сжатие. Панель PLFP-4 зафиксировала более высокую предельную нагрузку на изгиб.

3.2. Схема трещин

В целом, картина трещин, зарегистрированная в каждой панели, показала появление трещин в середине пролета, а затем распространение в сторону левой и правой зон плиты. Здесь обсуждается картина трещины для панели PLFP-1, поскольку это самая хрупкая панель с наименьшей достигаемой предельной нагрузкой. Установлено, что первая трещина возникла при нагрузке 5 кН, вторая трещина, 2-я, и третья трещина, 3-я, появились практически одновременно при нагрузке около 6 кН, а четвертая и пятая трещины, 4-я и 5-я, возникли при нагрузке приблизительно 7,3 кН и 7,8 кН, соответственно, как показано на рисунке 6. Наконец, трещина 6 появилась при нагрузке около 8,5 кН и стала трещиной разрушения. Процесс раскрытия трещины 3 и 4 развивался одновременно, достигая максимальной величины 5 мм на нижней поверхности панели. Максимальный прогиб при разрушающей нагрузке был зафиксирован на уровне 20,42 мм.

3.3. Профиль нагрузки-прогиба

На рис. 7 показаны профили нагрузки-прогиба, записанные справа, слева и в центре LVDT для панелей от PLFP-1 до PLFP-4. Видно, что до появления первой трещины в бетоне панели упруго прогибались, поэтому кривые нагрузка-прогиб были примерно линейными. Однако после образования трещин кривая нагрузка-прогиб стала нелинейной, и прогибы значительно увеличились вплоть до разрушения. Таблица 4 показывает предельную нагрузку и максимальное отклонение в каждой панели. Максимальный прогиб 24,1 мм произошел в панели PLFP-3. Максимальная предельная нагрузка 25,6 кН зафиксирована в панели PLFP-4. Все максимальные прогибы произошли в середине пролета панели, потому что это критическая область, где ожидался максимальный прогиб [7–9].]. На рисунке также показано ожидаемое поведение всех панелей со значительной разницей в максимальной нагрузке и прогибе между панелями PLFP-1 и PLFP-2 и панелями PLFP-3 и PLFP-4.

3.4. Эффективность соединителей на сдвиг

Эффективность соединителей на сдвиг в этом исследовании измерялась распределением деформации по толщине панели в середине пролета. Характер кривой распределения был проанализирован для оценки композиционного действия, достигаемого различными слоями сэндвич-панели. Степень композиционности оценивалась также по уравнению теоретической предельной нагрузки для цельных и некомпозитных сэндвич-панелей [10].

3.

Распределение деформации по толщине панели в середине пролета для PLFP-4 на разных стадиях нагрузки показано на рис. 8. Следует отметить, что небольшой скачок деформации по глубине относительно мал при начальные этапы нагрузки. Однако разрыв становится больше, когда нагрузка приближается к разрушающей нагрузке.

Из распределения деформации по глубине панели видно, что панель вела себя как частично составное поведение. Это указывает на то, что предоставленный срезной соединитель не был полностью эффективен при передаче приложенной нагрузки. Неэффективность сдвигового соединителя может быть связана с неправильным соединением между сдвиговыми соединителями и несовершенством во время размещения для испытаний. Эта эффективность привела к тому, что функция сдвигового соединителя соединяет все три слоя в панели PLFP и позволяет им действовать как единое целое. Кроме того, количества соединителей на сдвиг может быть недостаточно, чтобы сделать панель полностью составной. Из неоднородности в распределении деформации по глубине видно, что все панели приобрели частично композитное поведение.

3.4.2. Теоретическая предельная нагрузка для полных и некомпозитных сэндвич-панелей

В зависимости от достигнутой степени воздействия композита PLFP можно рассматривать как полностью композитную, полукомпозитную или некомпозитную панель. В композитной панели два бетонных элемента действуют вместе как единое целое, чтобы противостоять приложенным нагрузкам до разрушения. Это достигается путем обеспечения полной передачи сдвига между двумя витками. Полностью композитная панель выходит из строя либо из-за разрушения бетона, либо из-за деформации стальной арматуры без разрушения соединителей. В несоставной панели два витка действуют независимо. В частично составной панели соединители могут передавать только часть продольного сдвига, необходимого для полностью составного действия. В этом случае соединители выходят из строя до разрушения бетона или выхода арматуры из строя [11].

Расчеты проводились на предел прочности панелей для оценки их композиционного действия. Предельную прочность на изгиб PLFP классическим методом невозможно оценить, так как неизвестна степень композиционного действия между двумя ригелями, и ее влияние на несущую способность поперечной нагрузки не может быть учтено. Однако в двух крайних случаях составного действия можно выполнить расчет предельной нагрузки полностью составного и не составного действия.

Степень действия композита на конечной стадии определяют с помощью метода, описанного ниже. Если при предельной прочности не предполагается композиционное воздействие (рис. 9(а)), то предельная способность панели к изгибу будет рассчитываться следующим образом: где   = площадь растянутой арматуры,   = на метр длины секции стены или расстояния между соединителями,   = сжимающая сила в бетоне (некомпозитном),   = сила на растягивающей арматуре (некомпозитной),   = предел текучести стали,   = 0,9, глубина нейтральной оси.

При равновесии Если предполагается, что панель является полностью композитной при предельной прочности (рис. 9(b)), предельная способность панели к изгибу будет рассчитываться следующим образом: где    = глубина арматуры, как показано на рисунке 9,    = сжимающая сила в бетоне,    = предельный момент, воспринимаемый при изгибе,    = 0,9, глубина нейтральной оси, измеренная от более сильно сжатой поверхности,    = сила в растянутой арматуре.

Значения предельной нагрузки на изгиб, полученные из эксперимента и теоретических формул, перечислены в Таблице 5. Экспериментальная предельная нагрузка для всех панелей находится между предельной нагрузкой для полностью композитных и некомпозитных панелей. Однако панели PLFP-3 и PLFP-4 с большей прочностью на сжатие и общей толщиной позволили получить более высокую степень композиционности, которая составляет 30 и 60 процентов соответственно.

4. Выводы

(i) Предельная нагрузка увеличивается с увеличением толщины разделения прочности на растяжение и прочности на сжатие пенобетона. Предельная нагрузка на изгиб была зафиксирована на уровне 10,8 кН и 8,2 кН для PLFP-1 и PLFP-2, соответственно, и 24 кН и 25,6 кН для PLFP-3 и PLFP-4 с более высокой прочностью на сжатие и общей толщиной. (ii) Трещины были наблюдается в нижней части панелей PLFP. Большинство панелей в конечном итоге разрушились из-за разрушения бетона. Первая трещина произошла при 40-80% предельной нагрузки. Трещины не возникали в области стыка между обычным бетонным покрытием и пенобетонной сеткой. (iii) По результатам теоретической нагрузки на изгиб для полных и некомпозитных панелей было обнаружено, что все панели PLFP ведут себя как частично композитные конструкции. Панели PLFP-3 и PLFP-4 зафиксировали более высокую степень композиционного действия по сравнению с панелями PLFP-1 и PLFP-2.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Universiti Tun Hussein Onn Malaysia и Министерство высшего образования за их финансовую поддержку (FRGS-0826).

Ссылки

1. Х. Махфуз, С. И. Мухаммад, К. Р. Виджая, К. С. Мринал и Дж. Шайк, «Реакция сэндвич-композитов с нанофазными ядрами при изгибной нагрузке», Композиты B , vol. 35, нет. 6–8, стр. 543–550, 2004.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. С. Лян и Х. Л. Чен, «Исследование сотовых конструкций с квадратными ячейками при осевой нагрузке», Composite Structures , vol. 72, нет. 4, стр. 446–454, 2006 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. М. Аль-Кашиф, М. Абдель-Мути, Э. Фахми, М. Абу Зейд и М. Харун, «Нелинейное моделирование и анализ сэндвич-панелей с заполнением из газобетона для неплоских нагрузок», Всемирная академия наук, инженерии и технологий , том. 64, pp. 597–601, 2012.

   Посмотреть по адресу:

   Google Scholar

4. А. А. Бенаюн, Д. Н. Абдул Самад, А. А. Триха, А. Абанг и С. Х. М. Эллинна, 900 95 Поведение сэндвич-панелей из сборного железобетона при изгибе Композитная панель — экспериментальные и теоретические исследования , Elsevier, Лондон, Великобритания, 2008 г.

5. Британская цементная ассоциация, Состав и свойства пенобетона , Британская Цементная Ассоциация, 1994.

6. Б. Хильгеман, «Производство сборных железобетонных теплоизоляционных многослойных стеновых панелей», PCI Journal , vol. 42, нет. 2, pp. 128–134, 1997.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

7. Н. Мохамад и Н. Хассан, «Конструктивные характеристики сборных легких пенобетонных сэндвич-панелей с одинарными и двойными к осевой нагрузке», Journal of Advanced Materials Research , том. 634–638, стр. 2746–2751, 2013.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

8. Н. Мохамад и М. Х. Махди, «Испытания сборных легких сэндвич-панелей из пенобетона с одинарными и двойными симметричными соединителями фермы на сдвиг при внецентренной нагрузке», Advanced Materials Research , vol. 335–336, стр. 1107–1116, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. Н. Мохамад, В. Омар и Р. Абдулла, «Сборные легкие пенобетонные сэндвич-панели (PLFP), испытанные под осевой нагрузкой: предварительные результаты», Advanced Materials Research , vol. 250–253, стр. 1153–1162, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. Записная книжка дизайнера, Высокоэффективные сборные изолированные сэндвич-панели для стен , 2011 г.

11. C. A. Shutt, «Report codifiers, Details Sandwich Wall Panels», Ascent Journal , стр. 28–33, 1997 г.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

Copyright

Copyright © 2014 Noridah Mohamad et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.