1М3 бетона состав: Состав бетона М400, М500 и М600

18.08.2021

0 Comment

Содержание

Состав бетона М400, М500 и М600

Состав бетонных смесей марок М-400, М-500, М-600 (расход материалов на 1м3 бетона) предоставлен в таблице 1, а пропорции компонентов в таблице 2.

Получают такой бетон на основе высокопрочного портландцемента, промытого (обогащённого) песка и гранитного щебня.

Фактическая марка бетонной смеси зависит от производителя цемента, характеристик наполнителей, водоцементного отношения и режима смешения. Цемент можно купить у определенного производителя, а наполнители используются, как правило, в привязке к местоположению производства бетона. Характеристики наполнителей: марка, фракция, модуль, форма, наличие пылевидных примесей и др. так же оказывают сильное влияние на качество бетона. Эти факторы надо учитывать при расчете состава смеси. Фактическую марку (прочность) бетона можно узнать только после специальных испытаний.

Параметры составляющих для бетона М-400

Тип цемента = портландцемент марки 500 без примесей, плотность 3,15 Мелкий заполнитель (песок с модулем крупности более 2, отсев), плотность 2.

61 Щебень фракции 20 мм, плотность 2,65 Щебень фракции 10 мм, плотность 2,66 Максимальное водоцементное отношение = 0,45. Так как водоцементное отношение очень сильно влияет на прочность бетона, водоцементное отношение необходимо уменьшить до 0,4 за счет добавки суперпластификатора в размере 0,6% от веса цемента.

Пропорции бетона м400. Cостав бетона на 1м3

Для приготовления бетона марки М400 минимальный расход цемента на 1м3 раствора составляет 400 кг. Расчет воды: 400 х 0,4 = 160 кг. Расчет суперпластификатора: 400 х 0,006 = 2,4 кг Масса гравия на 1 м куб. бетона должна быть 1166 кг Соотношение гравия фракции 20 мм к фракции 10 мм = 0,6: 0.4 Фракция 20 мм = 700 кг, фракция 10 мм = 466 кг. Расход песка на 1м3 раствора = 660 кг

Параметры наполнителей для марок М500 и М600 такие же, как для М400

Таблица 1. Состав тяжелых бетонов на кубический метр (1 м3)

Составляющие бетона	М400 (B-30)	М500 (B-40)	М600 (B-45)
*Масса цемента, в кг/м³**	400	422	505
Масса воды в л/м³	160	148	142
Масса мелкого заполнителя в кг/м³	660	621	683
Масса гравия, общая в кг/м³	1166	1284	1108**
Масса гравия 20 мм, кг/м³	700	706	—
Масса гравия 10 мм, кг/м³	466	578	—
Масса пластификатора в л/м³	2,4	5,1	4,7
Водоцементное отношение	0,4	0,35	0,29

* Портландцемент без добавок марки 500 ** Гравий фракции 12,5 мм

Таблица 2. Пропорции бетона – соотношение вода : цемент : песок : гравий : пластификатор по весу

М400 (B-30)	0,4 : 1: 1,65 : 2,92 : 0,006
М500 (B-40)	0,35 : 1: 1,472 : 3,043 : 0,012
М600 (B-45)	0,29 : 1 : 1,35 : 2,19 : 0,008

Изготовление бетона с низкими водоцементным отношением = 0,27 — 0,45 производят с помощью бетоносмесителей принудительного действия с использованием суперпластификаторов, не понижающих прочность бетона.

Укладку этих смесей производят с интенсивным уплотнением: двойное вибрирование с пригрузом, сильное прессование.

Бетон марок М400, М500 и М600 очень прочный и надежный. Области использования: банковские хранилища (в смесь добавляется металлическая стружка), строительство аквапарков, крытых бассейнов, торгово-развлекательных комплексов, возведение дамб, опорных и пролетных конструкций мостов, плотин, водозащитных сооружений, подземных тоннелей, строительство конструкций метрополитена, аэродромов, биологическая защита против радиоактивных излучений и т.

д.

Рецепты бетона и растворов от производителей цемента

Практические рецепты тяжелого бетона

Оборудование для производства бетона

Состав бетона м400,м200 м300 на 1м3 таблица

Без использования бетонной смеси сегодня не может обойтись ни одна жилая или промышленная стройка. Чтобы задача была выполнена правильно, нужно знать особенности рабочего материала. Качество смеси напрямую зависит от соотношения его ингредиентов.Мы разберем в статье, из чего состоит бетон и как получать определенные марки. Если вы хотите получить на выходе прочную постройку, то внимательно ознакомьтесь с этой статьей, где мы подробно рассмотрим состав бетона. Освоить материал вам помогут полезные таблицы.

Компоненты бетона и рекомендации по выбору

Готовый бетон состоит из четырех основных компонентов, их необходимо замешать определенным образом, чтобы получить ту или иную марку смеси. Итак, в бетон входят:

- Цемент. Предпочтение стоит отдавать проверенному магазину. Разумеется, вы не сможете визуально проверить содержимое этих мешков, но есть и другой вариант проверки. Проверьте на ощупь мешки с материалом и убедитесь, что внутри нет затвердевших участков. Также важно проверить дату изготовления. Рекомендуется отдавать предпочтения цементу, который был произведен не раньше 4-х месяцев с момента покупки.
- Щебень. Основной крупный наполнитель. Он должен быть чистым, без пыли и другого мелкого мусора. Если добавить в раствор компонент, не соответствующий этим требованиям, то сцепление со смесью будет некачественным, как результат, прочность готового материала будет низкой. Лучше всего для бетона подходит щебень гранитной породы.
- Вода. Чтобы приготовить качественную бетонную смесь, необходимо взять пресную воду. Желательно, чтобы она была предварительно очищена от различных примесей. Многие строители совершают ошибку и не уделяют внимание это компоненту.
- Песок. Для строительства нужно использовать очищенный песок. Вы сможете определить наличие глины по внешнему виду. Если материал имеет выраженный желтый цвет, значит в нем много глины. Для приготовления бетона лучше всего брать серый или белый песок.

Полезный совет! Помимо щебня в создании бетонной смеси применяют и другие материалы. Гравий используют для приготовления 450-ой марки бетона. Для более низких марок берется известняк. Что касается гранита, то он обладает лучшими показателями морозоустойчивости и прочности.

Цемент и вода являются связующими элементами бетонной смеси, поэтому их можно назвать главными компонентами. Особенно важно учитывать отношение цемента к жидкости, принимая в расчет уровень влажности остальных ингредиентов. В зависимости от сорта компонентов, отличается поглощающая способность. Со связывающими элементами разобрались, идем дальше.

В любом бетоне должны присутствовать мелкие и крупные заполнители. Задачу мелкого выполняет песок, а крупного – щебень. Эти компоненты обеспечивают бетону структурный каркас, за счет которого готовый материал имеет высокие показатели прочности. Еще одна задача заполнителей заключается в снижении рисках необратимых деформаций.

Стандартные соотношения составов

Эта таблица поможет определить состав бетона по объему на 1м³ для разных марок, включая бетона М300:

Вот пропорции для стандартной бетонной смеси:

½ часть воды;
1 часть связующего компонента – цемента;
4 части крупного заполнителя – щебня;
2 части мелкого заполнителя – песка.

Перед началом строительных работ необходимо подобрать правильные соотношения. Выбор подходящей марки стоит поручить специалисту, так как от этого зависит долговечность и качество будущей постройки. Чтобы правильно выбрать бетона пропорции, необходимо учитывать следующие вопросы:

Как именно будет происходить укладка смеси в опалубку? Это можно сделать своими силами или при помощи строительной техники. Зная ответ на этот вопрос, вы сможете определить, какой именно состав подобрать – плотный или более пластичный.
Готовы ли вы купить дорогостоящие, но качественные материалы? Обычно в частной стройке подбирают средние марки, так как на здание в дальнейшем не будут действовать нагрузки. Главная задача строителя – возвести надежное основание. Профессионалы рекомендуют строить фундамент из высоких марок бетона.
Какая конструкция будет возводиться при помощи этого материала? Иногда строителю нужно доделать пристройку, в других случаях планируется возведение фундамента и несущих стен из одной марки бетона. Опять же, здесь все зависит от особенностей места стройки, поэтому марку должен подобрать профессионал.

На этой таблице показаны соотношения компонентов для марок М100-М400 на 1 м³:

Сразу стоит сказать, что идеальный рецепт получить невозможно. Компоненты, входящие в состав смеси, могут сильно отличаться по качеству, поэтому стоит указать ориентировочные соотношения для бетона. Возьмем самую популярную пропорцию 4:1, где 4 – это песок, а 1 – цемент. Качество наполнителей, применение, количество бетона и другие факторы влияют на эти пропорции. Важно понимать, сколько кг нужно на один куб бетона.

Здесь, соответственно, указаны пропорции и состав бетона марки М150, М250, М350, М450 на бетон м³:

Приготовление бетона на примере марки М400

Для приготовления любой марки рекомендуется брать цемент М500, который входит ив состав бетона М200. Нам необходимо 20 ведер цемента, что касается песка, то по таблице на состав 1 м³ нужно 1,6 кг. Умножаем 20 на 1,6 и получаем 32 ведра песка. Со щебнем проделываем такую же операцию – 64 ведра (1 кубометр бетона требует 3,2 кг щебня). Нужно 10 ведер воды для приготовления бетона марки М400 (20 умножаем на 0,5). Как видите, рассчитать состав бетона М400 при помощи таблицы будет достаточно просто.

Приготовление

Вы уже знаете состав бетонной смеси, и как рассчитываются пропорции бетона. В частном строительстве проще всего отмерять количество материала ведрами. При приготовлении раствора убедитесь, что лопата и ведро сухие. Чтобы получить максимально точные пропорции, щебень и песок в ведрах необходимо уплотнить и выровнять по краям.

Еще одна полезная таблица, где показано соотношение бетона к марке цемента. К примеру, с помощью В7 5 можно получить бетон М100:

Щебень с песком перемешиваются отдельно. Внутри необходимо сделать канавки и засыпать туда основной компонент – цемент. Все элементы необходимо тщательно перемешать между собой, пока вы не получите равномерную по цвету массу. В ней формируют конус и делают углубление в середине. Сюда вы и будете заливать воду порциями. Необходимо ждать, чтобы каждая порция полностью впиталась. Таким образом, вы получите подходящую бетонную смесь. Как видите, приготовление тоже имеет свои особенности. Освоить соотношение компонентов на 1 куб.

Состав бетона для фундамента пропорции на 1м3

Содержание, карта. Главная Виды работ и материалы Дренаж

Главная
О нас
- Реквизиты компании
Виды работ и материалы
- Гидроизоляция фундамента
- Жидкая резина
- Дренаж
- Инъекционная гидроизоляция
- Гидроизоляция кровли
- Гидроизоляция подвала
- Гидроизоляция бассейна

Пропорции бетона на 1м3 таблица, приготовление своими руками

Пропорции бетона для большинства домашних мастеров – дело сугубо приблизительное. Все знают, что основными компонентами бетона являются песок, щебень и связующий цемент, но вот в каком соотношении их использовать догадываются немногие, смешивая компоненты «на глаз» или один к трем и получая соответствующее качество раствора.

Таблица марок бетона на 1м3

- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М100
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 5,8 : 8,1
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,8 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,1 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М150
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 4,5 : 6,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,5 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М200
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 3,5 : 5,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,5 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М250
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 2,6 : 4,5
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,6 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,5 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М300
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 2,4 : 4,3
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,4 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,3 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М350
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,9 : 3,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,9 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М400
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,6 : 3,2
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,6 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,2 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М450
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,1 : 2,5
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,1 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5 кг

Количество и качество составляющих бетонной смеси зависит от того, какую марку мы планируем получить после. Марка – показатель прочности материала (аналог класс). Пропорции марок бетона давно определены опытным и эмпирическим путем, поэтому смешать нужный вам по характеристикам бетон нетрудно. Рассмотрим наиболее распространенные варианты, когда в качестве наполнителя используется гранитный щебень:

Количество цемента на 1 м3 бетона. Состав и марки бетона

Возведение практически любого современного здания не обходится без использования в той или иной степени бетона. Это универсальный и очень доступный по цене материал, позволяющий изготавливать надежные и прочные конструкции любой конфигурации и сложности. Применяется при изготовлении фундаментов, несущих конструкций, перекрытий, строительных блоков (стен и фундамента), тротуарной плитки, бордюров и малых архитектурных форм (вазонов, вазонов, лепнины и скульптур).Бетон также используется в таких конструкциях, как бассейны, подвалы, лестницы и т. Д.

Как выбрать цемент

Цемент — основа любого бетона. Это вещество, которое связывает смесь и придает прочность будущему дизайну или продукту. Сколько потребуется цемента на 1 м3 бетона, зависит от качества и марки этого вещества. Кроме того, необходимо знать, что разные сферы использования бетона требуют разной прочности. Например, для изготовления несущих конструкций или фундаментов требуется повышенная прочность вещества.Но для изготовления различных малых форм, например, тротуарной плитки, вазонов, бордюров, такая прочность не требуется.

Как правильно выбрать цемент и на что следует обратить внимание? В продаже есть различный цемент. Качество и конечная прочность изделий и конструкций зависят от бренда. Чем выше марка цемента, тем выше качество, а соответственно и прочность. Самыми распространенными брендами, продаваемыми в любом городе, являются M300, M400 и M500. Для изготовления конструкций, требующих большой несущей способности, используются марки М400 и М500.В остальных случаях можно использовать любой.

Еще одним важным фактором, влияющим на качество, является срок годности. Просроченный товар теряет связывающую способность, и торговая марка снижается. Также стоит обратить внимание на состояние самого цемента. Он должен быть рассыпчатым. Наличие комков может свидетельствовать о нарушении условий хранения. В основном это повышенная влажность. Этот цемент не рекомендуется.

Особенности выбора компонентов

Любой бетон состоит из нескольких компонентов:

Цемент.
Песок.
Щебень.
Вода.
Присадки.

В смесь добавляют песок и щебень для снижения ее цены и прочности. От качества этих комплектующих зависит надежность будущих изделий. Они не допускают наличия примесей глины, ила или почвы. В зависимости от вида работ можно использовать щебень фракцией от 1 до 7-8 см. Для производства малых архитектурных форм, строительных блоков и тротуарной плитки, мелкого щебня, так называемого просеивания (0.1-1 см), часто используется.

Вода, используемая в смеси, должна быть чистой и не содержать глинистых примесей. Повышенное содержание минералов в воде может привести к появлению белых пятен на поверхности бетона после выдержки.

Использование специальных присадок не обязательно. Тем не менее пренебрегать ими при приготовлении бетонной смеси не стоит. Они позволяют улучшить некоторые характеристики бетона:

Повышенная морозостойкость и позволяет работать при минусовых температурах (вода не кристаллизуется).
Повышение прочности до и после закалки. №
Повышение пластичности смеси и предотвращение возникновения микротрещин;
И многое другое.

Применение цемента

В зависимости от марки цемента, количества и качества наполнители и добавки могут быть получены из различных марок бетона. Обозначение марок бетона аналогично обозначению, используемому для цемента. Но с добавлением компонентов марка цемента обычно снижается.Так, например, из цемента М400 можно получить марки бетона М350, М300, М250, М200, М150 и так далее.

Таким образом, при производстве бетона происходит равномерное перемешивание всех ингредиентов в нужных пропорциях. В зависимости от этого получаются смеси высокой прочности для фундаментов, несущих конструкций, перекрытий и менее устойчивые смеси для конструкций, не требующих повышенной прочности. Поэтому, чтобы определить, какая марка бетона нужна, необходимо знать его назначение.

Фундаментные работы

О том, сколько цемента на 1 м3 бетона для фундамента нужно добавить, пойдем дальше. Здесь мы рассмотрим особенности фундаментных работ. Для изготовления фундаментов и несущих конструкций используют бетон не ниже марки М200 в зависимости от будущей конструкции, ее веса и особенностей. Для более тяжелых конструкций желательно использовать бетон не ниже М300.

В зависимости от особенностей грунта и структуры будущего сооружения выделяют три основных типа фундаментов:

Монолитно-плиточный.
Лента.
Столбчатый.

Производство бетона для всех типов одинаковое. Причем количество цемента на 1 м3 бетона для фундамента не зависит от его типа.

Закупка товарного бетона

Если принято решение о закупке готового бетона, то знать, сколько цемента на 1 м3 бетона брать, не нужно. Осталось только рассчитать необходимое количество кубиков и заказать. Практически в каждом городе есть множество компаний, занимающихся продажей и производством этого материала.Но сколько стоит куб бетона? В среднем цена на готовую смесь варьируется от 3000 до 5000 рублей. Стоимость, в основном, зависит от марки бетона. А чтобы точнее ответить на вопрос о том, сколько стоит куб бетона, нужно знать цены в вашем регионе.

При покупке следует обращать внимание на качество смеси. У продавца должны быть сертификаты, подтверждающие, что вы приобретаете бетон высокого качества. Также необходимо указать ГОСТ.

Самодельная смесь

Самостоятельное приготовление бетона не сложный процесс.С этим справится

Конструкция бетонной смеси — planete-tp: Все об общественных работах

Бетон представляет собой смесь нескольких природных компонентов, в том числе:

* Вяжущее : цемент, затвердевающий в присутствии воды;

* Вода : требуется для затвердевания цемента и для его укладки. Однако необходимо соблюдать осторожность, так как слишком много воды снижает прочность и долговечность бетона.

* Заполнитель : он различается по размеру от песка до гравия, который образует «каркас» бетона.

* И, при необходимости, добавки : они изменяют свойства бетона в зависимости от их природы.

Для составления бетона в первую очередь необходимо выбрать:

* тип агрегата (камни) и размер частиц

* , затем тип цемента (существует большое разнообразие типов цемента с разными характеристиками и эксплуатационными характеристиками — обычно 350 кг цемента на 1 м3 бетона)

* , то количество воды (обычно от 130 до 150 литров на 1 м3 бетона)

* и, наконец, при необходимости количество добавок (несколько килограммов на 1 м3 бетона).

Один кубический метр бетона весит 2,5 тонны.
Обычно 1 м3 бетона состоит из 350 кг цемента, 700 кг песка, 1200 кг щебня и 150 литров воды.

Процесс создания смеси может проводиться либо на основе диаграмм, либо экспериментально. Эти методы основаны на достижении максимальной плотности бетона ..

Приблизительные пропорции компонентов в обычном бетоне

Состав	Вода	Воздух	Агрегат	Цемент
Объем (%)	14-22	1-6	7-14	60-78
Масса (%)	5-9	–	9-18	63-85

Затем этот состав оптимизируется и регулируется на основе испытаний на сжатие, проводимых на испытательных образцах.

Содержание воды должно быть как можно более низким с учетом удобоукладываемости и гидратации бетона. Доля цемента напрямую влияет на механическую прочность. Соотношение вода / цемент (в / ц) должно быть от 0,35 до 0,5.

Фото: права защищены

При проектировании смеси необходимо учитывать:

* данные проекта : механические характеристики, размеры конструкции, арматура …

* данные рабочего места : укладочное оборудование, климатические условия…

* данные, относящиеся к желаемым свойствам цемента : удобоукладываемость, плотность, долговечность, эстетический вид, …

Структурные характеристики полупрозрачных бетонных фасадных панелей

Энергосбережение — новая глобальная проблема для устойчивого развития инфраструктуры . Спрос на энергию в строительном секторе составляет около 34% мирового спроса на энергию, а на искусственное освещение потребляется около 19% от общего объема поставляемой электроэнергии во всем мире. Жизненно важно разработать новый вид строительного материала, который может снизить потребность в энергии искусственного освещения. В данном исследовании предпринимается попытка решить такие проблемы путем разработки светопрозрачного бетонного фасада с использованием местных материалов, которые можно использовать в качестве энергосберегающего строительного материала. Были изучены объемная плотность, прочность на сжатие и прочность на изгиб светопрозрачного бетона, содержащего 2%, 4% и 6% объемных соотношений пластиковых оптических волокон (POF). Кроме того, была исследована прочность на изгиб светопрозрачных бетонных фасадных панелей с 6% объемной долей POF.Результаты экспериментов показали, что использование пластиковых оптических волокон с объемной долей до 6% не оказывает отрицательного влияния на объемную плотность светопрозрачного бетона. Прозрачные образцы бетона показали относительно более низкую прочность на сжатие и изгиб по сравнению с эталонным бетоном. Однако было очевидно, что прочность на сжатие полупрозрачного бетона увеличивалась с увеличением объемного отношения POF. Было замечено, что прочность на изгиб полупрозрачного бетона снижается с увеличением объемного отношения POF.Результаты показали, что светопрозрачные бетонные панели имеют лучшую прочность на изгиб, пластичность и способность поглощать энергию, чем эталонная бетонная панель. Энергосбережение, охрана окружающей среды, а также улучшения эстетических и структурных характеристик, связанные с применением полупрозрачных бетонных фасадных панелей в качестве архитектурных стен, будут способствовать развитию зеленых и устойчивых зданий, а также внесут вклад в устойчивое строительство.

1. Введение

Устойчивое строительство становится серьезной проблемой и новой проблемой в строительной отрасли во всем мире.Развитие экологически рационального строительства сводит к минимуму истощение запасов сырья и энергии и играет важную роль в защите окружающей среды. Он также способствует экологически чистому использованию и проектированию конструкций [1]. Бетон — самый важный и широко используемый строительный материал в строительной отрасли. Плотность и непрозрачность компонентов бетона препятствует пропусканию света и, как следствие, приводит к непрозрачности материала. Однако бетон может быть преобразован из непрозрачного в полупрозрачный путем объединения оптических волокон с бетонной матрицей.Полупрозрачный бетон (TC) — это новый энергосберегающий строительный материал, который позволяет передавать свет во внутреннюю среду через встроенные оптические волокна. Помимо светопропускания, полупрозрачный бетон способен отображать силуэты любых проксимальных объектов, расположенных на более светлой стороне стены; таким образом, его также можно использовать в архитектуре тюрьмы, банка и музея для обеспечения безопасности, надзора и защиты [2].

Жилые и коммерческие здания являются одними из самых энергоемких секторов освещения.Спрос на энергию в строительном секторе составляет примерно 34% мирового спроса на энергию [3]. Искусственное освещение потребляет около 19% всей поставляемой в мире электроэнергии [4]. Спрос на электрическое освещение постоянно растет с ростом населения, урбанизацией и строительством многоэтажных домов. Когда многоэтажные здания строятся близко друг к другу, естественный солнечный свет затрудняется прохождением через них из-за препятствий от соседних строений. В дневное время яркость внутренней среды в зданиях полностью поддерживается за счет искусственного освещения, которое потребляет большое количество электроэнергии.Использование естественного солнечного света в помещении снижает потребность в искусственном освещении и снижает затраты на электроэнергию, а также способствует созданию более комфортных условий для пассажиров. Было доказано, что внутренние помещения с достаточным естественным освещением снижают стресс у людей, находящихся в помещении, улучшают визуальный комфорт и улучшают удержание сотрудников [5]. Жизненно важно разработать новый вид строительного материала, который может снизить потребность в энергии искусственного освещения. В данном исследовании предпринимается попытка решить такие проблемы путем разработки светопрозрачного бетона с использованием местных материалов, которые можно использовать в качестве энергосберегающего строительного материала в различных архитектурных стенах зданий без ущерба для фундаментальных инженерных свойств материала. Полупрозрачный бетон — это эстетически приятный бетон, который предлагает схему дневного света в зданиях и в целом способствует развитию зеленых зданий и устойчивого строительства.

Светопрозрачный бетон на цементной основе представляет собой комбинацию обычных компонентов бетона, таких как цемент, мелкий заполнитель и вода, а также примерно 2–6% оптического волокна в процентах от общего объема образца. Несущие и ненесущие светопрозрачные бетонные панели или фасады должны отвечать требованиям прочности, удобства обслуживания и долговечности, чтобы выдерживать ожидаемые предельные нагрузки с допустимым прогибом [6].Кроме того, характеристики светопропускания должны быть достаточными, чтобы соответствовать минимальному уровню освещенности для оптической активности людей в помещениях и соответствовать таким стандартам, как Австралийско-новозеландский стандарт [7].

Венгерский архитектор Арон Лошонци представил первую концепцию светопропускающего бетона в 2001 году, а первый прототип светопрозрачной бетонной панели был успешно разработан в 2003 году [8]. TC — это новый экологически чистый строительный материал, экспериментальных исследований на котором было мало.Altlomate et al. [9] исследовали прочность и светопропускание TC, содержащего POF диаметром 0,3 мм, 0,5 мм, 0,75 мм и 1,5 мм. Результаты показали, что включение POF оказывает различное влияние на прочность на сжатие. Результат теста скорости прямого ультразвукового импульса (UPV) показал, что качество TC было отличным, несмотря на включение POF. Ли и др. [10] исследовали прочность на сжатие и изгиб ТК на основе цемента, содержащих полиметилметакрилатные (ПММА) волокна. Прочность TC на сжатие и изгиб уменьшалась с увеличением объема волокон.Кроме того, прочность всех образцов TC была ниже, чем у эталонного бетона, и, таким образом, включение волокон ПММА привело к снижению прочности на сжатие и изгиб, несмотря на объемную долю волокон. Ли и др. [11] сообщили, что прочность на сжатие ТС на основе сульфоалюминатного цемента линейно снижается по мере увеличения объема оптических волокон при различных условиях отверждения. Salih et al. [12] изучали ТС, приготовленные с использованием самоуплотняющегося раствора (SCM) и POF в качестве арматуры.Включение POF в целом снизило прочность на сжатие и изгиб TC. Однако изменение диаметра и объема POF показало колеблющееся влияние на прочностные свойства TC. Было обнаружено, что волокна из ПММА диаметром 2 мм давали ТС с более высокой прочностью на изгиб и сжатие по сравнению с волокнами диаметром 1 мм и 2 мм. Другое исследование, проведенное Tutikian и Marquetto [6], было исследованием полупрозрачных бетонных стен, изготовленных с произвольным расположением оптических волокон для использования в сборном строительстве в Бразилии.Экспериментальные результаты показали, что прочность на сжатие и растяжение при изгибе TC уменьшается по мере увеличения процентного объема оптических волокон.

В Восточной Африке, а также в Африке нет научных работ по проектированию, строительству и применению светопрозрачного бетона. Это исследование направлено на то, чтобы привлечь внимание к светопрозрачному бетону в строительной отрасли в Африке и получить представление о разработке светопрозрачных бетонных фасадных панелей с использованием местных материалов, которые в последние годы приобрели большую популярность в вопросах устойчивого строительства и эффективности зданий во всем мире. .Более того, влияние пластикового оптического волокна на структурные характеристики полупрозрачных бетонных панелей всесторонне не изучалось. В этом исследовании также изучалось влияние на прочность при изгибе включения пластикового оптического волокна в бетонные панели.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Составляющие материалы, используемые для производства светопрозрачного бетона, включают цемент, известняковый порошок, мелкий заполнитель, переработанный стеклянный заполнитель, воду, суперпластификатор Sika ViscoCrete-3088 и пластиковые оптические волокна.В данном исследовании использовался обычный портландцемент типа I (CEM I 42.5N), соответствующий требованиям EN 197‐1 [13], с содержанием щелочи 0,15%. В качестве наполнителя использовался известняковый порошок (LP) с содержанием 85,5% CaCO ₃ по массе, который отвечал стандартным требованиям (≥75%) EN 197‐1 [13]. Крупность известнякового порошка, прошедшего через сито 185 мкм, м, 75 мкм, м, 45 мкм, мкм и 2 мкм, мкм составляла 100%, 90,85%, 75,77% и 10,60% соответственно. .В качестве мелкого заполнителя использовался речной песок с насыпной плотностью 1610 кг / м ³, просеянный через сито №8 (2,36 мм). Кроме того, измельченное натриево-кальциево-силикатное стекло, которое отвечало требованиям к гранулометрическому составу ASTM C33 [14], было использовано для замены природного мелкого заполнителя в смеси. Химический состав, определенный с помощью рентгеновской флуоресценции (XRF), и физические свойства составляющих материалов подробно описаны в таблице 1. Кривая распределения частиц по размерам мелкозернистого заполнителя и переработанного стеклянного заполнителя представлена на рисунке 1.Sika ViscoCrete-3088, высокодисперсный водоудерживающий суперпластификатор на основе поликарбоксилата, использовался в качестве химической добавки для улучшения удобоукладываемости и сохранения реологии свежих смесей самоуплотняющихся строительных смесей (SCM). Плотность и значение pH суперпластификатора составили 1,06 кг / л (при + 20 ° C) и 5,5 ± 0,5 соответственно. Изготовленное из полиметилметакрилата (ПММА-) пластиковое оптическое волокно (POF), имеющее показатель преломления сердцевины и числовую апертуру 1,49% и 0,5, соответственно, использовали в качестве среды передачи света в испытательных образцах.Технические характеристики POF подробно описаны в таблице 2.

9013

Химический (%) 9014 9023 9022 9014 902 9014 902 9023 90,2675 000 —^{46 — 9023 9023 9023 9023} 9023 9023 9023 2,32 9013 1433 9013 9013 9013


Свойства	Материал
Свойства	Цемент	LP	Мелкозернистый заполнитель

CaO	63,37	47,86	4,17	10,67
SiO2	1 2 1	12,2	79,96	81,98
Al ₂ O ₃	5,05	0,60	8,65	0,86	0,30	1,53	0,23
MgO	0,81	0,90	0,00	5,63
SO ₃	1,27	0,19
K ₂ O	0,52	—	2,82	0,23
Na ₂ O

P ₂ O ₅	—	0,15	0,79	0,12
Свободный CaO	0,63	—	7.91	—	—	—
Нерастворимый остаток (IR)	1,00	0,20	—	—
Потери при зажигании (LOI14) 9023 9023 9023 9023 9023 9023 9023	—
Физические
Удельный вес	3,15	2,80	2,37
1365	1610	1545
Удельная поверхность (см ² / г)	3197	1029	—	—
мм 0 Звук30	—	—	—
Нормальная консистенция (%)	25,65	—	—	—

Описание Свойство

Числовая апертура 0,5 Материал сердцевины Полиметилметакрилат 9014 0149 9023 9013 диаметр (Ø) 2 мм и 3 мм Внешний вид / цвет Прозрачный, гладкий Профиль показателя преломления Степень индекса Показатель преломления сердечника (%) 1.49 Теплопередача Нет Электропроводность Нет Наружная оболочка Нет Диапазон рабочих температур −40 ° C∼ Допускается радиус изгиба

≥10Ø
Скорость удлинения	≥4

2.2. Приготовление светопрозрачного бетона

Самоуплотняющаяся растворная смесь (SCM) была использована при создании прототипов светопрозрачных бетонных и светопрозрачных бетонных фасадных панелей [15].Смесь SCM включала известняковый порошок и переработанный стеклянный заполнитель (RGA) в качестве 30% и 20% замены цемента и мелкого заполнителя, соответственно. Смесь SCM была разработана и оценена на основе японского метода расчета смеси и EFNARC [16], соответственно (Таблицы 3–5).

9014 9014 9013 9013 9013 9013 9014 9013 9014 9013 (мм)⁴ 9023 9023 6^{4 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014}


Обозначение смеси	W / C	Цемент (кг / м ³)	Порошок известняка (кг / м ³)	Вода (кг / м	) 3 )	Мелкозернистый заполнитель (кг / м ³)	RGA (кг / м ³)	Суперпластификатор (кг / м ³)

SCM .46	547,42	208,54	251,74	948,00	237,00	6,80

Объемная доля POF (%)

Количество встроенных POF

Среднее расстояние POF (мм)

RC-0

—

Ø2-TC2

Ø2-TC4

9023 9023

Ø3-TC2

12.5

Ø3-TC4

Ø3-TC6

^{4 6,5 9023 9023 ^{4 9023 9023 9023 9023 TC6}}


Обозначение образца (%)	Диаметр POF (мм)	Объемная доля POF (%)	Количество включенных POF	Среднее расстояние POF (мм)
RC-0	—	—	—	—
Ø2-TC2	2	2	41	10.5
Ø2-TC4	2	4	82	8
Ø2-TC6	2	6	122	2	18	14,5
Ø3-TC4	3	4	36	11
Ø3-TC6	3	9023 9023 9023	3	9023

Прочность на сжатие полупрозрачного бетона была определена с использованием образцов, подготовленных на формах 50 × 50 × 50 мм. ³ форм через 7 дней и 28 дней отверждения в соответствии с ASTM C109 [17].Среднее значение трех измерений было сообщено как прочность на сжатие образцов полупрозрачного бетона. Направление нагрузки было перпендикулярно расположению и рисунку оптических волокон, включенных с постоянной скоростью нагрузки 0,25 МПа / с.

Модуль разрыва образцов полупрозрачного бетона был определен через 7 дней и 28 дней в соответствии с процедурами, изложенными в ASTM C348 [16]. Бетонную смесь заливали в трехрядные формы размером 40 × 40 × 160 мм ³ без какого-либо уплотнения.Затем после 24 часов литья образцы были извлечены из формы и выдержаны в воде при температуре 20 ± 1 ° C до возраста испытаний. Образцы призм подвергались нагрузке в третьей точке на разрыв с постоянной скоростью 50 ± 10 Н / с. Типичные образцы полупрозрачного бетона и пластикового оптического волокна показаны на рисунке 2.

2.3. Процесс изготовления полупрозрачных бетонных панелей

Для исследования структурных характеристик светопрозрачных бетонных панелей были подготовлены сборные бетонные панели с объемной долей POF 6%.Объемное соотношение 6% POF было выбрано для производства светопрозрачных бетонных панелей из-за достаточной светопропускающей способности, полученной в результате экспериментального испытания светопропускания, проведенного в [18].

Панели изготовлены из сборного железобетона, армированного пластиковыми оптическими волокнами. Размер каждой панели составлял 100 × 150 × 300 мм ³. Общая длина панелей составляла 400 мм при эффективной длине пролета 300 мм. В листах полиэтилена низкой плотности (LDPE) просверливались отверстия под ортогональную матрицу в соответствии с объемным соотношением включенных оптических волокон, и оптические волокна располагались с пространственным распределением.Затем подготовленные листы ПВД закрепляли в фанерных формах. Смесь SCM заливалась в формы без какой-либо внешней вибрации. После 24 ± 2 часов литья образцы были извлечены из формы и отверждены в воде при температуре 20 ± 1 ° C до возраста испытаний. Как правило, были подготовлены три образца для трех различных панелей, включая эталонную бетонную панель и полупрозрачные бетонные панели, имеющие диаметры POF 2 мм и 3 мм с объемным соотношением 6%. Детали светопрозрачных бетонных панелей представлены в таблице 6.Панель RCP обозначает эталонную бетонную панель без оптических волокон, тогда как TCP-2 и TCP-3 относятся к полупрозрачным бетонным панелям с оптическими волокнами 2 мм и 3 мм соответственно.


Обозначение панели	Размеры панели (мм)	Диаметр POF (мм)	Объемное соотношение POF (%)	Количество встроенных POF	(Среднее расстояние между POF )

RCP	100150300	—	—	—	—
TCP-2	10014 150 300 6149 9023 9023 9023 9023
7
TCP-3	100150300	3	6	382	10

2.4. Испытательная установка и оборудование для полупрозрачных бетонных панелей

Каждая панель была испытана на трехточечный изгиб в возрасте 28 дней согласно исследованию [19]. Испытательная установка состояла из двух стальных рам колонн, прикрепленных болтами к реакционному полу, и горизонтальной стальной балки, действующей в качестве несущей конструкции, прикрепленной болтами к двум колоннам. Стальная пластина была размещена по центру бетонного пола к несущей раме. Два стальных опорных ролика были прикреплены к стальной пластине, на которой располагались панели. Гидравлический домкрат и датчик нагрузки были размещены между панелью и грузовой рамой.Приложенная нагрузка на панели измерялась с помощью датчика нагрузки, расположенного непосредственно над гидравлическим домкратом. Прогиб в середине пролета панелей был определен с помощью 100-миллиметрового линейного переменного дифференциального преобразователя (LVDT), размещенного на нижней стороне. Деформация промежуточного пролета измерялась тензодатчиком электрического сопротивления, установленным в середине пролета панели. Схема экспериментального тестирования показана на рисунке 3.

2.5. Анализ нагрузки полупрозрачных бетонных панелей
Допустимая нагрузка и момент, напряжение изгиба, напряжение сдвига и нормальное напряжение полупрозрачных бетонных панелей были экспериментально проанализированы с использованием результатов испытаний трехточечной нагрузки на изгиб.Условие поддержки панели было принято как просто поддерживаемая система. Основываясь на этом предположении, были определены результирующий изгибающий момент в середине пролета и опорная реакция. Напряжение изгиба, нормальное напряжение, напряжение сдвига и модуль упругости определялись по результатам экспериментальных испытаний.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Механические свойства светопрозрачного бетона
Результаты испытаний механических свойств (прочности на сжатие и изгиб) светопрозрачного бетона представлены в таблице 7.
Обозначение образца (%) Насыпная плотность (кг / м ³) Прочность на сжатие (МПа) Прочность на изгиб (МПа)
28 дней 7 дней 28 дней
RC-0 2401,33 (0,88) 36,78 (0,96) 40,66 (0,76) 6146 (0,126)
.97 (0,17)
Ø2-TC2 2396,00 (0,76) 29,15 (0,54) 31,16 (0,64) 5,94 (0,17) 7,03 (0,10)
TC 2373,33 (0,98) 33,10 (0,83) 34,65 (0,89) 5,70 (0,15) 6,64 (0,06)
Ø2-TC6 2345,33 (0,83) 35,34 35,33 (0,59) 5,23 (0,15) 6,17 (0,23)
Ø3-TC2 2382.67 (1,09) 34,38 (0,87) 35,11 (0,71) 6,19 (0,49) 7,19 (0,31)
Ø3-TC4 2349,33 (0,92) 32,62 (90,62) (0,98) 5,65 (0,01) 6,80 (0,10)
Ø3-TC6 2320,00 (1,02) 30,54 (0,92) 37,01 (1,05) 5,3141 (0,12) 6 0,12 0,14)
Примечание. Среднее значение для трех повторных образцов и стандартное отклонение указаны в скобках.
3.1.1. Насыпная плотность
На рисунке 4 показано значение объемной плотности затвердевшего полупрозрачного бетона в возрасте 7 и 28 дней. Плотность светопрозрачного бетона (Ø2-TC и Ø3-TC) была ниже, чем у эталонного бетона (RC-0%). Плотность светопрозрачного бетона снижалась с увеличением объемной доли POF, независимо от диаметра световода. Это снижение было результатом более низкой плотности оптических волокон, чем у цементной матрицы.Плотность светопрозрачного бетона уменьшилась примерно на 0,22%, 1,17% и 2,33% для Ø2-TC и на 0,78%, 2,17% и 3,39% для Ø3-TC по сравнению с эталонным бетоном. Значения плотности, полученные в этой работе, совпадают с наблюдениями, опубликованными ранее в [12]. Обычно значения плотности светопрозрачного бетона лежат в диапазоне 2320–2400 кг / м ³.

3.1.2. Прочность на сжатие
Результаты испытаний на относительную прочность на сжатие полупрозрачного бетона (Ø2-TC и Ø3-TC) относительно эталонного бетона (RC-0%) представлены на Рисунке 5.Было четко отмечено, что все образцы полупрозрачного бетона показали более низкую прочность на сжатие, чем эталонный бетон, независимо от диаметра оптических волокон. В среднем 28-дневная прочность на сжатие для светопрозрачного бетона была на 8–24% ниже, чем для эталонного бетона. Эти данные совпадают с наблюдениями, опубликованными Salih et al. [12], которые пришли к выводу, что 28-дневная прочность на сжатие светопрозрачного бетона, содержащего POF диаметром 1,5 мм, 2 мм и 3 мм, составляет 7.На 12–28,50% ниже эталонного бетона. Однако было также очевидно, что прочность на сжатие полупрозрачного бетона увеличивалась с увеличением объемного отношения POF. По сравнению с светопрозрачным бетоном, содержащим 2% объема POF (диаметр 2 мм), прочность на сжатие светопрозрачного бетона, содержащего 4% и 6% объемных соотношений POF диаметром 2 мм, увеличилась на 11,21% и 15,99% соответственно. Однако прочность на сжатие образцов из светопрозрачного бетона с 4% и 6% объема POF (диаметр 3 мм) по сравнению с образцами, содержащими 2% объема POF (диаметр 3 мм), увеличилась на 1.56% и 5,41% соответственно. Полученные данные о влиянии POF согласуются с результатами исследования, проведенного Altlomate et al. [9], которые сообщили, что включение POF улучшает прочность бетона на сжатие. Прочность на сжатие всех образцов увеличивалась с увеличением срока выдержки. На рисунке 5 также показано, что прочность на сжатие была немного ниже в светопрозрачном бетоне, содержащем POF диаметром 2 мм, чем в соответствующем светопрозрачном бетоне, содержащем POF диаметром 3 мм.Эффект кажется значительным при 2% объемного соотношения POF. Относительно меньшее расстояние между POF 2 мм, чем POF 3 мм, может привести к меньшему расстоянию межсоединений цементной матрицы, окружающего поверхность POF, что, следовательно, ускоряет образование макротрещин во время сжимающей нагрузки [9]. Значения прочности на сжатие эталонного бетона и светопрозрачного бетона находились в диапазоне 31–40 МПа.

3.1.3. Прочность на изгиб
Результаты испытаний эталонного бетона (RC-0%) и полупрозрачного бетона (Ø3-TC и Ø2-TC) на изгиб графически показаны на Рисунке 6.Результаты показывают, что прочность на изгиб всех образцов Ø3-TC и Ø2-TC была ниже прочности образцов RC-0%. Кроме того, было четко отмечено, что прочность на изгиб светопрозрачного бетона уменьшается с увеличением объемного отношения POF независимо от разницы в диаметре POF. Это может быть связано с уменьшением адгезии между цементной матрицей и POF во время изгиба. Было замечено, что разрушение образцов изгиба произошло в межфазной переходной зоне вдоль поверхности POF и окружающей цементной пасты.Это явление можно объяснить тем, что при разрыве образцов в межфазной переходной зоне образуются микротрещины, что приводит к разрыву связывания и разрушению. Результаты, полученные в этом исследовании, подтверждают выводы, представленные в [10, 12], в которых сообщается, что включение POF снижает прочность на изгиб. На основе среднего значения трех измерений 28-дневная прочность на изгиб была на 9–24% ниже для светопрозрачного бетона, чем для эталонного бетона. Относительный процент снижения прочности на изгиб для образцов Ø3-TC с объемными отношениями POF 2%, 4% и 6% составил 9.80%, 14,71% и 24,02%, а для образцов Ø2-TC — 11,76%, 16,67% и 22,55% соответственно. Аналогичные результаты были также получены Salih et al. [12], которые наблюдали снижение модуля разрыва на 17–40% для образцов, содержащих 1,5 мм, 2 мм и 3 мм POF с объемными соотношениями 2%, 3% и 4%.

3.2. Прочность на изгиб полупрозрачных бетонных панелей
Нагрузка-прогиб () полупрозрачных бетонных панелей, а также эталонная бетонная панель, полученная в результате эксперимента, показана на рисунке 7.В ходе экспериментального исследования было обнаружено, что предельная нагрузка при изгибе, переносимая TCP-2 и TCP-3, составляла 11,38 кН и 11,69 кН соответственно. Максимальный прогиб в середине пролета TCP-2 и TCP-3 составлял 1,60 мм и 1,84 мм, соответственно, в то время как для RCP предельная нагрузка и максимальный прогиб в середине пролета составляли 23,23 кН и 1,43 мм соответственно. Результаты показывают, что TCP-2 и TCP-3 несут предельную нагрузку на 51,02% и 49,66% соответственно, чем RCP. Однако максимальный прогиб в середине пролета, наблюдаемый в RCP, составил 10.На 64% и 22,22% меньше по сравнению с TCP-2 и TCP-3 соответственно.

Параметры вязкости при изгибе (коэффициент вязкости при изгибе и вязкость при изгибе) были определены из графика (Рисунок 7) в соответствии с JSCE-SF4 на основе предела эксплуатационной пригодности или критерия отказа. АОЭ-СФ4 утверждает, что железобетон годен к эксплуатации до прогиба δ _tb = / 150 пролета с учетом тяжелых условий эксплуатации. Основываясь на этой философии, была определена прочность на изгиб светопрозрачных и эталонных бетонных панелей, подробные сведения приведены в таблице 8.Из результатов экспериментальных испытаний было четко отмечено, что TCP демонстрирует большую деформацию без заметного падения нагрузки, что указывает на лучшую пластичность и поглощение энергии по сравнению с RCP. Это снижение хрупкости бетона или улучшение пластичности было результатом включения POF. Вязкость при изгибе была на 11,01% и 21,15% выше у TCP-2 и TCP-3, соответственно, чем у RCP. Этот вывод согласуется с результатами исследования, проведенного Salih et al.[20], которые сообщили, что включение POF улучшает пластичность бетона. Результаты также показывают, что панели, содержащие POF, демонстрируют более высокий коэффициент прочности на изгиб по сравнению с RCP. Состояние отказа в RCP возникло внезапно после превышения предельной грузоподъемности без появления каких-либо трещин и предупреждений об отказе, в то время как полупрозрачные бетонные панели выдерживают значительную нагрузку при увеличении прогиба и показывают трещины изгиба, перпендикулярные выравниванию оптических волокон ниже нейтральная ось до отказа.
143
Обозначение панели Вязкость при изгибе (кН · мм) Коэффициент прочности на изгиб (Н / мм ²)
9023 906 906 0,55
TCP-2 9,29 0,62
TCP-3 10,49 0,70
3. Экспериментальный анализ нагрузки на светопрозрачные бетонные панели
Результаты экспериментального анализа нагрузки на светопрозрачные бетонные панели и эталонные бетонные панели представлены в таблице 9. Напряжение-деформация при изгибе и нормальное напряжение-деформация армированного POF бетона и RCP показаны на рисунках 8 и 9 соответственно.
-дневная прочность на сжатие 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9024 9014 9014 9014
Результаты испытаний для анализа экспериментальной нагрузки (при отказе) Обозначение панели
RCP TCP-2 TCP-3
40.66 36,14 37,01
Плотность массы (кг / м ³) 2401,33 2345,33 2320,00
Предельная нагрузка (кН14) 11,23 9023
Максимальный прогиб (мм) 1,43 1,60 1,84
Максимальная деформация (мм / мм) 0,0030 0,0036 0,0034
kN · Максимальный изгибающий момент 9023 мм 1741.95 853,20 876,90
Максимальная реакция опоры (кН) 11,61 5,69 5,85
Максимальное напряжение изгиба (Н / мм ^{232) 4,66 9023 9023}
Максимальное нормальное напряжение (Н / мм ²) 1,55 0,76 0,78
Максимальное напряжение сдвига (Н / мм ²) 2,32 1.14 1,17
Модуль упругости (ГПа) 32,26 29,36 29,23
Модуль сдвига (ГПа) 15,82

Результаты показали, что предельный изгибающий момент, передаваемый TCP, был меньше момента, поддерживаемого RCP, на 51,02% для TCP-2 и 49,66% для TCP-3.Аналогичная тенденция наблюдалась также для нагрузки опорной реакции, напряжения изгиба, нормальное напряжения и напряжения сдвига, что ссылка панель несет и, и она структурно работает лучше, чем те панели армированы POF. Однако измеренные экспериментально деформации показали, что деформация панелей, армированных POF, была выше, чем деформация панели без POF. Ясно, что все панели продемонстрировали максимальную боковую деформацию величиной более 0,0030 мм / мм. Для полупрозрачных панелей деформация была на 13-20% выше, чем для контрольной панели.Это указывает на то, что, несмотря на допустимую нагрузку, включение POF улучшает рассеяние энергии и позволяет предупреждать об отказе посредством большого чрезмерного отклонения. Пластичность оптических волокон объясняется улучшенным рассеянием энергии TCP. Кроме того, режим отказа и общий отклик панелей зависели от материала волокна. Разрушение панелей произошло до достижения предела эксплуатационной пригодности в середине пролета, / 150, обычно используемого для архитектурных элементов.
Модуль упругости и модуль сдвига RCP, оцененные ACI 318, были на 9% выше, чем TCP. Модули упругости и сдвига лежат в пределах 29,2–32,2 ГПа и 14,3–15,8 ГПа соответственно. Модуль упругости и модуль сдвига являются основными параметрами при проектировании бетонных конструкций. Более высокий модуль упругости указывает на то, что бетонная панель может выдерживать более высокое напряжение, но становится хрупкой и быстрее появляются трещины, в то время как более низкий модуль упругости указывает на то, что бетонная панель может легко деформироваться и сгибаться.По модулю упругости эталонная бетонная панель была более хрупкой, чем полупрозрачные бетонные панели.
4. Выводы
На основании результатов испытаний механических свойств и структурных характеристик светопрозрачного бетона следует сделать следующие выводы: (1) Было четко отмечено, что все образцы светопрозрачного бетона показали прочность на сжатие ниже, чем эталонный бетон. В среднем 28-дневная прочность на сжатие для светопрозрачного бетона была на 8–24% ниже, чем для эталонного бетона.Прочность на сжатие полупрозрачного бетона увеличивалась с увеличением объемного отношения пластиковых оптических волокон (POF). (2) Было обнаружено, что включение POF в бетон значительно снижает прочность на изгиб. Наблюдаемая общая тенденция указывает на снижение прочности на изгиб с увеличением объемного отношения POF. Прочность на изгиб в течение 28 дней была на 9–24% ниже для светопрозрачного бетона, чем для эталонного бетона. (3) Из результатов экспериментальных испытаний было очевидно, что светопрозрачные бетонные панели демонстрировали большую деформацию без значительного падения нагрузки, что указывает на лучшее пластичность и поглощение энергии по сравнению с эталонной бетонной панелью.(4) Прочность на изгиб у полупрозрачных бетонных панелей была на 11–22% выше, чем у эталонной бетонной панели. Таким образом, включение POF улучшает характеристики ударной вязкости бетона. (5) Предельная нагрузка, изгибающий момент, напряжение сдвига, нормальное напряжение и способность выдерживать напряжение изгиба полупрозрачных бетонных панелей были на 49% -51% ниже, чем у контрольных (6) Как правило, с точки зрения предельного состояния эксплуатационной пригодности и пластичности, полупрозрачные бетонные панели работают лучше, чем стандартные бетонные панели.(7) Полупрозрачные бетонные панели, разработанные в этом исследовании, подходят для применения в архитектурных стенах зеленых зданий, станциях метро, в структурных фасадах банков, стен тюрем и музеев для повышения безопасности и надзора, а также безопасности. Его также можно использовать в аэропортах, метро и дорожных знаках для улучшения видимости.
Доступность данных
Авторы заявляют, что данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны в статье и дополнительных информационных файлах.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Выражение признательности
Это исследование финансировалось Комиссией Африканского союза (AUC) и Японским агентством международного сотрудничества (JICA) в рамках гранта на исследования инноваций в Африке, Японии и Африке 2017/2018 (Ссылка на проект: JKU / ADM / 10B) через Африку -ai-Japan Project (Африканский союз-африканские инновации-JKUAT и сетевой проект PAUSTI).
Дополнительные материалы
Рис. 1: детали настройки структурных характеристик полупрозрачной бетонной панели.Рисунок 2: Определение прочности при изгибе и коэффициента ударной вязкости по JSCE-SF4. Рисунок 3: профиль нормального напряжения структурной панели / фасада. Рисунок 4: профиль напряжения сдвига структурной панели / фасада. Дополнительная таблица 1: Расчет POF для образцов из полупрозрачного бетона (кубы для испытаний на прочность на сжатие (POF Ø2 мм)). Дополнительная таблица 2: Расчет POF для образцов из полупрозрачного бетона (кубики для испытаний на прочность на сжатие (POF Ø3 мм)). Дополнительная таблица 3: Расчет POF для образцов из полупрозрачного бетона (кубики для испытания прочности на изгиб (POF Ø2 мм)).Дополнительная таблица 4: Расчет POF для образцов из полупрозрачного бетона (кубики для испытания прочности на изгиб (POF Ø3 мм)). Дополнительная таблица 5: Расчет POF для полупрозрачной бетонной панели (6% об. / Об.). Дополнительная таблица 6: экспериментальный анализ нагрузки эталонной бетонной панели. Дополнительная таблица 7: экспериментальный анализ нагрузки на светопрозрачную бетонную панель (Ø2 мм, 6% POF). Дополнительная таблица 8: экспериментальный анализ нагрузки на светопрозрачную бетонную панель (Ø3 мм, 6% POF). Дополнительная таблица 9: прочность на изгиб эталонной бетонной панели.Дополнительная таблица 10: вязкость при изгибе полупрозрачной бетонной панели (Ø2 мм, 6% POF). Дополнительная таблица 11: прочность на изгиб светопрозрачной бетонной панели (Ø3 мм, 6% POF). (Дополнительные материалы)
Состав функций
«Композиция функций» применяет одну функцию к результатам другой:
Результат f () отправляется через g ()
Написано: (g º f) (x)
Что означает: g (f (x))
Пример: f (x) = 2x + 3 и g (x) = x ²
«x» — это просто заполнитель .Во избежание путаницы назовем его просто «ввод»:
f (ввод) = 2 (ввод) +3
г (ввод) = (ввод) ²
Начнем:
(g º f) (x) = g (f (x))
Сначала мы применяем f, затем применяем g к этому результату:
(g º f) (x) = (2x + 3) ²
Что, если мы перевернем порядок f и g?
(f º g) (x) = f (g (x))
Сначала мы применяем g, затем применяем f к этому результату:
(f º g) (x) = 2x ² +3
Получаем другой результат!
Когда мы меняем порядок, результат редко бывает одинаковым.
Так что будьте осторожны, какая функция стоит первой.
Символ
Символ композиции — маленький кружок:
(g º f) (x)
Это , а не , а заполненная точка: (g · f) (x), так как это означает умножить .
Состоит из самого себя
Мы даже можем составить функцию сама с собой!
Пример: f (x) = 2x + 3
(f º f) (x) = f (f (x))
Сначала мы применяем f, затем применяем f к этому результату:
(f º f) (x) = 2 (2x + 3) +3 = 4x + 9
Мы могли бы обойтись без красивой диаграммы:
(f º f) (x) = f (f (x))
= е (2x + 3)
= 2 (2x + 3) +3
= 4x + 9
Домены
До сих пор это было легко, но теперь мы должны рассмотреть Домены функций.
Домен — это набор всех значений, которые входят в функцию.
Функция должна работать для всех значений, которые мы ей даем, так что зависит от нас , чтобы убедиться, что мы получили правильный домен!
Пример: домен для √x (квадратный корень из x)
У нас не может быть квадратного корня из отрицательного числа (если мы не используем мнимые числа, но это не так), поэтому мы должны исключить отрицательных чисел:
Область √x — все неотрицательные действительные числа
На числовой прямой это выглядит так:
В нотации конструктора множеств записано:
{x | x ≥ 0}
Или, используя обозначение интервала, это:
[0, + ∞)
Важно правильно оформить домен, иначе мы получим плохие результаты!
Область составной функции
Мы должны получить оба домена правильно (составная функция и — первая использованная функция).
При выполнении, например, (g º f) (x) = g (f (x)):
Убедитесь, что мы получили домен для f (x) правильно,
Затем также убедитесь, что g (x) получает правильный домен
Пример: f (x) = √x и g (x) = x ²
Область f (x) = √x — все неотрицательные действительные числа
Область g (x) = x ² — это все действительные числа
Составная функция:
(g º f) (x) = g (f (x))
= (√x) ²
= х
Итак, «x» обычно имеет Домен всех действительных чисел…
… но поскольку это составная функция , мы должны также учитывать f (x) ,
Таким образом, домен состоит из неотрицательных вещественных чисел
Почему оба домена?
Что ж, представьте, что функции — это машины … первый плавит отверстие пламенем (только для металла), второй просверливает отверстие немного больше (работает с деревом или металлом):
То, что мы видим в конце, — это просверленное отверстие, и мы можем подумать, что «это должно работать для дерева или металла ».
Но если мы поместим дрова в g º f, то первая функция f разожжет огонь и все сожжет!
Итак, что происходит «внутри машины», важно.
Функция разложения
Мы можем пойти другим путем и разбить функцию на набор других функций.
Пример: (x + 1 / x) ²
Эта функция может быть выполнена из этих двух функций:
f (х) = х + 1 / х
г (х) = х ²
И получаем:
(g º f) (x) = g (f (x))
= г (х + 1 / х)
= (х + 1 / х) ²
Это может быть полезно, если исходная функция слишком сложна для работы.
Сводка
«Функциональная композиция» применяет одну функцию к результатам другой.
(g º f) (x) = g (f (x)) , сначала примените f (), затем примените g ()
Мы также должны уважать область первой функции
Некоторые функции можно разделить на две (или более) более простые функции.
Ничего не найдено для Wp Content Uploads 2016 12 Markiv_Optimization Of Concrete Composition Pdf
О компании
Блог
Примеры из практики
Технические данные
Приложения
Домашнее использование
Преимущества цеолита в борьбе с запахом
Дезодоратор заднего двора
Компостирование
Гидропоника
Животноводство
Корм для животных
Птица
Свинья
Уход за лошадьми
Крупный рогатый скот / молочные коровы
Постельное белье для животных / дезодорант для сарая
Компостирование навоза и уменьшение запаха
Предварительная обработка и управление лагуной
Анаэробные варочные котлы и биогаз
Абсорбент и адсорбент
Удаление аммиака
Поглощение тяжелых металлов
Инкапсуляция углеводородов
Инкапсуляция отходов
Инкапсуляция радиоактивных отходов
Реконструкция хвостов
Разливы химикатов
Поглощение плесени
Промышленный абсорбент
Контроль запаха и влажности
Маслоабсорбент и расплав льда
Очистка воды
Аквакультура
Технологии восстановления аммиака
Аквариумы
Шахтные хвостохранилища
Управление ливневыми водами
Питьевая вода
Бассейны и джакузи
Пруды
Водосбережение
Компост и молочные продукты
Поправка о почвах
Контроль запаха
Дезодоратор для сарая
Освежитель стойла
Помет для котят
Бытовые запахи
Строительство
Бетон, цемент и строительный раствор
Защита от электромагнитных помех
Штукатурки, Растворы
Краски, покрытия
Легкий бетон
Теплая асфальтовая смесь
Ландшафтный ремонт
Преимущества в качестве заполнения
Контроль тяги
Лед тает
Дороги
Дорожки для прогулок
Синтетический газон
Продукты
Часто задаваемые вопросы
Диаграмма сетки
Политика доставки
Контакт
Поиск
Конспекты лекций, все лекции — модуль 2, от преподавателя
ФАКУЛЬТЕТ ENGI NEERI NG
UNI VERSI TY OF TECHNOLOGY, СИДНЕЙ
4 8 3 5 2: Строительные материалы
LECT U RE N OT ES
M od u le n o.2: Concrete M ak in g M ater ia ls
, ПОДГОТОВЛЕННЫЙ
DR R SRI RAVINDRARAJAH
ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ,
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, СИДНЕЙ
Contents
Contents ct ion M ater ia l 3
Tu t or ia l N o. 5: Смеси составные ионы 1 4
Це м е н т а н д е т е р Бин д е р М а т е р ил 1 5
Tu t or ia l N o. 6: БИНДЕР МАТЕРИАЛЫ 2 9
Агрегатные или комбинированные смеси 3 0
Tu t or ia l N o.7: Агрегатные или комбинированные смеси 3 8
Сигн и т ь в о д е н и е 3 9
Tu t or ia l N o. 8: В а т е р 4 3
Дополнение для конкреции 4 4
Tu t or ia l N o. 9: Дополнение или конфе р ция 4 8
ДОБАВЛЕНИЕ ПРИМЕНИТАНИЙ, НАГРУЗИТЕ НА ЛИНИЮ НА ЛИНИИ ИЛИ ЭКСПЕРТАЦИЮ.
ДРУГИЕ МОДУЛИ ДЛЯ ДАННОЙ ТЕМЫ
М од у л ь н о.1: М а т е р и я и м е т а лы
M od u le No. 3: КОНРЕТ ИОН И ПРОДУКТЫ
M od u le No. 4: ДРУГИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
M od u le No. 5: Констукция ионных материалов Техника
2. Историческая справка
Бетон веками использовался в качестве строительного материала, потому что большинство этих частей мир, где зародились ранние цивилизации, имел естественные залежи цемента.В В странах Средиземноморья сохранилось много остатков римских бетонных построек. Бетон был использован египтянами около 2000 г. до н.э. Использование известковых растворов для полов хижин был найден при раскопках еще 5600 г. до н.э. Египтяне использовали известь строительные растворы и гипсовые растворы в строительстве пирамид Хеопса и других сооружений, а Греки использовали преимущественно известковые растворы.
Вероятно, наиболее существенным существующим бетонным зданием античности является Пантеон в Риме. (27 г. до н.э.).Крыша без опоры диаметром 50 м состоит из легкого бетона. сегменты. В качестве заполнителя использовалась вулканическая пемза, связанная с известью и пуццоланом. матрица. Вся крыша была спроектирована так, чтобы находиться в состоянии сжатия, поэтому нет необходимости в растяжении. армирование. Сохранение этой крыши более 2000 лет ясно показывает, что бетон можно очень прочный.
В 1759 году Джон Смитон построил новый маяк на скале Эддистоун недалеко от Плимута. бетонное основание. Этот маяк простоял 126 лет, прежде чем его заменили.Смитон признал, что обычный известковый раствор не затвердеет под водой и не будет достаточно прочный, чтобы противостоять износу от морских волн. Он обнаружил, что лучший миномет произошел из известняка, который содержал наибольший процент глины.
15 декабря 1824 г. Джозеф Аспдин (1779–1855 гг.), Каменщик в Англии, достал патент на производство нового улучшенного цемента, который он назвал портландцементом потому что по цвету он походил на камень, добытый на острове Портленд.портландцемент был более однородного качества, чем натуральный цемент, и был более прочным и долговечным бетон, чем известь.
3. Универсальность бетона
Есть две специфические характеристики, которые делают бетон таким универсальным. Во-первых, бетон может быть отформован в различные формы и размеры либо на месте, либо в сборном железе бетон работает при температуре окружающей среды выше нуля. Пока бетон остается влажным, он будет постепенно закаляться и набираться силы. Второе главное достоинство — защитный бетон. может дать стали препятствовать коррозии.Все остальные преимущества бетона вторичны по сравнению с это, возможно, за исключением стоимости.
Полная универсальность бетона намного выше благодаря выбору компонентов бетона, прочность на сжатие может находиться в диапазоне от 5 МПа до более 100 МПа и плотностью от 500 до 3000 кг / м 3. Бетоны с самой низкой плотностью идеальны для цели изоляции, в то время как самые тяжелые могут обеспечить защиту от ядерного излучения. В плотность бетона нормального веса составляет около 2400 кг / м 3, а прочность на сжатие конструкционный бетон варьируется от 20 до 100 МПа.
Бетон слаб на растяжение, и его прочность на растяжение составляет около 10% от его прочности на сжатие. Бетон обычно армируют стальными стержнями с высоким пределом прочности, чтобы получить полезную арматуру. бетонные конструкции. Стальные арматуры очень высокой прочности используются для изготовления предварительно напряженных бетонные конструкции.
Также можно использовать различные типы волокон для повышения прочности бетона на разрыв за счет контролировать возникновение и рост трещин и изменить хрупкую природу бетона на пластичную.Асбестовые, стеклянные, стальные и полипропиленовые волокна являются некоторыми примерами волокон, используемых при производстве фибробетон. Каждый тип волокна обладает определенными характеристиками. добавление к общей универсальности бетона и предоставление возможностей для новых применений бетона изделия в строительстве.
Еще один способ расширить потенциальный диапазон свойств бетона для удовлетворения потребностей пользователь путем включения добавок на основе полимеров в бетонные смеси для производства полимеров бетон.Водные эмульсии латекса каучука или полимеров или сополимеров, таких как метил использовались метакрилат или стирол-бутадиен. Они часто увеличивают отказ бетон и обеспечивают большую устойчивость к химически агрессивным средам.
Разработка химических добавок для изменения свойств бетона, позволяющих им использоваться еще более широко, было очень быстро. В частности, свойства свежего бетона например, поток и настройки могут быть значительно изменены.Бетоны (самоуплотняющийся бетон) может свободно течь с минимальной вибрацией для заполнения опалубки до ровной поверхности. Более того, такой сыпучий бетон может быть получен с низким отношением воды к цементу и с минимальная сегрегация и кровотечение. Другие химические добавки позволяют перекачивать бетон. на большие расстояния для размещения на значительной высоте в конструкции или вдали от точка доставки на территории.
Бетон может быть изготовлен при правильном выборе составляющих материалов и составов смеси для выдерживать различные условия воздействия.Бетонные конструкции показали успешную работу в морская среда, подземная среда, канализационная среда, от радиации, под очень низкие (криогенные) температуры для хранения сжиженных газов, при очень высокой температуре печи условиях и в жесткой химической среде.
Домашнее задание: № 1: Выполните поиск в Google по следующим ключевым словам: Армированный волокном бетон; Полимербетон и самоуплотняющийся бетон. Пишите короткие заметки (300 слов) по этим видам бетонов)
Таблица 5.1. Преимущества и недостатки использования бетона Преимущества недостатки Возможность заливки Низкая прочность на разрыв Экономичный Низкая пластичность Устойчивая нестабильность объема Огнестойкость Низкое отношение прочности к массе Энергетически эффективный Изготовление на месте Эстетические свойства
4. Преимущества и ограничения бетона
В качестве строительного материала бетон уступает только древесине. Однако большой количество древесины используется для строительства опалубки и ложных работ при изготовлении опалубки. бетонные конструкции.Основные преимущества и недостатки бетона суммированы в Таблица 5.1. Возможность заливки бетона любой желаемой формы и конфигурации —
Как почти инертный материал, бетон является идеальной средой для переработки отходов или промышленных отходов. товары. Многие материалы, которые попадают на свалки, можно использовать вместо этого для изготовления бетона. Доменный шлак, переработанный полистирол и летучая зола входят в число материалов, которые могут быть включены в рецепт бетона и еще больше повысит его привлекательность.Отходы, такие как утильные шины и Печная пыль используется для производства цемента. И даже старый бетон может возродиться как заполнитель для новых бетонных смесей.
Еще один экологический плюс бетона — энергоэффективность. От производства до транспортировки до В строительстве бетон отличается скромными потребностями в энергии и щедрой окупаемостью. Единственный энергоемкие потребности в производстве портландцемента, обычно 10-15% компонент бетона. Поскольку материалы для бетона так легко доступны, бетон продукты и товарный бетон можно производить из местных ресурсов и перерабатывать рядом с Работа сайта.Местные перевозки сводят к минимуму потребность в топливе для погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки.
После укладки бетон обеспечивает значительную экономию энергии в течение всего срока службы здания или тротуар. В домах и зданиях тепловая масса бетона, усиленная изоляционными материалами, обеспечивает высокий R-фактор и смягчает перепады температуры, сохраняя и выделяя энергию необходим для отопления и охлаждения. Жесткое бетонное покрытие означает, что тяжелые грузовики потребляют меньше топлива. А светоотражающая природа бетона делает его менее дорогостоящим для освещения.
Другими похвальными характеристиками бетона являются минимизация отходов и долгий срок службы. Будь то монолитный или сборный, бетон используется по мере необходимости. Остатки легко использовать повторно или переработанный. А бетон — прочный материал, который со временем набирает прочность, сохраняя ресурсов за счет сокращения технического обслуживания и необходимости реконструкции.
Бетон, надежный и универсальный на протяжении веков, прокладывает путь к экологически чистому безопасное будущее для следующих поколений здесь, на Земле.
Домашнее задание № 2: Посетите следующие веб-сайты: Экологически чистые строительные материалы: http://www.miconcrete.org/page.cfm/ 125 http://www.cement.ca/cement.nsf/0/C911DD7AE73D49D285256BE20048F41A?OpenDocument
6. Классификация бетона
Бетоны, используемые для строительных конструкций, идентифицируются по характеру заполнителя или цемент, или по определенным характеристикам или обработке.
6,1 Исходя из численности
Прочность бетона обычно выражается как прочность на сжатие через 28 дней.Он определяется путем испытания стандартных цилиндров, имеющих отношение высоты к диаметру 2, (100 мм. диаметр на 200 мм в высоту или 150 мм на высоту 300 мм) как в Австралии, Новой Зеландии, Индия, Германия и США или тестирование стандартных кубов (100 мм или 150 мм), как в Великобритании и некоторых других странах. страны содружества. Необходимо провести испытания на прочность согласно принятым стандарты для получения значимых результатов.
Бетон классифицируется по прочности на несколько категорий (низкая, средняя, высокая и ультра- высокий), как указано в таблице 5.2. В многоэтажных домах применение высокопрочного бетона для колонн
.
и основные стенки обеспечивают несколько преимуществ, таких как повышение жесткости, уменьшение осевого укорачивание прижимных элементов, раннее снятие опалубки и уменьшение размеров элементов.
В Австралии первое значительное использование высокопрочного бетона было произведено в 1970 году для строительство Технологического университета в Сиднее, в которое было включено 375 м 3 бетона 55 МПа в основных колоннах. Самые прочные, поставляемые на рынок высокопрочные бетоны в В Австралии было 100 МПа за 90 дней для безопасной конструкции банкиров и 90 МПа за 56 дней. для многоэтажного дома в Мельбурне.
6,2 В зависимости от плотности
6.2.1 Легкий бетон
Бетон на легком заполнителе, имеющий массу значительно меньше, чем у обычного бетон можно производить с использованием легких заполнителей. Натуральные материалы, такие как пемза и термообработанные материалы, такие как вспененный доменный шлак, керамзит или сланец, спеченный летучая зола может использоваться как легкие заполнители. На таких агрегатах производятся бетоны, имеющие плотность от 320 до 1900 кг / м 3. Однако снижение плотности обычно снижает ее прочность.Такие бетоны обладают особыми свойствами, такими как высокая теплоизоляция, а именно: выгодно при строительстве стен и других строительных элементов. Современные техники, тем не менее, позволяют производить легкие бетоны, имеющие прочность, сопоставимую с из нормального бетона. Очевидным преимуществом легкости является уменьшенный собственный вес. конструкции с последующей экономией затрат, особенно в отношении фундамента. Шарики или гранулы пенополистирола могут быть использованы для изготовления легких структурных элементов. бетон, имеющий диапазон плотности.
Домашнее задание № 3: Изучите технический документ с моей домашней страницы (http://www.eng.uts.edu.au/~ravir) в разделе «Публикации по легкому бетону» Сабаа, Б.А., и Шри Равиндрараджа, Р., Технические свойства легкого бетона, содержащего отходы пенополистирольного щебня]
Бетон без мелких фракций, как следует из этого термина, — это бетон без мелкозернистого заполнителя. Этот тип бетон состоит из крупного заполнителя, цемента, воды и больших пустот, которые равномерно распределяется через бетон.Основные области применения мелкозернистого бетона: возведение несущих стен малоэтажного и среднеэтажного жилья. Другие варианты использования включают устройство дренажных слоев при строительных работах и мощение бессточных парковок области.
Другой формой легкого бетона является ячеистый бетон, также известный как газобетон или газобетон. бетон, в котором металлический порошок смешан с песком, цементом и водой. Химическая реакция образует стабильные пузырьки газа в свежезамешенном бетоне, вызывая его расширение.Когда цементное тесто затвердевает, образуется ячеистая структура. Стабильная пена может использоваться вместо металлический порошок при производстве газобетона. Сразу после формования такой бетон можно было подвергнуты комбинированной влаго-термообработке под высоким давлением (автоклавирование) до производить прочный, прочный и легкий бетон за несколько часов.
6.2.2 Бетон высокой плотности (тяжелый бетон)
Бетоны высокой плотности производятся либо из природных руд, либо из искусственных материалов. смешаны в цементную систему.Они производят широкий диапазон плотностей от чуть более 3000 кг / м 3 до более 9000 кг / м 3. Наиболее очевидное использование плотного бетона — это ядерный
6.4 На основе методов литья / укладки
6.4.1 Сборный бетон
Одним из основных методов заливки конструктивных элементов является укладка бетона в древесину, стальные или стекловолоконные формы, установленные в конечном положении, которое элемент займет в здании, или другая структура. Это называется монолитным строительством.Альтернативный метод, называемый предварительным литье, заключается в отливке каждого элемента отдельно в формы на удаленном заводе или на литейных заводах установить для этой цели на строительной площадке или рядом с ней. В этом методе конкретные элементы подвергнутые отверждению и достигнув достаточной прочности, извлекаются из форм и доставляется на площадку для монтажа в комплексе с другими участниками. Самое важное преимуществом сборного литья, вероятно, является скорость строительства; сокращение времени строительства на сайт означает меньшие затраты для строителя.
Сборные железобетонные колонны, балки, плиты перекрытия и крыши, стеновые панели, оконные блоки, лестницы и другие компоненты возводятся в форме здания; или сборные и предварительно напряженные бетонные балки или балки возводятся на подготовленных устоях и опорах для строительства мостов, а также настил формируются из сборных бетонных плит. Предварительное литье также является основным методом производства мелкие бетонные изделия, такие как железобетонные столбы для забора, трубы, шпалы, тротуарная плитка, бордюры, плитка, строительные блоки, кладка и литой (искусственный) камень.
6.4.2 Перекачка бетона
Укладка бетона насосом предлагает:
(а) более быстрое завершение заливки по сравнению с традиционными методами укладки; (b) меньшая потребность в оборудовании и рабочей силе, так как сокращается повторная обработка бетона; а также (c) эффективное и экономичное решение проблем, связанных с ограниченным и / или затрудненный доступ к сайту.
В дополнение к вышесказанному, перекачка предлагает косвенную форму контроля качества бетона. Для большинства часть, плохие смеси не перекачиваются.Бетононасос оценивается как способ размещения более половины из 16 млн. куб. м. товарного бетона австралийского производства.
6.4.3 Бетон с напылением (торкрет или торкрет)
Торкрет-бетон — это раствор или бетон, засыпанный сжатым воздухом. Два основных методы нанесения торкретбетона — это процесс сухого и влажного смешивания. В сухом- В процессе смешивания цемент и влажный заполнитель смешиваются, а затем помещаются в устройство, измеряющее смешанный материал в поток сжатого воздуха.Материал переносится сжатым воздухом. через напорный шланг к форсунке, где вода под давлением подается через перфорированный кольцо. Вода тщательно смачивает другие ингредиенты по мере того, как смесь выливается из сопла на высокая скорость на поверхности.
В процессе влажного смешивания все ингредиенты сначала смешиваются для получения раствора или бетона. В раствор или бетон затем помещают в оборудование для доставки, которое может быть отжимной трубкой, с пневматической подачей или объемного типа.В любом случае материал проталкивается через подающий шланг к форсунке, куда нагнетается сжатый воздух для увеличения скорости. Один из Основное преимущество торкретбетона заключается в том, что можно быстро застроить большие площади без необходимости опалубка.
7. Составляющие и компоненты бетона
Бетон представляет собой смесь цемента, мелкого заполнителя (или песка, имеющего частицы размером менее 5 мм. размер), крупный заполнитель (или камни с размером сита более 5 мм) и воду. В в дополнение к основным составляющим материалам, таким как цемент, мелкий заполнитель, крупнозернистый заполнитель и вода, дополнительные материалы используются для изменения свойств бетона.Эти необязательными материалами являются добавки, вспомогательные материалы для цемента, волокна и полимеры.
Бетонные смеси с широким диапазоном свойств могут быть произведены с использованием того же ингредиенты, а именно цемент, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и вода. Относительная пропорции составляющих материалов в смеси существенно влияют на качество бетона. Если бетонная смесь производится с комбинацией составляющих материалов известных пропорций, тогда, используя закон смесей, можно определить составы.
Бетон представляет собой комбинацию различных составляющих материалов, бетонная смесь обычно может быть выражается одним из следующих двух способов, а именно, смешивать пропорции или смешивать композиции.
7.1 Пропорции смеси (по весу или по объему)
Ингредиенты бетона выражаются как соотношение (вес или объем) по отношению к наиболее дорогой ингредиент цемент. Отношение принято выражать до второго знака после запятой. Например: если пропорция бетонной смеси по весу 1: 1.50: 3.00: 0.50 означает весовые соотношения (цемент: мелкий заполнитель: крупный заполнитель: вода 1: 1,50: 3,00: 0,50). В Весовое отношение воды к цементу для конструкционного бетона обычно колеблется от 0,30 до 0,65. Прочность бетона значительно падает с увеличением водоцементного отношения. Можно сделать еще одно наблюдение, что мелкий заполнитель обычно ниже, чем крупный. совокупный контент. Отношение заполнителя к цементу может варьироваться от 3,00 до 7,00.
Объемное дозирование неточно.Это может привести к увеличению разброса бетона. качество и, следовательно, объемное дозирование подходит только для небольших бетонных конструкций.
7.2 Составы смесей
В этом методе веса составляющих материалов в единице объема бетона (1 куб. метр) выражены. Содержание воздуха выражается в объемной пропорции. Например, кубическая метр бетонной смеси можно выразить так:
400 кг цемента; 600 кг мелкого заполнителя; 1200 кг крупного заполнителя и 200 кг воды.(или содержание цемента 400 кг / м 3; содержание мелкого заполнителя 600 кг / м 3; содержание крупного заполнителя 1200 кг / м 3 и содержание воды 200 кг / м 3). Если он содержит увлеченный воздух, его можно выразить в с точки зрения объема, например, с содержанием воздуха 4%)
8. Список литературы
Помрой, К. Д., Преимущества бетона как строительного материала, Защита бетона, E. И Ф. Spon, 1990, Англия, стр. 1-11.
Draffins, J. O., Краткая история извести, цемента, бетона и железобетона, A Подборка исторических американских работ по бетону 1876-1926 гг., Публикация SP-52, Американский институт бетона, Детройт, США, 1976 г., стр.3-38.
Британская энциклопедия
Райан, У. Г. и Самарин, А. (ред.), Австралийские бетонные технологии, Лонгман, Чешир, 1992.
Ca lcu la t ion f or the volume of a ir Кон т ент воздуха t = 2%
02 = Объем воздуха / Объем концентрата Vol. Концер и е = об. цемента + об. тонкого агрегата
Vol. грубого агрегата e + Vol. воды + об. воздуха я. е. 0,02 = объем воздуха / {(3,175 + 7.692 + 15 094 + 5. 000) x 10-3 + Объем воздуха} Решая его уравнение, объем ir = 0,6 3 2 x 1 0 — 3 м 3
(c) Объемный эффект компонента m at erial = Объем компонента m at er ial x 100 / объем концентрата Из таблицы: Объемная доля цемента в его смеси составляет 10%, а объем Факт содержания воды составляет 15,8%.
Ther efor e, the cement past e (Cem ent + w at er) занимает 25,8% от общего объема и Агрегатов занимает 72.2% (24,4% мелкого агрегата + 47,8% грубого агрегата) Concr et e v olum e.
(d) Единичная масса бетона (или влажная плотность) = Вес бетона / Объем бетона = [10 + 20 + 40 + 5] / 31,593 x 10–3 = 2374 = 2 3 7 5 кг / м 3 (Примерно около 5 кг / м 3)
(e) Содержание цемента = Вес цемента на единицу объема бетона. = 10/31. 593 x 10-3 = 3 1 7 кг / м 3 Содержание воды = Вес воды на единицу объема бетона. = 5/31.593 x 10-3 = 1 5 8 кг / м 3 Содержимое агрегата = вес агрегата на единицу объема бетона. = [20 + 40] / 31,593 x 10-3 = 1 8 9 9 кг / м 3
(е) Жидкость схватывания = Объем бетона в батарее ch = 0,032 куб. м.
РУКОВОДСТВО № 5: СОСТАВ БЕТОННОЙ СМЕСИ
(1) В примере, показанном в руководстве для самообучения, если принято решение заменить 20% цемента мухой золы (удельный вес 2,40), определить удельный вес бетона и составы бетон.
(2) Если воздухововлекающая добавка используется для получения 6% воздуха по объему, определите смесь составы из зольного бетона.
(3) Обсудите причины изменения состава смеси бетона, когда он используется в качестве строительный материал для гражданского строительства.
(4) Выберите любой особый тип бетона и обсудите его производство, свойства и использование.
(5) Обсудите исторические бетонные сооружения в Австралии.
(6) Бетоны отличного и плохого качества могут быть произведены из одной бетонной смеси. материалы.Обсудите это утверждение.
(7) Определите следующие термины:
(а) Мелкий заполнитель (б) Крупный заполнитель (c) Содержание цемента в смеси (d) Объем цементной пасты (e) Миномет (g) Бетон с воздухововлекающими добавками
(8) Использование переработанных материалов, таких как мелкий щебень, щебень из заполнителя, щебень из заполнителя или морской песок при приготовлении бетонных смесей. Объясните это утверждение.
сырье. Иногда необходимо добавить дополнительное количество кремнезема или железной руды или и того, и другого, чтобы получить на недостаток кремнезема и железа в основной смеси.
3.2 Приготовление сырых кормов
Основной целью обработки сырья является обеспечение того, чтобы сырье поступало в печь имеет постоянный состав, тщательно измельчена и перемешана. В состав исходного сырья влияет на оптимальную температуру горения и качество цемента произведено. Слишком большой размер частиц в сырье приведет к ухудшению качества цемента, поскольку химическое преобразование в печи может быть неполным. Точная последовательность приготовления сырье может значительно отличаться от завода к растению, в зависимости от сырья, оборудования, и дизайн завода.Смешивание и измельчение сырья можно производить как в воде, так и в сухое состояние. В мокром процессе каждое сырье добывается, измельчается и складывается. отдельно для обеспечения исходного состава известного состава. Глина может быть мелко разбита разделенный шлам просто путем хорошего механического перемешивания. Сырой корм имеет форму суспензии. в воде, известной как суспензия.
Если источником кремнезема является глинистая порода, требуется механическое измельчение и теряются преимущества мокрого процесса.В сухом процессе корм находится в виде порошка (сырая мука). Измельченное сырье хранится в силосах, и окончательное перемешивание может сопровождаться при транспортировке в бункер окончательного хранения перед тем, как попасть в печь. На некоторых заводах используется полусухой способ. В в этом процессе корм готовится как в сухом процессе, но затем к нему добавляется от 12 до 14% воды. формируют окатыши, которые по подвижной решетке подают в печь. Для изготовления тонна портландцемента требуется примерно полторы тонны сырья.
Домашнее задание № 2: Посетите домашнюю страницу цементной промышленности, чтобы увидеть расположение цементных заводов и используемые процессы: http://www.cement.org.au/industry.htm
3.3 Процесс клинкера
Печь представляет собой наклонную стальную трубу (типичный размер 6 м в диаметре на 200 м в длину), футерованную огнеупором. кирпичи. Это самое крупное оборудование на всех цементных заводах. Эти гигантские трубы установлен на роликах и медленно вращается электродвигателями. Сырой корм вводится в верхний конец и пламя, питаемое пылевидным углем или другим топливом, вводится в нижний конец.в самая горячая часть печи (около четверти длины печи), где температура составляет от 1400 до 1500 oC, от 20 до 30% материала становится жидким. Известь, кремнезем и глинозем в сыром виде корма рекомбинируют, и этот процесс называется клинкерингом. На этом этапе питание превращается в маленькие шары диаметром от 3 до 25 мм, известные как клинкер. Клинкер в виде темно-серого пористого клубеньки все еще горячие и дополнительно охлаждаются воздухом или водяными брызгами, обычно на движущейся решетке.
3.4 Процесс шлифования
Охлажденный клинкер подается в шаровую мельницу, где измельчается до мелкого порошка.Маленький количество от 3 до 5% по весу гипса перемалывается с клинкером для контроля раннего реакция алюмината трикальция, одного из вяжущих компонентов в клинкере. Без добавка гипса, трикальцийалюмината может вызвать мгновенное схватывание клинкера. Количество добавляемый гипс тщательно контролируется и зависит от химического состава, крупности цемент. Измельчение осуществляется в больших вращающихся цилиндрах, частично заполненных стальными шарами, имеющими диаметр от 15 до 90мм.На этой стадии измельчения выделяется значительное количество тепла и
, если не будут приняты специальные меры для охлаждения операции, температура цемента может достигать 220 oC.
Крупность цемента является важной характеристикой цемента, поскольку она влияет на степень гидратации. и скорость развития силы. Обычно высокопрочные цементы измельчают до более высоких крупность по сравнению с обычными цементами. Измельчение клинкера до очень высокой степени измельчения обходится очень дорого. Ультратонкий цементы могут применяться при производстве бетонов с высокими ранними прочностными характеристиками.
4. Состав портландцемента
Следующие диапазоны оксидного состава портландцемента дают общее представление о состав цемента:
Известь (CaO) = от 60 до 67%, кремнезем (SiO 2) = от 17 до 25%, Оксид алюминия (Al 2 O 3) = от 3 до 8%, оксид железа (Fe 2 O 3) = от 0,5 до 6%, Магнезия (MgO) = от 0,1 до 4%, триоксид серы (SO 3) = от 1 до 3%, Сода (Na 2 O) и / или поташ (K 2 O) = от 0,5 до 1,3%.
Таблица 6.1: Основные вяжущие смеси в портландцементе Соединение Химическая формула Сокращение * Силикат трикальция 3 CaO.SiO 2 C 3 S Силикат дикальция 2 CaO. SiO 2 C 2 S Алюминат трикальция 3 CaO. Al 2 O 3 C 3 A Тетракальций алюмоферрит 4 CaO. Al 2 O 3. Fe 2 O 3 C 4 AF _ CaO = C; Al 2 O 3 = А; Fe 2 O 3 = F; SiO 2 = S; SO 3 = S; и H 2 O = H
4.1 Основные соединения портландцемента и их свойства
Составные части, образующие сырье для цемента, объединяются с образованием соединений в отделке. товары. Четыре соединения считаются основными составляющими портландцемента и они показаны в таблице 6.1. Характеристики цементов в значительной степени определяются пропорции основных компонентов, присутствующих в цементе. Расчет на процент основных соединений основывается на следующих уравнениях Бога: _
C 3 S = 4,07 C — 7,60 S — 6,72 A — 1,43 F — 2,85 S
C 2 S = 2,87 S — 0,754 C 3 S
C 3 A = 2,65 A — 1,69 F
C 4 AF = 3,04 F
4.2 Силикаты кальция
Силикатные соединения, а именно трикальциевый силикат и двухкальциевый силикат, отвечают за прочность затвердевшего цементного теста.При смешивании с водой трикальциевый силикат или алит (нечистый трикальциевый силикат) быстро реагирует с водой, выделяя много тепла с образованием силиката кальция. гидрат. Он обладает высокой прочностью и является основным компонентом, отвечающим за прочность в раннем возрасте
.
Цемент с добавками — это гидравлический цемент, содержащий портландцемент и количество, состоящее из одно или оба из следующих: (a) более 5% летучей золы или гранулированного доменного шлака на основе железа, или и то и другое; (б) до 10% микрокремнезема.
5.1 Цемент GP
Цемент
типа GP является наиболее часто используемым типом цемента для строительства, и когда нет специальных тип цемента обязателен.
Таблица 6.2: Классификация цемента по Австралийским стандартам (AS 3972) Тип цемента Описание Цемент общего назначения GP Цемент общего назначения цемент GB Общий смешанный цемент HE Высокопрочный цемент LH Низкотемпературный цемент Цемент сульфатостойкий SR
Специальный цемент назначения SL Цемент с ограниченной усадкой
Таблица 6.3: Типичные составы компаундов и свойства цемента
Соединение / Тип недвижимости GP Тип HE Тип LH Тип SR Тип GP (ACSE) С 3 Ю 63 61 33 64 63 С 2 Ю 11 13 41 9 11 С 3 А 7.6 9,3 4,3 4,6 4. C 4 AF 11 10 15 14 14 Время начального схватывания 1ч 15м 1ч 15м 1ч 15м 2ч 30м 3ч 00м Время окончательного схватывания 2ч 30м 2ч 45м 3ч 45м 3ч 45м 4ч 00м Прочность 3d (МПа) 32,5 39,5 13,0 29,5 31. Прочность 7d (МПа) 44,5 50,5 21,5 41,0 41. Прочность 28d (МПа) 57,0 61,5 52,0 53,5 52,
5.2 Цемент типа HE
Цемент высокой ранней прочности (тип HE) набирает прочность намного быстрее, чем обычный цемент целевого назначения (Тип ГП). Это достигается за счет увеличения затрат на трикальцийсиликат. силиката дикальция, поскольку первый реагирует быстрее.Кроме того, клинкер более мелко измельченный, так как это также увеличивает скорость реакции цемента. Разделительная линия между типами Цементы GP и HE не могут быть жестко вытянуты, поскольку некоторые цементы типа GP достигают минимума прочность, указанная для цемента типа HE без особого внимания к составу или тонкость.
AS 3972 требует минимальной прочности на сжатие 20 и 30 МПа (таблица 6.4) при 3 и 7 дней соответственно. Цемент типа HE подходит для тех применений, где ранняя прочность важный; где опалубка должна быть снята в раннем возрасте, чтобы обеспечить более раннее движение по бетон; в холодную погоду, чтобы сократить время, в течение которого бетон нужно защищать; И в производство бетонных изделий для ускорения оборачиваемости форм или сокращения времени отверждения.
5.3 Цемент типа LH
Этот цемент состоит из силиката с низким содержанием трикальция, но с высоким содержанием дикальция, трикальцийсиликата. алюминат также сохраняется на низком уровне. Это достигается за счет изменения пропорций сырья. В массивные бетонные конструкции, такие как плотины или массивные опоры мостов, повышение температуры из-за тепла, выделяемого во время гидратации, может стать чрезмерным и приводит к чрезмерному расширение и растрескивание бетона. Цемент типа LH произведен для минимизации нагрева. образуется во время гидратации.
5,4 Цемент SR типа
Встречающиеся в природе сульфатные соли в подпочвах, грунтовых водах и морской воде в концентрациях всего 0,2% может вызвать серьезное ухудшение качества бетона в процессе эксплуатации. В канализации и на участках там, где присутствуют промышленные отходы, загрязненные сульфатами, проблема обычно усугубляется. Поскольку цементный компаунд, наиболее уязвимый к воздействию сульфатов, — это трикальциевый алюминат, ограничения AS 3972 его содержание до 5% для цемента типа SR. Он производится путем добавления оксида железа в сырье для печи, которое увеличивает количество тетракальциевого алюмоферрита, оставляя мало или совсем не оставляя оксида алюминия для трикальциев образование алюмината.Часто его измельчают более мелким, чтобы компенсировать вклад трехкальциевых алюминат обеспечивает раннюю прочность. Максимально допустимое расширение (AS 2350.14) после 16 недель воздействия раствора сульфата натрия — 900 микроштаммов. Цемент типа SR умеренно низкотемпературный цемент и набирает прочность медленнее, чем цемент типа ГП. Бетон, изготовленный с использованием цемента типа SR, будет отлично работать в агрессивных условиях при условии, что он имеет достаточное количество цемента, плотно уплотнен и хорошо затвердевает.
5.5 Цемент SL
Цемент
типа SL должен быть портландцементом или цементом с добавками, который имеет усадку при высыхании через 28 дней. не превышает 750 микродеформаций при испытании в соответствии с AS 2530.13.
6. Свойства цемента согласно AS 3972
6.1 Тонкость помола
Поскольку гидратация начинается на поверхности цементных частиц, скорость гидратации цемента зависит от крупности цементных частиц. Стандарт производительности для цемента AS 3972 не требует тонкости помола.Однако требования к прочности указаны. В Тонкость помола влияет на усадку цементного теста за счет влияния на содержание гипса и потребность в воде.
6,2 Потери при зажигании
Потери при возгорании (LOI) представляют собой потерю веса образца цемента в процентах. после нагрева примерно до 1000oC. Потери при прокаливании показывают степень карбонизации и гидратация свободной извести и свободной магнезии из-за воздействия на цемент атмосферы. Высоко значения часто являются признаком плохого хранения цемента, что может быть причиной низкого раннее развитие прочности в бетоне.
LEAVE A REPLY
Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рубрики
Газобетон
Дом
Разное
Своими руками
Советы
Строительство
Схема
Powered by WordPress. Theme: powered by:WordPress Design By "Wordpress"