Модул на бетонната повърхност: определение, примери за

Какъв е този параметър - повърхностен модул? Трябва да се запознаем с нова концепция за себе си и да проучим начини за изчисляване на нейните стойности за реални конструкции. В допълнение, ще се докоснем до основите на зимното бетониране и ефекта на повърхностен модул върху методите на извършената работа.

Темата на статията е пряко свързана със зимното бетониране.

Какво е това?

Определение

Идеалното време за бетонни работи на открито е топъл сезон. Уви, не винаги е възможно да се изчака пролетта: в някои случаи монолитната конструкция се извършва при отрицателни температури.

Освен това: в редица региони на страната топъл сезон е просто твърде кратък. В Якутск например средната месечна температура е над нулата само пет месеца в годината.

Когато се бетонира в замръзване, основният проблем е да се даде конкретна сила преди кристализацията на водата в нея. Основните методи за неговото решение се свеждат до топлоизолация на кофража или предварително подгряване на подредената смес. В същото време изборът на конкретно решение се определя преди всичко от това колко бързо ще се охлади формата с бетон.

Скоростта, с която определен дизайн губи топлина, се определя от съотношението на площта на охладената повърхност към обема.

Практическото заключение: идеалната топка ще се охлади най-вече.

Модулна повърхностна бетонна конструкция - това всъщност е съотношението на охладената площ към вътрешния обем. Формулата за повърхностния модул на бетона е изключително проста: Mn = S / V, където Mn е модулът на повърхността; S е повърхностната площ на конструкцията в контакт със студения въздух, земята или други елементи на конструкцията, охлаждани под нулата; V е общият обем на монолита.

Тъй като в числителя на формулата стойността е посочена в квадратни метри (m2), а в знаменателя - в кубични метри (m3), желаният параметър ще бъде измерен в странни единици, описани като 1 / m или m ^ -1.

Важно: тъй като процесът на набиране на бетонна сила на практика спира при охлаждане до 0 градуса (температурата на кристализация на водата), само онези части от монолитната повърхност, които са в контакт с по-студен въздух, основен или структурен елемент, се считат за охладени.

При полагането на бетон върху неразтворена почва, долната повърхност на основата се изключва от изчисленията.

Примерни изчисления

Нека изчислим параметъра, който ни интересува, за фундаментна плоча с размер 6х10 м и дебелина 0.25 м, поставена при отрицателна околна температура върху стопената земя.

  1. Очевидно е, че всички повърхности на плочата ще бъдат охладени, с изключение на долната: той контактува със земята, която има температура над нулата. Ние добавяме техните площи: (6 х 0.25) х 2 + (10 х 0.25) х 2 + 6 х 10 = 3 + 5 + 60 = 68 m2.
  2. Изчислява се обемът на плочата, То е равно, както си спомняме от курса на геометрията в училище, до продукта на страните на правоъгълен паралелепипед: 10 х 6 х 0.25 = 15 m 3.
  3. Изчисляваме модула на повърхността: 68 м2 / 15 м3 = 4,5(3) 1/м.

На практика изчисленията на греди, цилиндри с преходи на диаметри и други структури могат да бъдат доста сложни и да отнемат значително време. Подобно на всички хора, строителите са склонни да опростяват живота си колкото е възможно повече; за тази цел има няколко опростени изчислителни формули за основните конструктивни елементи.

Конструктивен елемент Изчислителна формула
Греди и колони с правоъгълно напречно сечение със страни на профила, равни на A и B Mn = 2 / А + 2 / В. Дължината на лъча или височината на колоната не оказва влияние върху повърхностния модул и не се взема предвид при изчисленията.
Греди и колони с квадратно напречно сечение със страна на сечението, равна на A Мп = 4/А
Куб със страната А Mn = 6 / А. В този случай се вземат под внимание всички повърхности на куба; Изчислението е от значение за случая, когато всички те са охладени (кубът стои на замръзнала земя и контактува със студения въздух).
Паралелепипед, отделно стоящ на замръзнала земя, със страни А, В и С Мп = 2/А + 2/В + 2/С
Паралелепипед със страни A, B и C, в непосредствена близост до един от аспектите до топъл масив Мп = 2/А + 2/В + 1/С
Цилиндър с радиус R и височина C Мп = 2/R + 2/С
Дебелина на плочата или стената A, охладена от двете страни Мп = 2/А
Добър пример: монолитна стена се охлажда от двете страни.

Какво да правим с него

Така че, ние се научихме да изчисляваме параметър, който влияе на скоростта на охлаждане на масива в студа. И как да го прилагате в реалното строителство?

Степен на отопление и охлаждане

Тъй като не е възможно едновременно загряване или охлаждане на бетона в целия обем на масива, всяка промяна в условията неволно ще доведе до появата на делта температури между сърцевината и повърхността.

Внимание: тази делта ще бъде по-голяма, толкова по-масивна е дизайна. Това е просто, колкото по-малко е съотношението между площта и обема.

Увеличаването на температурната разлика между сърцевината и повърхността неизбежно ще доведе до увеличаване на вътрешните напрежения в материала; защото това е бетон, който не печели сили, пукнатините са не само възможни - те са гарантирани.

Последствия от бързото охлаждане.

Out? Той се свежда до максимално забавяне на промяната в температурата на повърхността на масива.

Повърхностния модул Промяна на температурата
Мп до 4 1/м Не повече от 5 градуса / час
Mn е в диапазона 5-10 1 / m Не повече от 10 градуса / час
Mp повече от 10 1 / m Не повече от 15 градуса / час

Температурната стабилност по време на охлаждането се осигурява по правило от топлоизолацията на бетонния монолит; когато се нагрява - чрез регулиране на силата на кабела за бетон или топлинен пистолет.

Избор на начин за поддържане на температурата

Това използване на получената стойност на повърхностния модул има пряка връзка с изчисляването на скоростта на отопление / охлаждане: въз основа на извършеното изчисление се избира метод за стабилизиране на температурата преди да се определи якостта на бетона.

Така нареченият термос метод е достатъчен за модул на повърхността не повече от 6. Формата е просто качествено изолирана, което значително намалява топлопреминаването.

Освен това: по време на процеса на хидратация (химическите реакции на Портланд цимент с вода) се отделя доста значително количество топлина, което насърчава самонагряването на сместа.

За Mn в диапазона 6 - 10 1 / m, са възможни няколко решения:

  • Сместа се нагрява преди да се опакова в матрицата. В този случай, при подходяща топлоизолация, периодът на охлаждането му се увеличава до критична температура (0 градуса); Освен това - горещ бетон граптира и събира сила много по-бързо.
Пълнене с горещ бетон.
  • Към сместа се добавят добавки, за да се ускори нейното втвърдяване. Като опция се използват висококачествени порландски цименти с високи степени, които в допълнение към ускорената сила са полезни при това, че по време на хидратацията се получава по-голямо хидратиране.
  • Алтернативен подход е да се намали температурата на кристализация на водата в втвърдена бетонна смес. Благодарение на подходящите добавки наборът на сила продължава при отрицателни температури.

Полезно: заслужава си да се предпазите от употребата на солни разтвори за тази цел. Тяхната цена е много по-ниска от специализираните синтетични добавки; Въпреки това, той се изравнява с високо (от 5%) съдържание на сол във вода за смесване. В същото време, високото съдържание на соли намалява крайната якост на бетона и насърчава ускорената корозия на армировката.

И накрая, за повърхностен модул с повече от 10, единственото разумно решение е да загрее бетона с нагревателен кабел или топлинни пистолети, за да определи определен процент от силата на проектиране. Стойността на минималната сила преди замразяване зависи от класа на бетона и зоната на работа на монолита; пълна инструкция за избора на стойности се съдържа в SNiP 3.03.01-87.

Структурата се загрява до набор от пълна или частична якост.
Строителство, клас бетон Минимална сила
Монолити, предназначени за работа в сгради; основи за промишлено оборудване, което не е обект на ударно натоварване; подземни структури 5 МРа
Монолитни конструкции от бетон В7,5 - В10, експлоатирани на открито 50% марка
Монолитни конструкции от бетон В12,5 - В25, експлоатирани на открито 40% марка
Монолитни конструкции от бетон B30 и по-горе, експлоатирани на открито 30% марка
Предварително натоварени конструкции (направени въз основа на опъната армировъчна рамка, изработена от еластични стомани) 80% марка
Конструкции, заредени непосредствено след загряване с пълен дизайн 100% марка

оголване

След набор от минимална необходима якост и стабилизация на температурата на монолита, кофражът се отстранява и изолацията се отстранява. Тъй като това се случва при отрицателни температури, делта между повърхността на бетона и околния въздух също е важно и също е свързано с повърхностния модул.

От момента на кофража, монолитът се охлажда бързо.
  • При Mn, разположена в диапазона 2-5, и коефициентът на усилване (съотношението на общата част на армировката към напречното сечение на монолита) до 1%, максималната допустима делта температура е 20 ° C.
  • С коефициент на усилване от 1 до 3%, максималната делта температура е 30 градуса.
  • С коефициент на усилване над 3%, въздухът може да бъде с 40 градуса по-студен от бетона.
  • При повърхностен модул над 5 l / m, максимално допустимите температурни разлики за различните усилващи фактори имат стойности съответно от 30, 40 и 50 градуса.

Обработка на зимен бетон

Ако след набор от пълни сили, зимен бетон и монолити от неподготвен бетон с нормална влажност се третират доста традиционно, перфорацията и отварянето в монолита, преди да бъде определена силата му, има свои специфики.

Просто казано, да не се печелят силата на марката и замразеният бетон не трябва да се смачква от робот и перфоратор. В този случай, появата на пукнатини.

Преди наборът от пълна бетонна маса лесно да се счупи.

Оптималният начин за монтиране на отворите е да се формира кофражът за тях в етапа на изливане на монолита. Между другото, в този случай е възможно пълно закрепване на ръбовете на армировката по краищата на отвора. Когато това не е възможно и отворът трябва да бъде нарязан на място, се използва гофрирана армировка: самото нагъване на повърхността служи като котва за пръта.

Полезно: за устройството на отвор (например издухване или навлизане на комуникации в основата на лентата), при самото му изливане е достатъчно да поставите азбесто-циментова или пластмасова тръба с подходящ диаметър в кофража.

В снимката - най-простият начин за изхвърляне на устройства.

За действителната обработка, където не може да се направи без нея, се предпочита диамантен инструмент. Диамантните пробивни отвори в бетона не изискват използване на режим на удар; в резултат на това има по-малък шанс за пукнатини и чипове. Рязането на стоманобетон с диамантени кръгове оставя ръбовете на рязането перфектно гладки и, което е много удобно, не изисква промяна на рязането при рязане на армировката.

Свързана концепция

Една проста асоциативна верига ще ни накара да се докоснем до още едно понятие, свързано с конкретни структури. Това е така нареченият модул на Янг за бетон (също е модулът на еластичност или модула на деформация).

Визуално представяне на значението на термина.

Стойността на модула се определя експериментално според резултатите от теста на пробата, измерена в паскали (по-често, като се вземат предвид високите стойности в мегапаскали) и се обозначава със символ Е. За да бъдем честни, този параметър е от интерес само за специалистите, а в нискоетажно строителство не се взема предвид.

Просто казано, този параметър описва способността на материала да се деформира кратковременно при значителни натоварвания без необратимо увреждане на вътрешната структура. Още по-лесно? Моля: колкото по-висок е модулът на еластичност, толкова по-малко вероятно е, когато чукчето удари парче бетон от мазето.

След такава дефиниция е логично да се приеме, че модулът на еластичност (или деформация) е свързан с якостта на натиск и съответно с класа на материала.

Всъщност зависимостта е почти линейна.

  • За тежки бетони от естествено втвърдяване от клас B10 модулът на опън е 18 МРа.
  • Клас B15 съответства на стойност от 23 MPa.
  • В20 - 27 МПа.
  • Модулът на деформация на бетон B25 е 30 МРа.
  • Клас B40 - 36 МРа.
Пълна таблица със стойности за различните видове бетон.

Заключение

Надяваме се, че не изчерпахме читателя с изобилие от скучни дефиниции и сухи цифри. Както обикновено, допълнителна тематична информация може да бъде намерена в приложеното видео в тази статия. Успех!

Добавете коментар