Бетон п2 и п3 что это значит: Что такое Подвижность П1 П2 П3 П4 П5

Содержание

Бетон п3 или п4 разница

Подвижность бетона: разбавление водой. Определение эластичности путем анализа монолита, конусом

Бетон – просто незаменимый материал для строительства, который применяется повсеместно. Но для того чтобы правильно выбрать тип раствора необходимо учитывать основные характеристики массы такие, как удобоукладываемость, осадка конуса и подвижность массы. И как раз о том, что такое подвижность бетона и пойдет речь в данной статье.

Строительная смесь

Основные термины и определения

Прежде чем давать определения основным характеристикам раствора необходимо четко уяснить, что же представляет собой данный строительный материал.

Бетон – это состав, состоящий из четырех основных компонентов:

Цемент;
Песок;
Вода;
Щебень.

Обратите внимание! Если в бетоне не присутствует щебень, тогда это просто цемент.

Состав бетона

Основная задача бетона — соединить в монолитную структуру все компоненты. Достижение данной цели возможно только в том случае, если соблюдать правильные пропорции двух основных компонентов таких, как вода и цемент.

Песок и щебень именуются, как наполнители состава, и используются для придания крепости массе и уменьшения возможных деформаций монолитного изделия после застывания. Именно данные наполнители составляют структурный каркас монолитного изделия, который позволяет увеличить упругость конструкции и сократить деформации при серьезных нагрузках.

Подвижность

Подвижность или эластичность раствора – важное свойство, способное повлиять на выбор материала для строительства зданий и сооружений различного назначения. Подвижностью называют способность массы заполнять форму, в которую она помещена.

Обратите внимание! Способность массы заполнять форму может проявляться как при воздействии внешних сил, так и под влиянием собственной массы.

Подвижность бетонной смеси по госту подразделяется на 4 категории от п2 до п5 в зависимости от количества добавленной жидкости. Чем меньше жидкости, тем гуще раствор, самый густой обладает показателем п2 самый жидкий соответственно п5.

По показателям пластичности строительный материал делят на 2 группы:

Малоподвижные смеси или жесткие. Содержат малое количество воды и не способны под тяжестью собственного веса без воздействия внешних сил заполнить форму, в которую помещены. Такие составы обладают показателями п2 или п3. Укладка малоподвижной массы ведется при помощи вибрирующего и уплотняющего оборудования, которое позволяет удалять пустоты из монолита;

Совет. Если строительные работы с применением жестких бетонов ведутся зимой, раствор предварительно необходимо разогревать.

Смеси с высокой подвижностью, жидкие или литьевые. Растворы такого типа обладают показателями равными п4 или п5. Такие массы используются в процессах заливки опалубок, густоармированных изделий и колон своими руками.

Разбавление водой

Жидкий привозной продукт

Малая эластичность материала может существенно увеличить время на производство строительных работ при условии отсутствия на строительной площадке необходимого оборудования. И для того чтобы решить данную проблему многие прибегают к методу разбавления, делая из смесей п2-п3 смеси п4-п5.

Обратите внимание! Специалисты не рекомендуют прибегать к методу разбавления, потому что соотношение жидкости и цемента в растре является основополагающим, нарушение которого приведет к потере прочности и качества конструкции.

Если уплотнение будет произведено правильно и метод разбавления будет исключен, то вы получите прочную надежную конструкцию, механическая обработка которой может быть произведена такими методами, как резка железобетона алмазными кругами и алмазное бурение отверстий в бетоне.

Показатели подвижности

В том случае, когда марка бетона по подвижности была выбрана правильно, но заказывается он у поставщика и у вас есть сомнения в соответствии доставленного продукта с заявленными характеристиками, а цена смеси не так уж и мала, тогда можно на строительной площадке произвести проверку.

Определение подвижности бетонной смеси может быть произведено прямо во время разгрузки 2 способами:

Определение методом анализа монолита;
Конус для определения подвижности бетонной смеси.

Определение эластичности путем анализа монолита

Монолитный кубик

Инструкция подобной проверки оговаривает возможность определения любого показателя пластичности смеси:

Перед началом проверки следует соорудить из деревянных досок несколько ящиков в форме куба с размером сторон 10-15 см;
Перед тем как заливать в подготовленные формы бетон следует древесину немного увлажнить, чтобы исключить забор влаги из раствора;

Раствор заливаем в ящики, после чего массу нужно проштыковать острым прутом арматуры, уплотнив таким образом монолит и выпустив воздух;

Совет. Дополнительного уплотнения можно добиться постучав молотком по стенкам ящичков.

Кубики должны просохнуть в течение 28-30 дней при температуре не меньше 200С и влажности не менее 90%;
После того как созданные образцы просохнут, следует отправить их в лабораторию, где и будет произведена проверка смеси на соответствие заявленным показателям.

Явным недостатком данного метода является его длительность, потому чаще применяют метод определения пластичности при помощи конуса.

Определение эластичности конусом

На фото — схема конуса

Для применения данного метода понадобится конус для проверки подвижности бетона выстой около 30 см. В такой форме не должно помещаться больше 6 л материала.

Производится данная проверка следующим образом:

Конус заполняют раствором;
Бетон проштыковывается для уплотнения и удаления пустот;
Конус снимают и располагают рядом с раствором;
Производим проверку на эластичность:
- Если осадка бетона составит 5 см, значит перед вами жесткий бетон;
- Если осадка более 5 см, значит пред вами подвижный бетон.

Состояние массы после снятия конуса

В заключение

Привозной продукт

Работая с бетоном, необходимо правильно выбирать марку материала в соответствии с эластичностью массы и целью, для реализации которой она будет использована. Ну а если вы сомневаетесь в том, что, к примеру, подвижность бетона П3 это несложно проверить при помощи описанных методов.

Видео в этой статье расскажет вам еще больше о том, насколько важно грамотно подбирать бетон в соответствии с параметрами эластичности массы.

загрузка…

masterabetona.ru

Подвижность смеси бетона

Подвижность бетонной смеси является важнейшим показателем, влияющим на удобоукладываемость. Она зависит от нескольких параметров, но основным остается процент содержания воды в смеси. Перед началом осуществления любого проекта обязательно оценивается необходимые параметры, чтобы они обеспечили и максимальную прочность, и возможность быстрой укладки.

Типы и маркировка бетона по подвижности

Строительный материал также классифицируется по подвижности. В соответствии с ГОСТ 25192-82 делается специальная маркировка, позволяющая перед заказом оценить показатели смеси.

Ж1 – особо жесткая;
Ж2 – повышенной жесткости;
Ж3 – жесткая;
Ж4 – умеренно жестка;
Ж5 – малоподвижная;
П1 – подвижная;
П2 – пластичная;
П3 – весьма пластичная;
П4 – литая;
П5 – жидкая.

Физические свойства обычно проверяются в лаборатории перед отгрузкой материала заказчику. Если же у человека остаются сомнения, он может воспользоваться одним из методов определения в «полевых условиях». После чего удастся смело приступать к выполнению работы, учтя требования составленного проекта.

Применение бетона в зависимости от подвижности

Жесткие бетоны практически не обладают подвижностью, поэтому этот показатель для них не рассчитывается. Остальные типы строительного материала широко применяются на объектах, но в зависимости от физических свойств появляются некоторые ограничения.

Применение бетонов П2 и П3

На объекте малая подвижность бетона П2 и П3 создает некоторые сложности. Такие смеси характеризуются малым процентным содержанием воды, поэтому при их использовании необходимо применять уплотняющее или вибрирующее оборудование. Материал не способен под собственным весом занимать свободный объем, поэтому без механического воздействия образуются крупные и сквозные поры, нарушающие прочность конструкции. Неопытные строители часто разбавляют водой готовый состав, но так поступать нельзя. В этом случае повышается удобоукладываемость, но резко снижается прочность на сжатие.

Применение бетона П4 и П5

Бетоны П4 и П5 просты в использовании, поэтому отлично подходят для заливки опалубки, создания дорожек и площадок, а также при заполнении густоармированных фундаментов. Материал отличается текучестью и свободно заполняет объем, плотно прилегая к поверхности арматуры. Мастерам не приходится прибегать к строительному оборудованию, что обеспечивает возможность применения такой смеси в быту без специальных навыков.

Сейчас бетон СПб предлагает заказать в любом количестве на заводе. Собственное производство позволяет купить качественную смесь с нужными показателями. В ассортименте удается отыскать материал, который подходит для выполнения различных работ, а соответствие действующим ГОСТам гарантирует осуществление проекта любой сложности.

betoplus.ru

Значение подвижности бетона

Бетон – незаменимый в строительстве материал, без которого в наши дни невозможно выстроить ни загородный коттедж, ни современный небоскреб. Высокие потребительские качества этого материала позволяют использовать его практически в любой области строительства – от домостроения до укладки транспортных магистралей.

Подвижность является характеристикой удобоукладываемости, которая способна деформироваться под действием собственного веса.

Чтобы правильно выбрать раствор для тех или иных целей, необходимо знать его основные характеристики, к которым следует отнести удобоукладываемость, осадку конуса и подвижность бетона. Учет данных факторов позволит выполнить строительные работы максимально качественно, что будет гарантировать долгий срок службы и надежность возведенного объекта.

Определение термина

Прежде чем говорить о характеристиках и свойствах, необходимо выяснить, что собой представляет данный стройматериал. Так называемый товарный бетон – это состав, обладающий определенной подвижностью и состоящий из 4 основных компонентов: цемента, песка, воды и щебня. Если в смеси не используется щебень, она называется цементным раствором.

Главная задача – связать между собой требуемые компоненты в единую монолитную структуру.

Определение подвижности с помощью конуса: а – общий вид; б – жесткая смесь; в – малоподвижная; г – подвижная; д – очень подвижная; е – литая.

Это возможно лишь при соблюдении правильной пропорции двух основных компонентов – воды и цемента. Песок и щебень вводятся в состав не для крепости, а для уменьшения возможных деформаций цементного камня после застывания. Они создают структурный каркас, который способен воспринимать усадочное напряжение, за счет чего конструкции дают меньшую усадку. Кроме того, увеличивается упругость и уменьшается деформация при нагрузках.

Подвижность – важный фактор, влияющий на выбор материала для строительства объектов различного вида. Подвижностью бетона считают способность заполнять форму, в которую она уложена. При этом данное свойство может осуществляться как под воздействием внешней силы, так и под воздействием собственного веса.

Способы определения консистенции: а — по подвижности с помощью стандартного конуса: 1 — воронка; 2 — конус; 3 — поддон; 4 — мерная линейка; б — по жесткости — техническим вискозиметром: I — прибор; II — бетон до вибрации; III — после вибрации; 1 — цилиндрическое кольцо; 2 — эталонный конус; 3 — воронка; 4 — штатив; 5 — диск с отверстиями; 6 — штанга; 7 — виброплощадка.

В наши дни подвижность бетона подразделяется на несколько категорий (от п2 до п5) и зависит от количества воды, которое добавлено. Чем меньше количество воды, тем, соответственно, гуще смесь. Самый густой бетон имеет показатель п2, а самый жидкий – п4 или п5.

Читайте также: Технология ремонта ленточного фундамента

Малоподвижные смеси, еще часто называемые жесткими, содержат незначительное количество воды и под тяжестью собственного веса не могут заполнить требуемую форму. Такой состав, как п2 и п3, укладывают в формы при помощи специальных вибрирующих и уплотняющих устройств. Если работы проводятся в зимнее время года, смесь предварительно разогревается. Также в жестком бетоне п2 и п3 часто образуются пустоты, которые необходимо удалять вибропрессовым инструментом. Бетонные составы п2 и п3 используются для проведения стандартных монолитных работ.

Смеси с показателями п4 и п5 обладают более высокой подвижностью, что позволяет использовать их при заливке узких опалубок, густоармированных конструкций, для создания колонн и труднодоступных полостей. Несколько лет назад подобный строительный материал носил название «литой бетон» и повсеместно использовался в строительстве.

Разбавление водой

Схема состава бетона.

Зачастую невысокая подвижность бетона существенно тормозит ход строительных работ. Как правило, это происходит тогда, когда на стройплощадке отсутствует такое необходимо оборудование, как вибраторы. В подобном случае для облегчения заливки п2 или п3 прорабы предпочитают разбавлять бетон, добиваясь повышения его подвижности до показателей п4 или п5. Но, как считают специалисты, делать это категорически нежелательно.

Соотношение воды и цемента в бетоне – ключевая пропорция, нарушение которой может привести к утере качества и прочности, что в свою очередь может иметь отрицательные последствия. Даже малозаметное добавление воды обычно приводит к потере прочности на 1-2 показателя.

Показатели подвижности

График водопотребности пластичной (а) и жесткой, (б) бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7 %) и гравия наибольшей крупности: 1 – 70 мм; 2 – 40 мм; 3 – 20 мм; 4 – 10 мм.

При необходимости заказа бетона у поставщиков могут возникнуть сомнения в соответствии доставленного материала требуемому. В этом случае можно провести проверку на удобоукладываемость или подвижность.

Читайте также: Составные компоненты бетона

Проверка осуществляется во время разгрузки из автобетоносмесителя. Ей можно подвергать любой из видов бетона – п2, п3, п4 или п5. Но следует сказать, что результатов подобной проверки понадобится ждать достаточно длительное время.

Перед осуществлением проверки необходимо сколотить несколько кубообразных ящичков из деревянных дощечек с размерами в 10 или 15 см по каждой из сторон. Перед заливкой в формы ящички требуется слегка увлажнить, что предотвратит забор древесиной влаги. Уложенную в формы смесь требуется тщательно проштыковать острым куском арматуры. Данное действие позволит уплотнить смесь и выпустит из нее лишний воздух. Кроме того, уплотнения можно достичь, постучав молотком по стенкам ящичков.

Конус для определения подвижности: 1 – ручка; 2 – корпус прибора; 3 – упоры; 4 – сварной шов.

Кубики со смесью нужно хранить в течение 28 дней при температуре не меньше 20 градусов и влажности воздуха, равной 90%. По истечении требуемого срока кубики с застывшим бетоном следует доставить в лабораторию, где и будет проведена проверка соответствия показателям п2, п3, п4 или п5.

Также существует достаточно распространенный метод определения подвижности, называемый методом осадки конуса. Для проведения исследования необходим конус высотой в 30 см. Количество бетона, помещающегося в нем, не должно превышать 6 л. Перед исследованием производят замес с любыми показателями – п2, п3, п4, п5 – в количестве не менее 7 л. Конус заполняют подготовленным раствором, не забывая тщательно штыковать для удаления воздушных пустот.

Когда форма заполнена полностью, конус снимают и устанавливают рядом с бетоном. Если осадка бетонного конуса составляет менее 5 см, это значит что смесь имеет характеристики подвижности п2 или п3, и ее достаточно сложно уплотнить без специального инструмента.

http://youtu.be/Mzrj-h565C8

Осадка более 5 см указывает на то, что бетон соответствует параметрам п4 или п5 и будет легко заполнять формы при незначительном воздействии.

Работая с бетоном, необходимо помнить одно важное правило: чтобы качество не потерялось, она должна сохранять заданную при изготовлении подвижность не менее 2 часов. Обычно такое время требуется для доставки материала на объект автобетоносмесителем. Позже смесь утратит эластичность и станет непригодной для проведения работ. Современные производители часто добавляют в смеси специальные химические добавки – пластификаторы, которые позволяют бетону оставаться удобоукладываемым и эластичным не только в течение длительного времени до заливки, но и в течение 6 часов после нее.

Page 2

Армирование
Виды
Изготовление
Инструменты
Монтаж
Расчёт
Ремонт

1pobetonu.ru

Подвижность бетона

cbeton.ru

Подвижность бетона представляет собой несколько характеристик, которые объединены в одну категорию. Для того, чтобы характеризовать данный параметр, используется понятие осадки конуса. При выборе бетона, на него следует обращать внимание, поскольку подобное значение играет важную роль в обеспечении эффективной укладки раствора в созданную для него форму. В технической документации на бетон присутствуют следующее обозначение данного параметра: «П». Оно представлено в виде коэффициента от 1 до 5, характеризующего подвижность бетона конкретного типа.

Подвижность бетона: П2, П3, П4, П5

Практическое применение подобного способа обозначение следует рассмотреть подробнее. Марка П1 отличается своей густотой, что существенно осложняет её применение в различных типах конструкций. Именно по этой причине она используется довольно редко. Марки П2 и П3 больше подходят для стандартных конструкций. Они довольно легко заполняют углы и другие части формы. Если производится укладка бетона в опалубку со значительным числом армирующих элементов, требуется использовать П4. Марка П5 применяется только в отдельных случаях, поскольку она обладает высокой текучестью.

Недопустимо применение в формах со щелями, через которые раствор будет легко просачиваться.Подвижность бетона определяется за счёт измерения осадки конуса. Чтобы её обеспечить, применяется форма специального типа. Она представляет собой усеченный конус, в который закладывается бетонный раствор. После это происходит установка его на широкое основание и снятие. Подвижность бетона зависит от того, насколько он осел под действием собственной массы. На этот параметр оказывают серьёзное влияние несколько факторов, среди которых главную роль играет наличие пластификаторов, а также процент воды в составе.

Подвижность бетонной смеси | ООО «РБУ №2»

Определение подвижность бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси — это один из важнейших показателей, определяющих ее способность растекаться и уплотняться в опалубке под действием собственного веса.

Подвижность бетона определяется количеством жидкости в его составе. По СТБ подвижность разделяется на 5 категорий: от П1 до П5 в зависимости от количества этой жидкости. Чем её больше, тем жиже раствор, и тем лучше он распределяется по форме. Чем гуще раствор, тем хуже его подвижность.

Прочность бетона и водоцементное соотношение бетона.

Прочность бетона определяется его водоцементным соотношением. Это значит, что чем больше мы добавляем воды в бетонную смесь для увеличения ее подвижности, тем больше добавляется и цемента, для того, чтобы прочность бетона не снижалась. Эта особенность приводит к тому, что чем выше подвижность бетона, тем выше и его стоимость.

При производстве бетона мы добавляем строго регламентированное количество воды в бетон, исходя из количества цемента. При добавлении воды в уже готовую смесь на строительной площадке, Вы автоматически снижете его прочность. Причем даже добавление 30 – 40 литров воды на 1 м3 смеси достаточно резко снижает прочность бетона. И в итоге, в конструкции у вас будет бетон на один или несколько марок ниже, чем тот, который был Вам изначально поставлен, и за который Вы заплатили.

Для каждого вида работ требуется своя подвижность. Самые малоподвижные смеси имеют индекс П1 и П2. При выгрузке из транспорта такие смеси не растекаются, а остаются неподвижными в виде горки. На вид смесь рассыпчатая. Если взять ее в руки, из нее можно слепить подобие снежка. Такие смеси возможно транспортировать только на самосвале. В автобетоносмесителе такие смеси не поставляются.

Учитывая, что в данных смесях меньше воды, цемента в них немного меньше, чем в подвижных (текучих) смесях. В связи с этим стоимость таких смесей немного ниже, чем у остальных.

Стоимость доставки самосвалом часто оказывается на половину дешевле, чем доставка миксером. Поэтому приобретение такого бетона с доставкой самосвалом выигрывает в цене, по сравнению с доставкой автобетоносмесителем. Однако, стоит учитывать, что укладка бетона такой подвижности более трудоемкий процесс, и при заказе такого бетона необходимо правильно рассчитывать свои силы, с учетом того, что срок жизни (сохраняемости) такого бетона не превышает 3 – 4 часов. После истечения 3 – 4 часов бетон начинает резко терять свои качества. И это не заметно человеку, не имеющему большого опыта работы с бетонными смесями. Никакие мероприятия по укрывке бетона или его смачиванию не вернут ему утерянных свойств. Также при заказе такого бетона необходимо учитывать важнейшее условие – в готовый к применению бетон ни в коем случае нельзя добавлять воду, чтобы не снизить его прочностные характеристики.

Если Вы планируете приобрести бетон с низкой подвижностью и в дальнейшем на своем объекте добавлять в него воду, то Вам следует приобретать БЕТОН С ЧАСТИЧНЫМ ЗАТВОРЕНИЕМ. Такой бетон соответствует действующим СТБ и изготавливается специально малоподвижным, но с возможностью добавлять воду на строительном объекте. При работе с таким бетоном Вы можете сами выбрать ту подвижность, до которой на объекте хотите его разбавить водой. При этом транспортная подвижность у него будет ниже — П1 или П2. Необходимое для добавления количество воды будет указано в документе о качестве бетонной смеси, который оформляется на каждую партию и передается через водителя.

Стоимость такого бетона будет равняется стоимости готового бетона той подвижности, которую Вы будете делать у себя на объекте. Если Вы планируете доставленный на объект бетон дополнительно транспортировать по своему объекту при помощи строительных тачек, в этом случае Вам стоит серьезно отнестись к выбору подвижности бетона. Итоговая стоимость поставки малоподвижных бетонов готовых к применению будет ниже за счет использования самосвала и отсутствия простоев автобетоносмесителя на объекте для перегрузки в тачки.

Самая распространенная в строительстве подвижность — П3, идеально подходит при непосредственной подаче бетонной смеси из автобетоносмесителя в подготовленную опалубку. Умерено подвижная, легко вибрируется и заглаживается. При такой подвижности происходит максимально эффективная загрузка автобетоносмесителя. Купить качественный бетон Вы можете на нашем предприятии.

При заливке бетона с использованием бетононасоса, для того чтобы бетон смог беспрепятственно проходить по трубопроводам, подвижность должна быть не ниже П4.

Если Вам требуется удлинить лотки на автобетоносмесителе трубой, для увеличения длины подачи, то Вам так же больше подойдёт бетон с подвижностью П4.

При транспортировке на дальние расстояния, либо при укладке в течение более трех часов, подвижность бетона в автобетоносмесителе снижается, это необходимо учитывать при заказе и при вышеперечисленных условиях правильнее заказать подвижность на одну ступень выше, чем Вам требуется. В таком случае, Вы получаете дополнительное время на транспортировку и укладку, без потерь в качестве.

При заказе бетона с подвижностью П4 и выше требуется учитывать, что объем загрузки смеси в автомобиль снижается на 10 – 15 %, что в свою очередь приводит к увеличению количества рейсов необходимых для полного выполнения вашей заявки. Следовательно, и итоговая стоимость заказа увеличивается.

Бетон Дубна — Бетонный завод Регион Строй Север

Бетон и раствор с лучшим соотношением «Цена-Качество»

Коротко о бетоне

от начальника лаборатории качества

Что такое товарный бетон?
Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон — подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода.

Цемент и вода — главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция — связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) — главнейшая задача в производстве бетона.

Чем подтверждается качество бетона?
Гарантией качества продукции фирмы являются сертификаты качества ISO 9001 и TUV. Марки товарного бетона от М-100 до М-600 производятся на высококачественном гранитном щебне и портладцементе марки ПЦ 500 ДО, вся продукция сертифицирована.
Возможно производство товарного бетона по техническим условиям Заказчикa, применение добавок, ускоряющих или замедляющих время схватывания бетонной смеси. Также наш завод имеет возможность применения химических добавок как жидких так и сухих, что не ограничивает выпуск продукции под любое техническое задание заказчика включая мостовые, гидротехничкские и другие тяжелые марки бетонов.

Какие основные характеристики бетона?
Марка бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием специальным прессом кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.
Подвижность, удобоукладываемость, осадка конуса -способность бетона к растеканию без придачи ему ускорения. Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-3, либо так: осадка конуса 10-15 см.
Для практического применения важно знать следующее: для стандартных монолитных работ применяется бетон подвижности П-2 — П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью п-4 и выше (осадка конуса 16-21 см)
Коэффициент морозостойкости бетона обозначается буквой F с цифрой от 25 до 1000 и говорит о количестве циклов замораживания-размораживания, при котором бетон сохраняет свои изначальные прочностные характеристики (с допустимыми отклонениями).
Коэффициент водонепроницаемости обозначается в накладных или паспортах на бетон, как коэффициент с буквой W. (W4,W8,W12, от 2 до 20). Водонепроницаемость бетона — способность не пропускать через себя воду под давлением.
Бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-.

Закажите бетон у нас!

маркировка бетона по классу подвижности

Бетонная смесь – неизменный атрибут любого строительства. Для тех или иных целей предполагается использование различных по своим свойствам составов. Один из показателей, по которому определяется приемлемость смеси в конкретном случае, является подвижность бетона.

Что характеризует подвижность бетона

Подвижность бетона – показатель, характеризующий способность смеси заполнять опалубку под давлением своего веса. Понятно, чем жиже бетон, тем лучше он растекается. Однако, такое свойство не всегда приемлемо на разных объектах строительства. Порой требуется укладка смеси с воздействием внешних сил – утрамбовка, штыковка.

Показатель имеет свою аббревиатуру и обозначается заглавной буквой «П». Для определения марки подвижности руководствуются результатами тестирования и существующими ГОСТами. Так, по подвижности выделяют следующие марки бетона:

П1 – практически неподвижная композиция. Используется такая смесь довольно редко и обязательно с применением дополнительных механических средств (вибраторов, арматуры или лопаты).
П2 и П3 – стандартные малоподвижные составы, используемые чаще всего. Такие смеси не способны самостоятельно растекаться по опалубке, поэтому необходимо применение внешнего воздействия в виде уплотняющих средств. «Помощь» в распределении бетона по поверхности позволяет избавиться от пустот в структуре, что сделает готовую конструкцию крепче.
П4 и П5 – имеют высокую подвижность, что позволяет использовать смеси без дополнительной утрамбовки. Такие составы актуальны, если предполагается заливка густо армированной опалубки или колон.

Можно ли превратить малоподвижный состав в высокоподвижный путем добавления воды, такой вопрос, наверняка, задавался некоторыми строителями. Особенно он актуален, если заказывался бетон от производителя и поставленная смесь оказалась гуще, чем предполагалось. Конечно, после добавления воды смесь будет более пластичной и скорее всего самостоятельно заполнит все углы опалубки. Но в этом случае нарушатся установленные пропорции компонентов смеси, что обязательно скажется на готовой конструкции – появятся трещины, снизится степень выдерживаемой нагрузки и т.п.

Методы определения марки подвижности бетона

Убедиться в том, что привезенная на рабочую площадку бетонная смесь соответствует необходимому уровню подвижности, позволят следующие методы:

Анализ монолита. Метод требует определенного времени, примерно 1 месяц, и заключается в формировании монолитного кубика из имеющейся смеси и проведение лабораторных исследований.
Осадка конуса – самый популярный среди строителей способ, так как позволяет определить показатель подвижности сразу же после получения материала.
Испытание вискозиметром – использование подобного метода ограничено размерностью зерен щебня. Актуально его использовать, если наполнитель имеет диаметр 0,5-4 см.
Испытание в кубических формах – суть метода состоит в определении скорости заполнения всех углов кубической формы и обеспечения ровной поверхности состава.

Как проверить эластичность бетона конусом?

Основное приспособление для применения данного метода определения показателя подвижности бетона – конусообразная форма. Как правило, используется экземпляр высотой до 30 см и диаметрами 10 см и 30 см у верхнего и нижнего основания соответственно.

Процедура включает несколько этапов:

Помещение бетона в конус через широкое основание – наполнение формы осуществляется в 3 шага, на каждом из которых осуществляется проталкивание смеси арматурой;
Установка конуса широким основанием вниз на ровную поверхность;
Демонтаж формы и ее расположение рядом с полученной конструкцией;
Анализ полученного результата.

На последнем этапе рассматривают, насколько осела смесь по сравнению с вершиной конусной формы. Если бетон осел на менее чем 15 см, то смесь малоподвижна и характеризуется показателям П1-П3. Осадок, превышающий 15 см, подтверждает высокую подвижность тестируемой смеси.

Более точный результат получают при использовании наряду с конусом виброплиты. Процедура аналогична, но размещают конструкцию на поверхности, подвергаемой вибрации. В момент начала движения стола подключают секундомер, необходимый для установки времени осадка бетона до определенной отметки. Произведение полученного временного показателя и постоянного коэффициента в 0,45 покажет марку подвижности проверяемой смеси. Эту процедуру можно провести сразу же после получения бетона.

В 25 П3 (М-350) ок 10-15 ПМД (-15)

Бетон М-350.

Серия

Характеристики:

Бетон — искусственный камень, который получают из цемента, песка, щебня и разных добавок, с добавлением воды.

Бетоны делятся на тяжелые, то есть бетоны с объемной массой от 1800 до 2500 кг/м3, и легкие – от 500 до 1800 кг/м3.

Широкое распространение получили тяжелые бетоны, ведь их применяют практически везде: при строительстве жилых и промышленных зданий, гидротехнических сооружений, при строительстве транспортных сооружений.

Основные обозначения характеристик бетона:

M — марка

B — класс

F — морозостойкость

W — водонепроницаемость

(ОК) – осадка конуса или подвижность бетона

Что такое марка бетона

Марка бетона определяет предел прочности на сжатие в кгс/см2. В строительстве применяются следующие марки бетона: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М350, М400, М450, М550.

Что такое класс бетона

Класс бетона — это числовое определение его прочности в мПа. Бетоны подразделяются на классы: В7,5; В10; В12.5; В15; В20; В25; ВЗО; В40.

Что такое морозостойкость бетона F

За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов перехода в отрицательную температуру и оттаивание, которые при испытании выдерживают образцы, без снижения марки. Установлены следующие марки по морозостойкости: F50. F75, F100, F150. F200, F300.

Что такое водонепроницаемость W

Водонепроницаемость — это свойство бетона противостоять действию воды, не разрушаясь. Марка обозначает давление воды (кгс/смг), при котором образец не пропускает воду в условиях испытания. Существуют следующие марки по водонепроницаемости: W2, W4, W6, W8, W12.

Что такое подвижность бетона (ОК)

Подвижность бетона или как еще её называют осадка конуса (O. K.) — это понятие, характеризующее пластичность бетона. O.K., измеряется в см и чем она больше, тем более подвижен бетон и тем удобнее он укладывается. Существуют следующие марки по подвижности: П2 (ок 5-9), П3 (ок 10-15), П4 (16-20)

Бетон М-350 применяется на всех типах строительных площадок и используется для изготовления несущих стен, балок, плит перекрытий, железобетонных конструкций и отлива монолитных фундаментов, а также при строительстве автомобильных дорог, способных выдержать большие нагрузки.

Класс бетона по прочности	Ближайшая марка бетона по прочности	Осадка конуса	Противоморозная добавка, градусов по цельсию
В25	М350	10-15	-15

Сделать заказ

Что такое П2 и П3 | Игростор

П1 (оффлайн аккаунт) — Может играть только со своего личного аккаунта и только оффлайн. Ограничений по времени — нет но при входе в онлайн игра станет недоступна. Почему его выгодно покупать, во-первых цена за такой аккаунт в 3 раза дешевле самой игры, во-вторых вы не ограничены временем его использования, у Вас есть возможность пройти игру вдоль и поперек.

П2 (аккаунт без активации) — Может играть только с нашего аккаунта, аккаунты этого типа запрещено активировать на свою консоль, сразу после входа на наш аккаунт вы обязаны произвести деактивацию. Играть возможно исключительно при включенной в сеть консоли.

П3 (аккаунт с активацией) — Может играть только со своего личного аккаунта, для этого необходимо активировать вашу консоль на арендованный вами у нас аккаунт, а после окончания аренды деактивировать вашу консоль с нашего аккаунта.

Покупка П3 — это одно из самых выгодных предложений, т.к. весь прогресс и награды сохраняются на Вашем аккаунте, цена в 2-3 раза дешевле самой игры. Только у нас Вы получаете гарантию и техническую поддержку на наши аккаунты. Теперь Вы можете перепродать нам купленный раннее аккаунт, за 20% процентов от его стоимости, акция действует только на аккаунты купленные после 24 декабря 2018 года.

В том случае, ЕСЛИ НА ВАШЕЙ КОНСОЛИ УЖЕ БЫЛИ УСТАНОВЛЕНА ДЕМО-ВЕРСИЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ИГРЫ, ЛИБО ИГРА С ДИСКА, то мы не можем гарантировать работоспособность аккаунта данной игры.
Эта проблема связана с особенностями работы PSN и удалить запись прошлой установки можно только через техническую поддержку Sony, Время, потраченное на связь со службой поддержки Sony и решение технических проблем на стороне арендатора, не вычитается из времени аренды аккаунта.
Если аккаунт запрашивает код подтверждения двойной аутентификации через смс, то код приходит на нашу почту или на наш телефон. Двойная аутентификация обычно есть только на новых аккаунтах. Для получения кода после попытки входа на вашей консоли напишите нам в чат на сайте.
Минимальный срок аренды 7 дней, срок считается с момента оплаты, т.к. заказы приходят автоматически в смс. Если заказ не поступает в течении 10 минут, об этом необходимо срочно сообщить в чат на сайте.
За возврат игры раньше срока, предоставляется скидка на следующую аренду 10%, для того чтобы зафиксировать факт досрочной сдачи аккаунта, необходимо сообщить в чат технической поддержки номер заказа и получить купон на скидку, после проверки аккаунта
Все игры лицензионные. Если игра поддерживает мультиплеер и у Вас оформлена подписка PS Plus, то Вы можете поиграть с другими людьми в сети.
В лоте указывается именно та версия игры, которую вы получите после приобретения. DLC, если такие имеются или определённые версии игр обязательно указываются в названии. Изображение используемое в виде иконки взято с PS Store и может быть одинаковым для разных версий игры, ВСЕГДА смотрите на название игры в конкретном лоте.
Чтобы игры скачивались быстрее, перейдите в режим ожидания на консоли.
Мы не отвечаем за скорость скачивания! За скорость скачивания отвечает Ваш провайдер, роутер, сервера Sony и провода, которые идут в хаб провайдера от вашей консоли или роутера.
Данные приходят вам на указанную почту и номер телефона в виде HTML файла, чтобы гарантировать безопасность вашего аккаунта и аккаунтов других арендаторов от вмешательства со стороны третьих лиц.
Его необходимо загрузить и открыть в браузере, или если у вас девайс с iOS или macOS (продукции Apple) — загрузить в iCloud и открыть оттуда. Открытие файла в некоторых случаях может занять до 3-5 минут.
Если у Вас не заходит в аккаунт и пишет, что введен неверный логин или пароль, то прежде чем сразу писать в тех. поддержку, мы настоятельно просим Вас очень внимательно перепроверить введенные Вами данные!
Возможность приостановки аренды игры отсутствует.
Если игры нет в наличии, то Вы можете забронировать её! Напишите в чат, чтобы оформить бронь! Запрос на бронь также нужно подтвердить за сутки до освобождения аккаунта.
Мы принимаем запросы на новые игры! Напишите в чат какую игру вы хотели бы видеть в нашем магазине, будь то новинка или уже вышедшая игра, которую мы пропустили и администрация рассмотрит ваш запрос.
Вы можете подключать сторонние сервисы, привязывать к аккаунту карточки банковских карт и прочие личные данные, но по окончанию проката их НЕОБХОДИМО удалить.
Вы можете брать до двух игр одновременно, для этого необходимо оформить заказы поочередно. В том случае если вы постоянный клиент и имеете постоянную скидку вы можете взять неограниченное кол-во игр, но поочередное оформление заказов остается в силе.
При возврате средств комиссия не возвращается, вне зависимости с какой стороны проводилось её взыскание.
Запрещено покупать какой-либо контент на предоставленный аккаунт. Любой контент приобретенный на наш аккаунт, будет расцениваться как помощь в развитии сервиса. Средства возвращаться не будут! Предложения о льготных условиях будущего пользования будут отклоняться!

Каково отличие между П1, П2 и П3:

Разница между ними в том, что П2 сохраняет весь прогресс в игре и трофеи на нашем аккаунте, при его удалении все сохранения пропадут, так же на П2 запрещено активировать свою консоль, для игры обязательно нужно подключение к интернету, ваша Playstation 4 каждые 15 минут проверяет лицензию игры на серверах SONY, так же возможен временный выброс из аккаунта, во время того, когда арендатор аккаунта П3, будет ставить игру на скачивание, а вот П3 позволяет вам сохранить весь прогресс в игре на вашем личном аккаунте, все трофеи так же будут привязаны к вашему личному аккаунту, ваша консоль должна быть активирована на наш аккаунт, а для игры не потребуется интернет.
Больше отличий по сути нет. Играть в мультиплеер можно как с П2 так и с П3, П1 играть в мультиплеер нельзя, для мультиплеера нужна активная подписка PS Plus.

Особенности Playstation Аккаунтов

Играть в мультиплеер можно как с П2 так и с П3, для мультиплеера нужна активная подписка подписка PS Plus. П1 в мультиплеер играть нельзя.
Для игры на П2 аккаунтах вам нужен интернет, для игры на П1 и П3 аккаунтах интернет нужен только для активации, играть оффлайн можно только с П1 и П3 аккаунтов.

Важно знать
Запрещается изменять предоставленные администрацией данные для загрузки игры. Запрещается проводить разного рода, дополнительные манипуляции. При обнаружении нарушений аккаунт изымается без возврата денежных средств.
Мы предупреждаем что письмо о смене данных приходит моментально всем менеджерам магазина, даже если вы успеете сменить пароль или почту, вам это ничего не даст, вы не знаете уникальных данных об аккаунте, он возвращается по звонку в поддержку в течении 5 минут, а вы получаете бан на сайте и при возможности бан вашей консоли. Не играйте с огнем.
В случае нарушения правил пользования услугой проката (забыли деактивировать консоль после входа на П2 аккаунт, забыли деактивировать консоль по истечению срока аренды на П3 аккаунте, активация консоли как основной на П2 аккаунтах), администрация сервиса оставляет за собой право, для восстановления контроля за аккаунтом обратиться в поддержку SONY с заявлением, что приведет к бану вашей консоли.

Если у Вас остались вопросы, обращайтесь в техническую поддержку в чате на сайте.
Если вы не нашли какой-то игры, свяжитесь с нами через чат, есть возможность купить любую игру специально под вас.

Бесплатные игры для стримов Если вы занимаетесь стримингом игр, у вас более 2 000 подписчиков и онлайн ваших стримов начинается от 100 человек, мы готовы предоставить любую игру из нашего каталога или из официального цифрового магазина — бесплатно на период стрима, при условии размещения баннера и упоминания нашего магазина в описании стрима.
Для согласования пишите в чат или звоните по контактному номеру телефона.

Подвижность бетона | Блог прораба Олега Клышко

Здравствуйте, вы знаете, что такое подвижность бетона. Если нет, то давайте разберемся, что это такое и зачем ее надо проверять.

При укладке бетона с помощью бетонаноса и трассой в несколько десятков метров, чем больше воды в бетоне, тем он подвижней. Трасса из труб по которой проталкивается бетон не разрывается из-за бетонных пробок. При укладке бетонных полов бетонщикам легче его растягивать, заливая бетон в опалубку он хорошо растекается.

Но из-за большого количества воды бетон теряет требуемую констинтенцию, будет долго сохнуть и набирать заданную прочность, что может привести к срывам последующих технологических операций. Вода будет испаряться и как следствие уменьшится объем бетонной смеси при застывании. Так же из-за воды в бетоне образуются многочисленные пустоты, которые могут остаться при застывании, даже если вы вибрировали его какое-то время.

Давайте разберемся с буквенными значениями марок бетона. Например заказали бетон БСТ В25 П2 F200 W4 ГОСТ 7473-2010 – это тяжелый бетон класса по прочности на сжатие B25, удобоукладываемость П2, морозостойкость F200 и водонепроницаемость W4.

Согласно данным характеристикам бетонный завод должен предоставить бетонную смесь которая через 28 суток наберет прочность около 320-350 кгс/м2, выдержит 200 циклов заморозки и оттаивания, не пропустит воду под давлением около 4 атмосфер, а о П2 густом бетоне поговорим далее.

В действительности происходит так бетонный завод старается произвести бетонную смесь с заданными показателями и доставляет ее на строительную площадку. При заливки бетона с маркой по удобоукладываемости или подвижностью П2 для бетонщиков кажется слишком густым, так как плохо растекается им приходиться тратить не мало сил чтоб его растащить, бетонный насос кое-как его проталкивает и постоянно забивается.

Бетонщики начинают жаловаться прорабу, что с таким бетоном невозможно работать, подходят к водителю бетонного миксера и просят его добавить воды, но им это запрещено делать. Доставленный бетон отвечает всем заявленным характеристикам заказчиком, строительной организацией и добавления воды их только ухудшит.

Водители посылают рабочих к прорабу, который должен отвечать за последствия данного решения. После того как разрешается добавить немного воды, ее начинают лить до такой подвижности, что бетон растекается сам без всяких усилий.

Хорошо если прораб знает, как и чем проверить подвижность бетона и убедиться, что бетонный завод привез на строительную площадку именно ту марку, который был заказан. После проверки объяснить и заставить рабочих принимать такой густой бетон, а если окажется что завод не прав, то созвониться с ними и сказать, что подвижность бетона не соответствует заявленным данным.

Если мастер или прораб идет на уступки рабочих, то придется потом краснеть перед заказчиком и своим руководством. Объяснять, почему через 7-28 суток бетон не набрал заданной прочности, почему в бетонной конструкции много трещин и пустот, ну и главный вопрос кто виноват.

Подвижность бетона

Все подробности об инструментах, и правильном способе проверки подвижности бетона читайте в «ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний».

Подвижность бетона или удобоукладываемость относиться к одной из характеристик бетонных смесей и подразделяются на группы: жесткие (Ж), подвижные (П) и растекающиеся (Р). Группы подразделяют на марки по осадки конуса.

Удобоукладываемость бетонной смеси проверяется несколькими приборами: осадка конусом, вискозиметром, испытание в формах. Работая прорабом, я проверял подвижность бетона, только осадкой конуса.

2 и 3 метод проверки подходит для бетона с крупной фракцией щебня от 4 до 7 см, с таким бетоном я не припомню, чтоб где-то заливал строительные конструкции. В основном работают с бетоном марки В15, В25 со средней фракцией щебня 20-40 мм и подвижностью П3, удобоукладываемость проверяют осадкой конуса.

В комплект конуса, который сделан из металлического листа толщиной 1,5 мм входит загрузочная воронка, металлическая линейка, кельма, секундомер, водонепроницаемый жесткий металлический или пластмассовый лист размером 70х70 см и металлический стержень.

В ГОСТе 10181-2014 показаны размеры конусов увеличенный подходит для бетона с фракцией щебня более 40 мм, нормальный до 40 мм.

Сам способ проверки очень простой, перед началом испытаний следует весь инструмент почистить и увлажнить. Далее укладываем чистый и увлажненный металлический или пластмассовый лист на ровную поверхность, ставим конус, сливаем из миксера не много бетона в ведро или тачку, подносим к месту испытания и заполняем конус с помощью кельмы.

Конус заполняется до верха тремя слоями и металлическим стержнем штыкуется от 10 до 20 раз. Уложили один слой проштыковали, уложили второй так же проштыковали и так до верха. После заполнения убираем загрузочную воронку, кельмой срезаем лишний бетон и заглаживаем поверхность. Операция по заполнению конуса не должна превышать трех минут.

За 5-7 секунд плавно поднимаем конус, ставим его рядом и ждем пока бетон осядет, если он развалился, значит проверка не удалась, следует ее повторить.

<noscript><img src='/800/600/https/konspekta.net/mydocxru/baza8/96690037595.files/image033.png' /></noscript> youtube.com/embed/R—IoBY63Ek?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>

После осадки бетона, прикладывают к конусу ровный металлический стержень или деревянный брусок и измеряем линейкой расстояние от верха конуса до поверхности бетона. Смотрим в таблицу по «ГОСТу 7473-2010. Смеси бетонные. Технические условия» к какой марке подвижности относиться доставленная вам смесь на строительную площадку.

Как выше было сказано, если все соответствует, то спокойно работаем, если нет, то созваниваемся с бетонным заводом и выясняем причины.

Для чего надо проводить эти проверки? Водители миксеров, выгрузив бетон, требуют чтоб в накладных ( в которых указан так же объем) расписался представитель заказчика и ему отдают паспорт на бетонную смесь, которые они доставили. Расписываясь в накладных, вы подтверждаете, что приняли именно тот бетон характеристики, которого указаны паспорте и при выявление дефектов после заливки бетонный завод может сказать, что у него было все в порядке и вы сами это подтвердили.

Может они и будут правы, а может водитель миксера по дороге, где-нибудь продал часть бетона, а не достающий объем заполнил водой и никто не знает про это. И если на строительной площадке не отслеживают качество и объем принятого бетона, то виноватым будет прораб или мастер, отвечающий за заливку бетонных конструкций.

А строительная организация отвечает за готовый продукт в течение 5 лет и если сделано не качественно, то до конца гарантийного срока тратить свое время и деньги на ремонты. Так что лишний раз, при заливки железобетонных конструкций, проверяйте подвижность бетона.

Буду рад вашим комментариям, вопросам.

С уважением Олег Клышко

планов P1, P2 и P3 в конкретном представлении.

Контекст 1

… граф абстрактного пространства для этого пути показан на рисунке 8 выше. Теперь рассмотрим рисунок 9. Он вводит два дополнительных конкретных состояния, из которых может быть достигнуто целевое состояние S c на рисунке 7. …

Контекст 2

… вводит два дополнительных конкретных состояния, из которых может быть достигнуто целевое состояние S c на рисунке 7. Из начального состояния, показанного в правом нижнем углу на рис. 9, агент может разложить блок C, положить его, затем взять блок A и сложить его на блок B.Назовем этот план P2. …

Контекст 3

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же целевому состоянию, P1, P2 и P3. Эти конкретные планы графически показаны на рис. 9. P1 начинается с крайнего левого состояния, когда на столе лежат все три блока, и продолжается горизонтально по рисунку 9. P2 начинается с состояния в дальнем правом нижнем углу рисунка 9. ..

Контекст 4

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же целевому состоянию, P1, P2 и P3.Эти конкретные планы графически показаны на рис. 9. P1 начинается с крайнего левого состояния, когда на столе лежат все три блока, и продолжается горизонтально по рисунку 9. P2 начинается с состояния в дальнем правом нижнем углу рисунка 9. ..

Контекст 5

… теперь представляет нам три плана, которые приводят к одному и тому же целевому состоянию, P1, P2 и P3. Эти конкретные планы графически показаны на рисунке 9. P1 начинается в крайнем левом состоянии, когда все три блока лежат на столе, и продолжается горизонтально через рисунок 9.P2 начинается с состояния в дальнем правом нижнем углу рисунка 9. Это самый длинный план, и он проходит влево, затем по диагонали влево, а затем обратно по рисунку. …

Контекст 6

… является самым длинным планом и проходит влево, затем по диагонали влево, а затем обратно по фигуре. План P3 начинается в крайнем правом верхнем углу рисунка 9, переходя к центральному состоянию и обратно по горизонтали к целевому состоянию. Состояние данного плана P i будет называться S i,j, где i указывает номер плана, а j — это место в плане, которое занимает состояние от j = 1 до j = длина (план i). …

Контекст 7

… эти сходства, они отличаются тем, что все три плана начинаются с разных начальных наблюдений. Обратите также внимание на то, что каждое состояние выше или ниже другого состояния на рисунке 9 структурно одинаково и отличается только маркировкой блоков. Теперь рассмотрим абстрактное представление трех конкретных планов. …

Контекст 8

… первая пара планов P1, P2 и P3 в библиотеке планов начинается с нулевого действия.Также обратите внимание, что каждое состояние S i,j представляет реальное конкретное состояние из рисунка 9. На рисунке мы видим, что бин содержит один «столбец» состояний на рисунке 9. …

Контекст 9

.. y также то, что каждое состояние S i,j представляет фактическое конкретное состояние из рисунка 9. На рисунке мы видим, что ячейка содержит один «столбец» состояний на рисунке 9. Количество этих конкретных состояний равно, а количество не равно. . …

Контекст 10

… в таких разнообразных наборах задач распознаватель сможет работать относительно хорошо.Еще одно свидетельство большого пространства состояний для расширенной области планирования STRIPS проиллюстрировано на рисунке 49, где показан процент шагов планирования (распознавания), на которых нельзя было сделать никаких прогнозов. Соблюдение состояния с новым абстрактным представлением — единственный пример шага, на котором нельзя делать прогнозы, потому что совпадение на любом уровне приведет к формированию прогноза о намерениях планировщика. …

Контекст 11

…эта скорость обратно пропорциональна скорости создания корзины. На рисунке 50 показано, что коэффициент невозможности предсказания в конечных точках кривых по-прежнему довольно высок. …

FHWA — Центр инновационной финансовой поддержки — Инструментарий P3: Публикации

« ПредыдущийСледующий »

4 Проектирование и конструкция с требованиями к производительности

Как только требования к производительности будут зафиксированы в соглашении P3, агентство несет ответственность за надзор за мониторингом и отчетностью деятельности частного партнера и обеспечения соблюдения договорных обязательств агентства средства правовой защиты, если исполнение не соответствует требованиям. Эта секция обсуждает роли и обязанности агентства во время проектирования и этап строительства проекта.

Частный партнер P3 несет окончательную ответственность за обеспечение строительное совместное предприятие, которое заключает договор DB с P3 SPV поставляет все продукты для проектирования и строительства, соответствующие с контрактом. С точки зрения управления качеством, частный партнер несет ответственность за обеспечение того, чтобы деятельность по управлению качеством соблюдаются во время проектирования и строительства в соответствии с утвержденным агентством план управления качеством (QMP).QMP возлагает ответственность на частный партнер P3 для обеспечения определенного уровня качества работы объекты, подлежащие выполнению по договору. Частный партнер P3 может либо обязаны следовать QMP, предписанным агентством, либо разрешены предложить план конкретного проекта для утверждения агентством. Как замечено во многих проектах P3 SPV P3 может использовать услуги сторонних независимый сертифицирующий орган для проведения независимой оценки качества построенного объекта и/или надежность подрядчика результаты испытаний контроля качества (КК). P3 SPV проводит этот независимый оценка для выполнения фидуциарных обязательств перед кредиторами. Тем не менее, частный партнер P3 должен сохранять и поддерживать все записи до момента возврата для любого будущего использования агентством.

С другой стороны, функции окончательного обеспечения качества (ОК) агентства остаются неизменными в том смысле, что агентство несет ответственность за проверка выполнения договора и окончательная приемка работ продукты для промежуточных платежей.Агентство или уполномоченное агентство агент проявляет должную осмотрительность, чтобы проверить соблюдение частного партнера P3 к КМП. Аудит агентства, как правило, ориентирован на соблюдение требований, чтобы отслеживать, обнаруживать и исправлять несоответствия между требованиями QMP и тем, что в настоящее время следует; агентство может принять решение о повторной оценке эффективности QMP на основе соответствия процессов и качественных результатов, если это необходимо. Для приемки агентство может принять решение о проведении контрольной выборки. и тестирование с более низкой частотой, полагаясь в основном на частного партнера P3 усилия по контролю качества и требуемые QMP корректирующие работы в случае несоответствия.Как минимум, для проверочного отбора проб и тестирования большинство агентств следуют аудит, основанный на оценке рисков, при котором требования к мониторингу и измерению аудитов может меняться в зависимости от частоты и серьезности исключений по качеству и нарушения QMP.

Основной целью аудита агентства является сокращение финансовых, социально-экономические и политические риски отказа активов и операционной деятельности которые могут возникнуть из-за ненадлежащего качества построенного объекта.То Используемый сегодня процесс аудита был разработан в первую очередь для обеспечения процесса соответствие проектным спецификациям и «средствам и методам» строительства. Процесс аудита в значительной степени зависит от проектных спецификаций. и спецификации обеспечения качества строительства, чтобы сделать выводы о будущих результатах деятельности. С требованиями к производительности есть необходимо перейти к режиму аудита, основанному на результатах, который может включают моделирование производительности и спецификации производительности, чтобы оценить будущие риски.

4.1 Роли и обязанности при проектировании

Перед закупкой агентство будет проводить первоначальный проект для планирования и согласования с экологическими нормами. Тот дизайн будет использоваться для определения границ/«конверта» проекта в начале закупок. Это становится отправной точкой для Дизайн частного партнера P3; однако, чтобы не быть предписывающим и потенциально конфликтующие с любыми требованиями к производительности, конструкция включен чисто ориентировочно или с юридической точки зрения как «Справочная Документальная основа — часто называется ориентировочным эскизным проектом. (или ИДП).

Ориентировочный эскизный проект фиксируется до начала процесса RFP и включен в соглашение P3 в качестве ссылки Только документ. Используя ориентировочный предварительный проект в качестве справочного материала, объект спроектирован частным партнером P3 для достижения производительности требования в рамках технических требований соглашения P3 включая требования к эксплуатационным характеристикам, ограничения проекта, экологические ограничения и установленные сроки. Частный партнер P3 предполагает ответственность за все конструктивные недостатки по соглашению P3, за исключением случаев, когда агентство принимает на себя ответственность в силу предписывающих критериев проектирования или непреднамеренного переходить к проектным решениям. Частный партнер P3 будет внутренне по-прежнему старайтесь «упустить» как можно больше этого риска дизайнеру записи, у которого есть «штамп и печать» ответственность за обеспечение того, чтобы проектные пакеты соответствовали с требованиями контракта DB частного партнера P3 без неутвержденных исключения дизайна.

Роль агентства ограничивается проявлением должной осмотрительности для соблюдения в процессе проектирования по:

Проверка соответствия проектной продукции утвержденные агентством стандарты проектирования и требования к производительности;
Маркировка любых отклонений или расхождений, не утвержденных в P3 соглашение;
Предоставление официального и неформального одобрения дизайна;
Проверка соответствия частного партнера P3 проект QMP, утвержденный частным партнером P3;
Проведение проектных проверок в точках ожидания; и
Предоставление «приемки» 100-процентных проектов для выпуска для строительства.

4.2 Роли и обязанности во время строительства

4.2.1 Технические характеристики конструкции

На Рисунке 9 представлена совокупность спецификаций строительства автомагистралей: в левом конце континуума находятся спецификации метода, где агентство определяет средства и методы строительства, но берет на себя ответственность за качество и производительность построенного актива (Скотт и др., 2014). Спецификации метода состоят из предписывающих инструкций агентства. подрядчику о том, как продукт должен быть произведен и размещен с использованием указанные методы, материалы, оборудование и приемы.Поскольку агентство руководит каждым этапом деятельности подрядчика, агентство берет на себя ответственность для качественных результатов, а подрядчик должен соответствовать материалам и методы требования агентства.

Рисунок 9. Континуум спецификаций автомобильных дорог

Посмотреть увеличенную версию рисунка 9

Текст рисунка 9

Предписание	Производительность
Спецификации метода	Технические характеристики конечного результата	ПС	ПБС	Производительность после строительства
Спецификации метода		ПС	ПБС	Гарантии Соглашения о техническом обслуживании

Источник: Скотт и др. , 2014 г.(PRS — Спецификации, связанные с производительностью; PBS — это спецификации, основанные на характеристиках)

По мере того, как континуум смещается вправо, частный партнер принимает больше риска и ответственности за обеспечение работоспособности построенного актива в течение срока концессии. Это может включать период строительства спецификации производительности, которые указывают будущую производительность для некоторых объем или положения, основанные на эксплуатационных характеристиках. С производительностью спецификации, агентство отказывается от контроля над средствами и методами сосредоточиться на желаемых результатах и результатах.Характеристики производительности включают: (i) спецификации, связанные с производительностью (PRS), которые коррелируют измеренные характеристики качества с ожидаемыми характеристиками продукта и оценить влияние стоимости жизненного цикла; и (ii) спецификации, основанные на характеристиках (PBS), которые используют измеренные фундаментальные инженерные свойства для прогнозирования производительность с использованием моделей прогнозирования производительности.

В середине находятся спецификации конечного результата и обеспечения качества (QA). которые возлагают ответственность за процесс строительства и производства на подрядчика, и принятие на агентство.Спецификации контроля качества четко разграничить функции и обязанности подрядчика (включая субподрядчиков и производителей материалов, нанятых подрядчиком) и агентство: подрядчик несет ответственность за контроль качества и инспекция для контроля процесса и отклонений продукта, как указано в спецификации ограничения посредством мониторинга и фиксации измеримых характеристик качества; тогда как агентство оценивает соответствие подрядчика спецификациям с использованием одобренной программой контроля качества выборки и тестирования выбранного качества характеристики для принятия решения о приемке.Агентство может использовать некоторые информации о контроле качества частного партнера P3 для определения их приемлемости пока агентство проверяет данные QC перед их использованием (FHWA, 2012).

Основанный на статистическом процессе промышленного производства. контроль, в спецификациях ОК акцент делается на статистические оценка степени соответствия подрядчика критерии спецификации. Качество строительства определяется от того, насколько хорошо характеристики качества контролируются в рамках спецификации пределы.Другими словами, агентство принимает решение полностью принять продукт, отклонить или принять с корректировкой оплаты, в зависимости от тенденции измерений этих качественных характеристик, чтобы оставаться в пределах пределы спецификаций и их распространение. Внесены коррективы в оплату труда в зависимости от уровня качества готового продукта: как правило, поощрение выплачивается подрядчику, если желаемый уровень качества превышен, в то время как сдерживающий фактор разработан, чтобы наказать подрядчика за любую потерю производительности из-за низкого качества.

Агентства обычно выбирают характеристики качества и спецификации ограничения, которые, как считается, имеют прямое отношение к хорошей работе; за например, прочность и воздушные пустоты для бетона, световозвращающая способность для знаки, плотность на месте и содержание вяжущего для горячей асфальтобетонной смеси. Тем не мение, методические связи между качественными характеристиками и производительность явно не рассматривается как указание будущего влияния на производительность при принятии или корректировке оплаты решения.

4.2.2 Обеспечение качества строительства

Роль агентства во время строительства заключается в проверке частного процесс партнера путем проведения строительной инспекции по выборке основе, перекрестная проверка тестирования частного партнера P3, проверка Данные контроля качества частного партнера P3, проводящие собственное проверочное тестирование, и в целом проверяя, соблюдает ли частный партнер P3 с утвержденным QMP. Обратите внимание, что согласие агентства не означает любое соответствие назначению или гарантия того, что построенный объект будет соответствовать требованиям производительности в операциях.

QMP частного партнера P3 устанавливает стандарты качества с точки зрения измеримых характеристик качества, допустимых пределов и основанных на качестве корректировки оплаты за построенный объект, поскольку частный партнер P3 SPV несет общую ответственность за обеспечение желаемого уровня производительности в течение срока концессии в соответствии с соглашением P3. Примечание что субподрядчик DB работает непосредственно на SPV и может выполнять соглашение об ограниченной гарантии для конкретных типов активов.

Принятие спецификаций «средств и методов» из традиционных среда D-B-B не соответствует требованиям к производительности; скорее, использование «технических характеристик» обеспечит преемственность между качественными характеристиками, измеряемыми при строительстве, и предполагаемая будущая производительность. Спецификации QA, которые находятся в обычная практика сегодня, сослужили достаточно хорошую службу, особенно учитывая что обязанности на этапе эксплуатации и технического обслуживания традиционно возлагались агентством.Однако при реализации требований к производительности агентству придется быть осторожным, чтобы не перевести обратно из частного брать на себя любые риски, связанные с производительностью. Это особенно важно обеспечить, чтобы качественные характеристики адекватно, коллективно и надежно отражать будущие риски производительности, а связанные с качеством корректировки заработной платы соизмеримы с любым повышением или снижением производительности в будущем. Характеристики производительности обеспечивают преемственность между проектирование и строительство, позволяя агентству легко оценить будущие риски производительности построенного продукта.

В идеале QMP должен определять критерии эффективности (или характеристики, полученные из установленных агентством критериев эффективности) для измерения качества строительства и непосредственного соотнесения их с требуемыми будущие пороги производительности. Например, агентство может указать желаемый уровень светоотдачи дорожного освещения или критерий плавности для тротуаров; в обоих случаях допустимые пределы могут быть получены непосредственно на основе установленных агентством критериев, таких как начальный порог гладкости вновь построенного дорожного покрытия и минимальный начальный световой поток проезжей части освещение.Это даст некоторое представление об ожидаемой будущей производительности. Допустимые пределы могут быть получены соответствующими техническими дисциплинами. агентства, использующего исторические данные о качестве и производительности строительства а также научные или эмпирические модели прогнозирования.

Однако может быть много сценариев, в которых критерии производительности недоступно или не может быть получено непосредственно для измерения конструкции качество. Например, агентство может использовать критерий эффективности, который ограничивает колейность дорожного покрытия до 0.50 дюймов всегда сверх концессии период; однако колейность, измеренная на недавно построенном дорожном покрытии, будет обычно равен нулю, что не дает никаких указаний на ожидаемое будущее представление. Хотя дизайнер, возможно, продемонстрировал проекты, отвечающие этот критерий, есть много результатов, связанных со строительством, таких как содержание битума или воздушных пустот в битумном покрытии слой, который может «в конечном итоге» повлиять на будущие характеристики колейности дорожных одежд [а также текущие эксплуатационные и эксплуатационные характеристики частного партнера P3].

На рис. 10 показаны два примера требований к производительности для приемка качества строительства дорожной одежды с ровностью дорожного покрытия и рутирование. В примере с гладкостью дорожного покрытия максимально допустимая предел IRI был установлен агентством на уровне 160 дюймов/миля, в то время как отклонение предел 65 дюймов/миля обеспечивает разумное указание на качество строительства, а также ожидаемые результаты в будущем. Тем не мение, на примере колеи дорожного покрытия максимально допустимый предел колеи был установлен на 0.4 дюйма, а качество конструкции и ее воздействие о будущих ожидаемых характеристиках гона можно сделать вывод только с другие характеристики качества, не производные непосредственно, но связанные с Критерий производительности.

Рис. 10. Иллюстрация характеристик качества для двух примеров требований к производительности

Просмотреть увеличенную версию Рисунка 10

Текст рисунка 10

Основная функция	Требования к характеристикам дорожного покрытия	Критерии эффективности гладкости дорожного покрытия	Дизайнерские решения	Критерий приемки строительства
Поверхность дорожного покрытия для движения транспортных средств	Безопасная, гладкая и прочная поверхность для катания	Поддержание IRI на уровне менее 160 дюймов/миля	Ограничение начального IRI до уровня менее 65 дюймов/миля и контроль скорости потери плавности хода	IRI менее 65 дюймов/миль
Основная функция	Требования к характеристикам дорожного покрытия	Критерии эффективности гладкости дорожного покрытия	Дизайнерские решения	Критерий приемки строительства
Поверхность дорожного покрытия для движения транспортных средств	Безопасная, гладкая и прочная поверхность для катания	Поддерживать колейность менее 0. 40 дюймов	Выберите марку битума PG 70-22 Ограничение воздушных пустот до 7 процентов и содержания битума до 5 процентов	Битум марки PG 70-22 или выше Воздушные пустоты в пределах 7 ± 0,50% Содержание битума в пределах 5 ± 0,25 процента

Источник: WSP | Парсонс Бринкерхофф

Следовательно, необходимо включать характеристики качества в QMP, который можно легко использовать для измерения качества строительства и по-прежнему дают некоторое представление об ожидаемой будущей производительности.В В таких случаях как агентство, так и частный партнер P3 могут использовать производительность спецификации, которые включают в себя характеристики, связанные с производительностью или основанные на производительности спецификации со статистическим контролем процесса и элементами приемки спецификаций обеспечения качества. Технические характеристики лучше подходят для оценить, была ли цель требований к производительности встретились на этапе строительства. Частный партнер P3 может использовать производительность спецификации для соотнесения основных характеристик качества (т.г., плотность бетона) или основные инженерные свойства (например, модуль упругости бетона) до требуемых характеристик (например, структурное растрескивание бетона) и соответствующее влияние стоимости жизненного цикла за счет проектирования и/или эмпирические отношения. С другой стороны, традиционные спецификации QA полагаться на статистическую изменчивость измеренных характеристик качества и оставить риск того, что процесс обеспечения качества достигнет окончательной производительности актива с государственным сектором.

Некоторые типы активов имеют более зрелые характеристики, связанные с производительностью или основанные на производительности. спецификации, чем другие типы активов. Ниже приведен снимок сводка готовности по результатам или по результатам спецификации для различных типов активов и воздействия строительства:

Битумные материалы (включая горячие асфальтовые смеси, теплые асфальтовые смеси, и другие варианты): Суть в том, чтобы следовать традиционным Спецификации обеспечения качества, основанные на статистическом анализе ключевых характеристик качества (т. е.г., содержание битумного вяжущего, внутрипластовые воздушные пустоты, градация). Оба спецификации, связанные с производительностью, и некоторые аспекты тестирования готовы к пилотированию и возможному внедрению. Разные исследования, включая проект NCHRP 9-22, разработали основу с вспомогательными инструментами для реализации спецификаций, связанных с производительностью. Аналогичным образом, возможная техническая основа доступна для спецификации с проверенными возможностями тестирования и производительностью модели прогнозирования.
Цементобетон для дорожных покрытий: традиционные спецификации обеспечения качества использовать ключевые качественные характеристики свежего и затвердевшего бетона, такие как прочность в разном возрасте, удельный вес, осадка и воздух содержание. Хотя инструмент PaveSpec 4.0, разработанный FHWA, готово ли внедрение, спецификации, связанные с производительностью для бетонных покрытий были реализованы только в экспериментальном порядке. В последние десятилетия был достигнут значительный прогресс в внедрение спецификаций на основе характеристик бетона тротуары.
Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками для мостов: аналогичен бетонным покрытиям, В спецификациях обеспечения качества мостов используются ключевые характеристики качества свежий и затвердевший бетон. Исторически сложилось большее акцент на прочностные свойства бетона; и совсем недавно, учитывая более длительный срок службы мостовых конструкций, уделялось повышенное внимание измерению атрибутов качества относящиеся к долговечности моста, такие как проникновение ионов хлорида и морозостойкость монолитного бетона.Научные достижения сделали возможным моделирование долговечности мостовых конструкций.
Земляные работы: из-за присущей географической и временной изменчивости в свойствах почвы и различных условиях участка, агентства традиционно использовались «предписывающие» критерии для геотехнических Работа. Для неглубоких земляных работ, таких как строительство дорожного полотна, агентства приняли спецификации обеспечения качества с ключевыми характеристиками качества, такие как содержание влаги и плотность на месте для оценки достигается качество уплотнения. Есть возможность прогрессировать к более ориентированному на производительность подходу с технологическими достижениями в строительном оборудовании (например, интеллектуальные уплотняющие машины встроенные датчики, которые измеряют качество уплотнения в режиме реального времени) и геофизические методы. Однако при более глубоком фундаменте и крупномасштабном земляные работы, агентства сохранили или разделили геотехнические риски с частным партнером. Некоторые агентства взяли на себя сильный риск и подход к управлению активами для геотехнических активов.Напоследок несколько лет дорожные агентства использовали альтернативные технические концепции снижения геотехнических рисков (Грансберг и Перейра, 2016).
Операции рабочей зоны: характеристики производительности более зрелые для оценки качества работы рабочей зоны при строительстве. Доступны надежные показатели производительности для оценки эффективности планов управления транспортом с точки зрения наличия полос движения, мобильность движения в рабочей зоне, влияние на безопасность и обнаружение инцидентов и клиренс. Во многих проектах строительства автомагистралей агентства использовали спецификации производительности в той или иной форме для управления работой Зональное исполнение. Они послужили основой для ориентированных на график альтернативные стратегии заключения контрактов, такие как аренда полосы движения и стоимость плюс торги по времени со стимулами/дестимуляторами (I/D).

Таким образом, не всегда возможно использовать или спецификации, основанные на производительности, с учетом их различных уровней зрелости с разными типами активов.Традиционные спецификации QA могут быть заменены для приемки строительства при необходимости. Независимо от типа спецификаций, крайне важно, чтобы агентство и частная компания P3 у партнера есть ясность в отношении типа строительных спецификаций, качества измеряемые характеристики, критерии приемлемости для контроля качества и приемки, частоты отбора проб и протоколы испытаний, а также статистические критерии для подтверждения. Они должны быть четко определены в соглашении P3. или КМП.

« ПредыдущийСледующий »

Зданий | Бесплатный полнотекстовый | Определение размеров дефектов бетона с помощью ультразвуковых карт скоростей

1. Введение

В последние десятилетия задача продления срока службы зданий приобрела принципиальное значение, поскольку техническое обслуживание зданий связано с несколькими экологическими, экономическими и социальными преимуществами, такими как: экономия энергии, сокращение выбросов и сокращение использования материалов; занятость и инновации; преимущества для здоровья, благополучия и комфорта; и увеличение стоимости имущества и удовлетворенности арендаторов [1].Существует общий интерес к достижению этой цели, и особое внимание уделяется управлению растущими затратами на содержание здания. Эта стоимость увеличивается, прежде всего, потому, что многие конструкции, подверженные старению и агрессивным условиям окружающей среды, не так долговечны, как хотелось бы. В ЕС фонд зданий относительно старый, более 40% из них построены до 1960 г.

и 90% до 1990 г., при этом скорость, с которой новые здания заменяют старые или увеличивают общий фонд, очень низкая, около 1% в год. , и подсчитано, что на ремонт приходится 57% всей строительной деятельности [1].Например, в Италии в 2016 г. около 79% производства в строительном секторе состояло из вмешательств в существующее наследие, а стоимость сохранения и восстановления существующих зданий теперь более чем в два раза превышает стоимость инвестиций в новое жилищное строительство [2]. ].Эта ситуация привела к разработке и внедрению систем управления и технического обслуживания сооружений, чтобы правильно обрабатывать информацию и запоминать соответствующие данные, планировать и организовывать мероприятия по техническому обслуживанию, а также готовить и управлять бюджетом технического обслуживания [3, 4,5].В этих рамках осмотр и контроль состояния конструкции стали неотъемлемой частью управления жизненным циклом зданий [6,7]. Фактически, результаты контроля и оценки состояния конструкции становятся входными данными для стратегий технического обслуживания и восстановления с целью обеспечения общественной безопасности, мониторинга характеристик конструкции, выявления пробелов и содействия немедленному вмешательству.

В этом контексте особенно полезным оказывается так называемый неразрушающий контроль (НК), который представляет собой процесс неинвазивного осмотра, испытаний и оценки материалов, компонентов или сборок, включая здания [8,9,10,11,12].Применительно к диагностике зданий преимущества неразрушающего контроля многочисленны:

поддержание целостности структурного элемента или здания с незначительным вмешательством в его текущее состояние;
получение данных об областях структурного элемента или здания, недоступных иным образом;
возможность изучения конструкции даже при наличии выраженных явлений нестабильности или ненадежных структурных ситуаций с достаточным запасом прочности для операторов;
возможность исследования как отдельных элементов, так и всего тела сооружения, или хотя бы его значительных частей; это невозможно по сравнению с традиционными инвазивными тестами, такими как извлечение керна, которые, будучи насильно привязаны к единичным точкам, не дают информации, обобщаемой на весь комплекс;
рассмотрение текущих граничных и рабочих условий работы в пользу надежности информации: исключительное использование тестов на лабораторных образцах, почти никогда не подвергавшихся действительному воздействию, включает использование поправочных коэффициентов, которые никогда не уточнялись настолько, чтобы обобщить реальные условия;
быстрота исполнения;
повторяемость испытаний; и
экономия на материалах и испытательном оборудовании.

Приблизительная классификация методов неразрушающего контроля, основанная на физическом принципе метода, может быть следующей [13,14]:

методы определения твердости поверхности: выдергивание, отбойный молоток, плоские домкраты;
акустические и вибрационные методы: динамическая характеристика, акустические и ультразвуковые методы, акустическая эмиссия;
электрические и магнитные методы: электросопротивление, методы потенциального поля, радиолокация, инфракрасная термография, микроволновые испытания, утечка магнитного потока;
радиологические методы: рентгеновские лучи, гамма-лучи, пучки нейтронов; и
визуальные и оптические методы: эндоскопия, интерферометрия, голография, лазер, пенетранты.

В области бетонных конструкций ультразвуковой контроль (УЗК), основанный на измерении характеристик упругих волн, распространяющихся в материале, часто используется для неинвазивной диагностики и предлагается для контроля качества и дефектации конструкций [15, 16,17,18].

УЗК можно использовать для оценки состояния элементов широкого спектра конструкций и инфраструктур на месте, а также в лабораторных условиях для характеристики материалов. Можно обратиться к нескольким исследованиям, связанным с применением УЗК к бетону.Основными темами являются оценка свойств бетона на ранней стадии [19,20,21,22,23,24], оценка физико-механических свойств [25,26,27,28,29,30,31,32], и оценка повреждений [33,34,35,36,37,38,39,40]. Несмотря на большое количество вкладов, производительность UT в полевых условиях на бетоне на месте все еще сомнительна и нуждается в подтверждении. Это зависит от того факта, что конкретные факторы окружающей среды (геометрия, доступность, оборудование, оператор и т. д.) влияют на тест таким образом, что его нелегко измерить, что делает условия на месте значительно отличными от контролируемых лабораторных условий, в которых большинство проведены исследования надежности УТ.Несколько исследований было посвящено изучению некоторых из этих влияющих факторов, таких как сетка измерений, опыт операторов, состояние поверхностей, наличие или отсутствие армирования [41], собственная частота преобразователей [42], расположение измерений [43], но тема до сих пор актуальна и претендует на дальнейшее углубление, в том числе и потому, что УЗК является одним из наиболее распространенных методов натурного контроля бетонных и железобетонных элементов благодаря своей неинвазивности и возможности получения информации о внутренних частях конструкции.

элементов относительно простым и недорогим способом.Эта статья иллюстрирует результаты экспериментального теста, целью которого является проверка эффективности УЗК при обнаружении аномалий внутри бетонных элементов с учетом влияния расположения измерительных зондов на поверхности изделия. УЗК основан на одноточечных измерениях, поэтому густота сетки точек измерений напрямую влияет на возможность обнаружения внутренних аномалий, так как существует прямая зависимость между шагом сетки и чувствительностью и разрешающей способностью метода диагностики.Действующий европейский стандарт [44] содержит инструкции по проведению ультразвуковых измерений и предлагает строить контуры с одинаковой скоростью, чтобы подчеркнуть однородность материала; однако он не дает никаких указаний о том, как настроить сетку точек измерения. Аналогичным образом, итальянские руководства [45] рекомендуют проводить не менее трех измерений на разных маршрутах в каждой зоне измерений, не предоставляя дополнительных указаний на свойства сетки точек измерения.

Этот недостаток является проблемой при выполнении измерений на месте, так как выбор и настройка сетки точек измерения оставлены на усмотрение оператора, что сильно влияет на точность теста, а также в ущерб его характеру. объективности, общности и повторяемости.

Для изучения этой проблемы было проведено УЗК на небольшой бетонной стене с различными дефектами (пустота и некоторые пластиковые элементы), преднамеренно заложенными внутри стены во время заливки с целью имитации типичных дефектов бетона, таких как каменные карманы, соты. , и расслоение.На поверхности стены была нанесена сетка точек измерения, и для каждой точки был получен и обработан ультразвуковой сигнал после прохождения через толщу стены. Уровень точности УЗК при обнаружении и определении размеров внутренних дефектов бетона обсуждался со ссылкой на различное расстояние между точками сетки, и были рассмотрены некоторые соображения, касающиеся выбора наиболее подходящей сетки измерений.

2. Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой контроль относится к комплексному методу анализа материалов и конструкций, основанному на изучении явлений, связанных с распространением внутри материала упругих возмущений.

Возмущение, которое можно представить как акустическую волну, создается сигналом, проникающим в материал, искусственно генерируемым внешним источником и приобретаемым приемником после прохождения через предмет по соответствующим путям. Путем анализа распространения этих возмущений можно собрать информацию об исследуемом материале: измерения некоторых свойств акустических волн, распространяющихся через материал, напрямую связаны с некоторыми механическими и физическими параметрами самого материала, так что изменения в измеряемые параметры, связанные с прохождением волны через материал, можно соотнести с изменением некоторых его физических свойств [46,47].На самом деле волны поглощаются или затухают с разной скоростью в разных материалах, что сложным образом определяется взаимодействующими эффектами плотности, твердости, вязкости и структуры. Кроме того, волны отражаются на границе раздела различных материалов, поэтому изменения в структуре материала, например, наличие несплошностей или дефектов, могут влиять на скорость, амплитуду, направление и частотный состав рассеянных сигналов.

Более простым и быстрым способом получения необходимой информации с помощью УЗК на месте является измерение скорости распространения волн V.Импульс продольных колебаний создается электроакустическим преобразователем, находящимся в контакте с одной поверхностью элемента, и преобразуется в электрический сигнал вторым преобразователем после того, как он прошел через материал по пути известной длины L. Электронный Схема синхронизации позволяет измерить время прохождения T импульса, а затем просто получить среднюю скорость V волны как отношение L/T. Когда датчики расположены прямо напротив друг друга на противоположных сторонах конструктивного элемента (метод прямой передачи), длина пути L является кратчайшим расстоянием между датчиками.

Скорость V продольных волн зависит от упругой константы рассматриваемого материала по следующему соотношению [46]:

V=(Edd)⋅(1−n)(1+n)⋅(1−2n),

(1)

где E _d — динамический модуль упругости, n — динамическое число Пуассона, d — плотность, таким образом, скорость V может давать информацию о физико-механическом состоянии материалов.

Несколько исследований указали на скорость продольных волн как на полезный и надежный неинвазивный инструмент для оценки физических и механических характеристик, таких как плотность, модуль упругости и прочность в бетоне [23,27,29,31,37, 48,49,50,51], а европейский стандарт EN 12504-4 [44] предполагает, что скорость импульса можно использовать для определения однородности бетона, наличия трещин или пустот, изменения свойств во времени и в определение динамических физических свойств, и что его также можно использовать для оценки прочности бетонных элементов или образцов на месте, хотя он не предназначен в качестве альтернативы прямому измерению прочности бетона на сжатие.Для испытаний бетона УЗ обычно основан на использовании переносного оборудования, состоящего из блока источника-детектора и переносных поверхностных преобразователей, обычно работающих в диапазоне частот от 25 до 60 кГц [52]. Время между излучением и приемом сигнала измеряется с точностью не менее 0,1 мкс [53].

Когда ультразвуковая волна, распространяющаяся через бетон, пересекает границу раздела бетон-воздух, передача энергии через нее незначительна. Таким образом, любая заполненная воздухом трещина или пустота, лежащая непосредственно на пути волны, будет препятствовать прямой ультразвуковой волне, перемещая ее по окраинам дефекта и приводя к большему времени распространения, чем в аналогичном бетоне без дефекта.Этот эффект можно использовать для обнаружения дефектов, пустот или других дефектов размером не меньше длины волны, поскольку незначительные дефекты обычно не оказывают существенного влияния на время прохождения волны, но в равной степени, вероятно, имеют незначительное инженерное значение. Таким образом, обнаружение дефектов, заполненных воздухом, возможно при расположении сетки измерений скорости волны над областью, в которой эти дефекты расположены. Предполагая, что бетон вокруг дефекта является однородно плотным, размер таких дефектов можно оценить как функцию площади, в которой скорости волн минимальны.

3. Экспериментальные испытания

Экспериментальные испытания проводились на бетонной стене размером 0,90 м × 0,62 м × 0,38 м.

При отливке некоторые элементы были намеренно размещены внутри стены, чтобы реализовать известные аномалии: (1) пустая коробка из полистирола размерами 0,20 м × 0,38 м × 0,14 м, принятая за макрополость (МК), (2) три пластиковые диски (П1, П2, П3) диаметром 0,075 м и толщиной 0,003 м осели в приповерхностной части конструкции на разной глубине, принятые за мелкие подповерхностные дефекты (рис. 1).

УТ применен в режиме прямой передачи. Он был проведен на бетонной стене с помощью ультразвукового испытательного оборудования Pundit Lab+, разработанного Proceq ^®, Шверценбах, Швейцария. В состав испытательного оборудования входят:

пара стандартных преобразователей (диаметром 0,04 м) с собственной частотой 54 кГц для излучения и приема сигналов;
блок формирования, регистрации и предварительного анализа сигналов;
ПК для хранения данных и дальнейшей обработки сигналов; и
специальное программное обеспечение Pundit Link, которое раскрывает все возможности системы ультразвукового контроля.

Сигнал включения представляет собой прямоугольную волну с входным напряжением 500 В, что позволяет обнаруживать сигналы, даже если они сильно ослаблены. Сухой связующий агент между преобразователями и бетоном был использован для уменьшения рассеивания энергии сигнала из-за разницы в акустическом импедансе между контактирующими материалами.

Точки излучения и приема были отмечены на противоположных поверхностях стены (рис. 2а) для реализации пяти различных сеток измерений с разным шагом.Центр каждой ячейки сетки представляет собой оконечность пути волны (рис. 2b). В таблице 1 приведены характеристики пяти сеток, используемых для измерений UT; Обратите внимание, что внешние ячейки сетки могут иметь другой размер, чем другие, поэтому значения X и Y, представленные в таблице 1, должны быть предназначены как средние значения. Минимальный размер ячейки всегда больше диаметра преобразователя. Сигналы передавались со стороны стенки, ближайшей к дефектам P1, P2 и P3, и принимались с противоположной стороны.

Для каждого пути волны скорость V ультразвукового сигнала вычислялась как отношение L/T, где T – время, необходимое сигналу для прохождения расстояния излучатель-приемник L, которое в данном случае равно толщине бетонная стена.

4. Обработка данных и результаты

В таблице 2 приведены сводные данные результатов UT. Сетки показывают сходные значения V _max и V _mean и небольшое различие в V _min , которое является наиболее разбросанным свойством, имеющим стандартное отклонение примерно в 25 раз выше, чем V _max, и в пять раз выше, чем V _{означает} .Этот вывод согласуется с тем, что дефекты замедляют скорость сигналов, дифрагирующих по периферии дефекта, тогда как наибольшие значения V обычно достигаются в точках без дефектов независимо от наличия или отсутствия дефектов в других зонах. со стены.

4.1. Карты скоростей

Чтобы получить удобное для пользователя представление результатов, для каждой сетки распределение данных V было представлено графически путем реализации двух различных типов карт скоростей. На картах каждая ячейка идентифицирует одну пару излучатель-приемник и, таким образом, одно значение V и представляет свое соседство.

4.1.1. Карты скоростей. Тип 1

В картах скоростей первого типа диапазон V _max – V _min был разделен на уровни, определяемые: где i – целое число от 1 до числа, зависящего от V _max – V _min . Внешние уровни, граничащие с V _max и V _min соответственно, обычно меньше, чем St.D. Таким образом, значения V были сгруппированы в рамках определенных уровней. На Рисунке 3, Рисунке 4, Рисунке 5, Рисунке 6 и Рисунке 7 показаны результирующие карты (обозначенные цифрами от 1 до 5) для сеток измерений от A до E соответственно, а также фактическое положение и размер дефектов. Как показано на Рисунке 3, На Рисунке 4, Рисунке 5, Рисунке 6 и Рисунке 7 карты обеспечивают немедленную визуализацию наличия и положения факторов, определяющих аномалии в распространении сигналов и, следовательно, в значениях V.

Сравнивая области, выделенные на картах, с фактическим положением и размером дефектов, можно заметить влияние как шага сетки измерений, так и положения датчиков относительно дефекта (предполагается, что датчики действуют в центральная точка клеток). Сетка А (карта 1, рис. 3), самая плотная, со средним размером ячеек 0,04 м как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, обеспечивает наибольшее количество информации о внутренней части стены, несмотря на наименьший разброс данных V (см. Таблица 2), что обычно свидетельствует об однородном материале.Детальная интерпретация всей информации — непростая задача, так как на распространение сигнала влияет не только наличие дефектов, но и все изменения внутренней структуры стены, такие как изменение консистенции бетона из-за от несовершенного литья или наличия зернистых заполнителей, а также от характеристик внешних поверхностей, таких как текстура и шероховатость. Тем не менее все дефекты обнаруживаются с хорошей точностью, о чем свидетельствует количество и положение более темных ячеек.

Следует отметить наличие своего рода граничного эффекта, из-за которого V, измеренное в соответствии с краями, обычно немного ниже, чем V, измеренное в областях без известных дефектов. Это может зависеть от помех из-за явлений отражения, преломления и рассеяния, происходящих на краях стены. Как только сетка утончается, количество информации о внутренней части стенки уменьшается, а также уменьшается граничный эффект, тогда как вероятность различения дефектных участков и граничного эффекта уменьшается.Искусственные дефекты все еще видны, хотя и с меньшей точностью. В частности, на картах 3 и 4 (рис. 5 и рис. 6) пластиковый диск P2 еще не детектируется, а пустой ящик MC более недооценен; эти факты также обусловлены эксцентриситетом между дефектами и точками измерения (центром ячеек).

Этот тип карт позволяет собирать информацию о внутренней части стены и выявлять наличие областей, характеризующихся аномальным распределением V, что дает ценную картину стены.Тем не менее, точный размер искусственных дефектов затруднен, как и выбор более подходящей сетки, из-за уже упомянутого влияния на V внутренних характеристик и геометрии стенки.

4.1.2. Карты скоростей. Тип 2

Для облегчения определения местоположения и определения размеров дефектов, даже ценой потери некоторой информации, реализован второй тип карт скоростей. Данные V считались аномальными только тогда, когда: Как показано на Рисунке 8, Рисунке 9, Рисунке 10, Рисунке 11 и Рисунке 12, эти карты выделяют только области, соответствующие дефектам.Карты указывают на все дефекты, кроме P2, который опять же не может быть обнаружен сетками D и E (рис. 9 и рис. 11) из-за эксцентриситета между дефектом и точкой измерения.

Эти карты можно использовать для определения размера дефекта, как описано в следующем разделе.

5. Определение размеров дефектов

Для оценки точности карт 6–10 при определении размеров искусственных дефектов для каждого дефекта был рассчитан индекс I следующим образом:

I=(AestAact)⋅100−100,

(4)

где А _эст — сумма площадей темных ячеек, выделенных картой и А _акт — фактическая площадь дефекта.

Значения I приведены в таблице 3, а на рисунке 13 показано сравнение точности измерительных сеток. Пустой ящик MC обнаруживается всеми сетками и всегда недооценивается. Наилучшую точность (рисунок 13) обеспечивает сетка D (средний размер ячейки = 0,12 м), что соответствует карте 9 (рисунок 11). Пластиковый диск P1 детектируется всеми сетками. Наилучшую точность (рисунок 13) обеспечивает сетка С (средний размер ячейки = 0,08 м), что соответствует карте 8 (рисунок 10). Пластиковый диск P2 определяется только сетками A, B и C.Наилучшую точность (рисунок 13) обеспечивает сетка А (средний размер ячейки = 0,04 м), что соответствует карте 6 (рисунок 8). Пластиковый диск P3 детектируется всеми сетками. Наилучшую точность (рис. 13) обеспечивает сетка Б (средний размер ячейки = 0,08 м × 0,04 м), что соответствует карте 7 (рис. 9). На рис. 14 лучше показана изменчивость индекса I в пределах вида дефекта. Как отмечалось ранее, на идентификацию и определение размеров пустой коробки MC меньше, чем на другие дефекты, влияет шаг измерительной сетки, что, напротив, существенно влияет на обнаружение и определение размеров пластиковых дисков P1, P2 и P3.

.Этот аспект в основном зависит от соотношения между ячейкой сетки и размером дефекта. Следует отметить, что карты 9 и 10 (рис. 11 и рис. 12), соответствующие измерительным сеткам со средним размером ячеек, превышающим диаметр пластиковых дисков, обеспечивают меньшую точность для этих дефектов. В частности, дефекты P1 и P3 сильно завышены, а дефект P2 не выявляется из-за неблагоприятного сочетания размеров ячеек и эксцентриситета между центром ячеек (точками измерения) и самим дефектом.Зависимость между точностью и шагом сетки показана на рис. 15 относительно шага сетки в горизонтальном направлении X. Линии тренда, относящиеся к пластическим дефектам, ясно показывают увеличение ошибки по мере увеличения размера сетки. в зависимости от размера дефекта. Такое поведение возникает, начиная со значений шага сетки, равных размеру дефекта.

6. Комментарии

Испытания, проведенные на бетонной стене, показали, что выбор сетки измерений существенно влияет на диагностические возможности УЗК.

Наиболее важным параметром, который необходимо учитывать, является соотношение между шагом сетки и размером дефекта. Как показано на рисунке 15, по мере того, как шаг сетки превышает размер дефекта, ошибка УЗК при оценке размера дефекта значительно возрастает. С другой стороны, возможность определения размеров дефектов, значительно превышающих размер ячеек сетки, таких как пустой ящик MC, меньше зависит от изменения шага сетки, хотя дефект недооценивается всеми сетками.Другим фактором, влияющим на точность метода, является несовпадение центра ячейки сетки, соответствующей точке ввода сигнала в материале, и положением дефекта. Этот фактор может привести к значительным ошибкам в оценке размера дефекта, особенно при одновременном использовании сеток с шагом, превышающим размер дефекта (рис. 11 и рис. 12). важности темы, можно провести аналогию между анализируемым лабораторным случаем и реальными случаями дефектов бетона.При рассмотрении аномалий в бетонных элементах и конструкциях следует учитывать, что причины возникновения дефектов различаются по периоду их возникновения.

Они могут возникнуть: перед строительством, например, ошибки проектирования; на этапах строительства, таких как ошибки исполнения и реализации; при нормальном использовании здания, например, при перегрузке и воздействии окружающей среды; вследствие исключительных событий, таких как землетрясение, пожар, удары; в результате антропогенных действий, таких как работы по расширению и изменение конечного использования [54].Некоторые из этих причин вызывают явления, известные как сегрегация бетона, растрескивание, выкрашивание и расслоение, которые приводят к образованию на поверхности элемента или в его объеме более или менее значительных пустот и разрывов, часто называемых скальными карманами. , соты, трещины, расслоение и отрыв. Наличие таких внутренних дефектов может повлиять на общую жесткость, ускорить старение, сократить срок службы и вызвать проблемы со структурой, так как серьезность разрушения бетонного элемента пропорциональна размеру дефекта [55,56,57].Рассмотрим железобетонный элемент, например вертикальный, такой как колонна или стена, в котором при твердении произошло явление сегрегации, определяющее образование объема, полного полостей, которые по размеру можно уподобить МЦ контрольная работа.

Этот тип дефекта обычно моделируется с помощью встроенных пустот [58, 59, 60, 61, 62] в качестве MC теста. На рис. 16 показана завышенная оценка полезного поперечного сечения сетки элементов сечения дефекта в зависимости от размера дефекта и показателя I, указанного в таблице 3.На рисунке показано влияние недооценки размера дефекта на величину площади стойкого сечения, которая может быть завышена даже на 40 % с серьезным ущербом для статической безопасности. В качестве примера, приняв грубый расчет, если элемент нагружается осевым сжатием, перекрытие резистивной секции приводит к соответствующему завышению допустимой нагрузки секции. Аналогично, если учитывать наличие участка расслаивания или отрыва, который можно уподобить пластическим элементам P _1,2,3 теста, как это принято в литературе [61,62,63,64], в зависимости от расстояния и положения точек измерения дефект не обнаружен или завышен даже на 150%.Кроме того, в этом случае могут возникнуть последствия для правильной оценки структурной целостности и, следовательно, для планирования реконструкции.

В свете этих соображений становится очевидной сложность определения оптимальной сетки, чтобы максимально использовать возможности ультразвукового контроля для выявления и определения размера дефектов, присутствующих внутри бетонного элемента. Критерий выбора сетки сетки должен основываться на предварительном представлении о типе и размере обнаруживаемых дефектов. С этой точки зрения необходимо иметь в виду некоторые аспекты:

небольшие дефекты труднее выявить, но они, как правило, менее важны с инженерной точки зрения;
более точные измерительные сетки более чувствительны к наличию дефектов, но в то же время на них сильно влияет собственная неравномерность материала, влияющая на распространение сигнала и, таким образом, на его скорость;
когда целью является качественная предварительная диагностика конкретного элемента или конструкции, уже достаточно менее точных сеток, которые облегчают как выполнение испытаний, так и анализ данных; и
сроки и стоимость тестов нельзя игнорировать.

Исходя из результатов настоящего эксперимента, возможна следующая методология работы: данные УЗ могут быть сначала реализованы в соответствии с картами скоростей типа 1, чтобы собрать исчерпывающую информацию о внутренней части бетонного элемента, выбрав шаг сетки в соответствии с геометрией задачи и ожидаемыми результатами и, в конечном итоге, повторение тестов с другим шагом сетки; после этого, как только будут установлены области, потенциально затронутые интересующими дефектами, данные могут быть реализованы в соответствии с картами скоростей типа 2 с целью обнаружения и определения размера дефектов.На этом втором этапе выбор сетки должен быть сделан в соответствии с минимальным размером определяемого дефекта.

7. Выводы

В данной работе представлены результаты экспериментальной проверки эффективности ультразвукового контроля (УЗК) при обнаружении аномалий внутри бетонных элементов с учетом влияния расположения измерительной сетки.

UT был проведен на небольшой бетонной стене, в которой во время литья были устранены некоторые дефекты: пустая коробка из полистирола, принятая за макрополость (MC), и три пластиковых диска (P1, P2, P3), принятые за мелкие дефекты под поверхностью.Измерения UT были выполнены с применением метода прямой передачи (DTT). Пять измерительных сеток с разным шагом были реализованы путем маркировки излучающих и принимающих точек на противоположных поверхностях стены. Для каждой точки был передан и получен ультразвуковой сигнал, а скорость распространения V была извлечена и проанализирована. Затем для каждой сетки распределение данных V было графически представлено путем реализации двух различных типов карт скоростей, где каждая ячейка идентифицирует одну пару излучатель-приемник и одно значение V и представляет свою окрестность.

Можно сделать следующие выводы.

Пять сеток измерений показывают сходные значения V _макс и V _{среднее значение} и небольшую разницу в V _мин , что является наиболее рассеянным свойством в соответствии с тем фактом, что дефекты замедляют скорость сигналов которые дифрагируют по периферии дефекта, тогда как наибольшие значения V обычно достигаются в точках без дефектов независимо от наличия или отсутствия дефектов в других областях стенки. Этот вывод подтверждает чувствительность V к наличию аномалий внутри бетона.
Карты скоростей 1-го типа, основанные на определении различных уровней V, позволяют собирать информацию о внутренней части стены и выявлять наличие областей, характеризующихся аномальным распределением V, таким образом, давая ценную картину стена. Тем не менее, точный размер искусственных дефектов затруднен, поскольку на распространение сигналов влияют не только искусственные дефекты, но и все изменения внутренней структуры стенки.
Карты скоростей 2-го типа были реализованы для выделения только искусственных дефектов, пусть и ценой потери некоторой информации, и использовались для определения критерия оценки точности карт V при определении размеров искусственных дефектов на основе индекса I, учитывающего сумму A _est площади темных ячеек, выделенных по карте, и фактической площади дефекта A _act .
Выбор сетки измерений существенно влияет на диагностические возможности УЗК. Пропорция между шагом сетки и размером дефекта, а также несовпадение между центром ячейки сетки и положением дефекта являются наиболее влияющими факторами. Отмечено, что по мере того, как шаг сетки превышает размер дефекта, ошибка УЗК при оценке размера дефекта значительно возрастает, и что неблагоприятное сочетание размера ячеек и эксцентриситета между центром ячеек и самим дефектом может привести к очень большим просчетам в размерах дефекта.

Полученные к настоящему времени результаты позволяют предположить, что карты скоростей являются мощным инструментом для выявления дефектов бетона. Для оптимизации диагностических возможностей метода, нахождения компромисса между максимальной точностью и минимальным временем испытаний данные УЗ должны быть сначала реализованы в соответствии с картами скоростей типа 1, чтобы собрать исчерпывающую информацию о внутренней части бетонного элемента, а затем, в соответствии с картами скорости типа 2, с целью локализации и определения размеров внутренних дефектов. Важность расстояния между точками измерения и положения, которая ясно вытекает из настоящего эксперимента и которая не была достаточно и всесторонне проанализирована в существующей литературе, предполагает необходимость углубления этой темы и поощряет будущую реализацию критериев проектирования для измерительных сеток в стандарты и руководства, относящиеся к УТ. В заключение, представленное исследование позволяет нам пролить свет на аспект УТ, который в настоящее время недостаточно освещен в литературе, и дает важные и полезные результаты для понимания важности проблемы и предлагает возможность для дальнейших исследований, например, путем изменение типа и характеристик дефектов бетона.

Механические характеристики проницаемого бетона, модифицированного однокомпонентным сополимером, в агрессивной среде

Реферат

Модифицированный полимером цемент нашел множество применений благодаря своей превосходной прочности на растяжение. Когда цемент был модифицирован одним полимером, его прочность на растяжение и эксплуатационные характеристики незначительно увеличились. Однако при добавлении в цемент небольшого количества гибкого полимерного латекса механические характеристики цемента значительно улучшаются. В этом исследовании однокомпонентный проницаемый бетон, модифицированный сополимером, был приготовлен путем смешивания стирол-бутадиенового каучука (SBR) с различными акрилатными полимерами, а его механические характеристики и долговечность были систематически изучены посредством механических испытаний и теоретических анализов.Основные результаты следующие: (1) При добавлении водоразбавляемой эмульсии морозостойкость цементного бетона увеличивалась, а скорость потери массы снижалась. Цементобетон с двумя латексами имел более высокую стойкость к сульфатной коррозии и значительно более низкую деформацию усадки в сухом состоянии, чем обычный цементный бетон. (2) С помощью сканирующей электронной микроскопии наблюдались микроструктурные изменения цементного вяжущего, обычного полимер-модифицированного бетона и сополимер-модифицированного цементного бетона, использованных в этом исследовании, и результаты сравнивались с теми, о которых сообщалось в литературе. (3) Однокомпонентный водопроницаемый бетон, модифицированный сополимером, продемонстрировал отличные характеристики усадки. Это исследование показало, что однокомпонентный водопроницаемый бетон, модифицированный сополимером, удовлетворяет эксплуатационным требованиям для использования в качестве материала для дорожного покрытия в особых случаях.

Ключевые слова: полимер, модифицированный сополимером цементный бетон, механические характеристики, долговечность, микроструктура

1. Введение

Для улучшения функциональных характеристик бетона были разработаны различные методы.С развитием полимерного материаловедения было доказано, что полимерный латекс снижает свою хрупкость [1,2,3,4]. Полимерный латекс добавляют в бетон для получения полимербетона (ПБК), полимер-модифицированного бетона или полимерцементного бетона (ПМК или ПЦК), а также бетона, пропитанного полимером (ПИК) [5,6,7]. В PLC полимер вместо цемента добавляется в качестве связующего и смешивается с заполнителем. Портландцемент иногда может использоваться в качестве наполнителя или мелкого заполнителя. PLC образуется после заливки, отверждения и полимеризации смеси.ПМК представляет собой композиционный материал, полученный путем соединения цемента и заполнителя с полимерным материалом, диспергированным или диспергируемым в воде. PIC представляет собой композиционный материал, содержащий гидратированный цементный бетон, пропитанный мономерами, и получается после полимеризации мономеров в бетоне. Несмотря на меньший модифицирующий эффект ПМЦ, чем у ПИК, исследователи в области строительных материалов в последние годы проявляют все больший интерес к исследованиям полимерно-цементного бетона из-за его простоты производства и консервативного применения [1, 2, 3, 4]. ,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14].Кроме того, были проведены значительные исследования по изучению физико-механических характеристик ПМК; поэтому он нашел несколько применений.

Помимо полимера, ПМК содержит цементное тесто, раствор и бетон [8]. ПМЦ и цементная паста, модифицированная полимерами, нашли множество применений из-за их лучших характеристик, чем характеристики обычного бетона и обычной цементной пасты, в отношении прочности на изгиб, усадки и коррозионной стойкости. Как правило, полимерцементная паста может использоваться в качестве стенового материала и считается идеальным материалом для ямочного ремонта.Его также можно использовать в качестве кладочного, штукатурного и гидроизоляционного материала. PMC может использоваться в дорожном строительстве благодаря своей превосходной водонепроницаемости, прочности на изгиб и прочности на сжатие. При использовании в качестве материала дорожного покрытия PMC увеличивает срок службы дорожного покрытия благодаря хорошей устойчивости к растрескиванию. При использовании в строительстве мостовых настилов ПМЦ и модифицированная полимером цементная паста позволяют инженерам избежать некоторых сложных строительных технологий (например, склеивания и гидроизоляции) и снизить затраты на проектирование. Композит на основе полимерцемента представляет собой новый материал, обладающий органо-минеральными взаимодействиями и характеризующийся отличной прочностью на растяжение, вязкостью, сопротивлением усадке всухую, коррозионной стойкостью и долговечностью [5,6,7,9]. Благодаря этим свойствам этот материал вызвал значительный исследовательский интерес во всем мире.

Когда ПМС получают с использованием одного полимера, такого как жесткий стирол-акриловый латекс, он сохраняет свою высокую прочность и демонстрирует незначительное улучшение прочности на сжатие и растяжение. PMC, его механические характеристики значительно улучшаются.Такой модифицированный полимером цемент имеет агрегатную структуру и демонстрирует превосходное улучшение механических характеристик по сравнению с исходными компонентами из-за реакции агглютинации двух полимерных латексов с цементом, которая аналогична реакции, происходящей в металлических сплавах [10,11]. ]. Поэтому в данной статье материал, полученный путем полного смешения сополимера с цементом, называется цементным вяжущим, модифицированным сополимером. Полученный продукт характеризуется высокой ударной вязкостью и прочностью на растяжение.В этом исследовании однокомпонентный модифицированный сополимером цементный бетон был приготовлен путем полного смешивания однокомпонентного заполнителя, цемента и латекса, модифицированного сополимером, для получения нового дорожного материала с превосходной водопроницаемостью, шумоподавляющей способностью и механическими характеристиками [12]. ,13,14].

Однако Sofi et al. [15] сообщили, что введение частиц каучука неблагоприятно влияет на прочность бетона на сжатие и изгиб из-за плохой связи между цементным тестом и частицами каучука и мягкости частиц каучука.Следовательно, многие исследователи решили эти проблемы, улучшив характеристики полимерных добавок [16,17]. Сообщалось, что сополимер эффективно модифицирует проницаемый бетон, при этом пористость увеличивалась, и наблюдалось значительное улучшение механической прочности на более поздних стадиях [18]. Беньяхиа и др. [19] обнаружили, что эмульсионная сополимеризация является удобной, быстрой и недорогой альтернативой получению сополимера путем диспергирования капель мономера в водной фазе. Лазневская-Пекарчик и др.[20] сообщили, что комбинирование двух различных поликарбоновых эфиров путем эмульсионной сополимеризации может значительно повлиять на свойства свежего и затвердевшего высокоэффективного самоуплотняющегося бетона. Взаимосвязь между напорными методами измерения содержания воздуха в свежем бетоне и измерениями параметров воздушно-пустотной системы с использованием анализатора воздушной пустоты (AVA) для свежего самоуплотняющегося бетона (SCC) и высокоэффективного самоуплотняющегося бетона (HPSCC), изготовленных с использованием В статье исследуются два различных типа суперпластификатора (СП): воздухововлекающая добавка (АЭА), модифицирующая вязкость добавка (ВМА) и антипенная добавка (АПА).Результаты показали, что добавки значительно влияют на пористость SCC и HPSCC. Результаты исследований показали, что текучесть свежей бетонной смеси существенно влияет на достоверность измерения с помощью АВА. Ланг Лей и др. и Чжан Пэн и др. [21, 22] показали, что сополимер может существенно улучшить прочность бетона на сжатие без ограничений и увеличение прочности цементно-отвержденного грунта из грунта. Кроме того, было доказано, что акрилатные полимеры придают раствору меньшую токсичность, регулируемое время гелеобразования, низкую проницаемость и высокую прочность на сжатие, что обеспечивает многочисленные применения акрилового раствора в различных областях, включая плотины, фундаменты и туннели [23].Кроме того, акрилат сополимеризовался с другими материалами, такими как акриламид или стирол, для улучшения механических, физических и реологических свойств цементного раствора [24]. Тем не менее, ограниченные исследования рассматривали улучшение механических свойств водопроницаемой бетонной смеси без песка, а исследования по улучшению акрилатного сополимера до ПМПК отсутствуют. В нашем предыдущем исследовании мы исследовали прочность на растяжение однокомпонентного цементного бетона, модифицированного сополимером, считая его аналогом полимерного сплава [25].В этом исследовании мы исследовали механическое поведение однокомпонентного цементного бетона, модифицированного сополимером, в агрессивной среде.

(1)
Были измерены механические характеристики и показатели долговечности, такие как морозостойкость, стойкость к сульфатной коррозии и усадка в сухом состоянии, для образцов бетона с различным количеством полимерного латекса.
(2)
Микроструктуру образцов полимербетона наблюдали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), и изучали влияние микроструктуры на характеристики цемента.

Результаты этого исследования показали, что однокомпонентный цементный бетон, модифицированный сополимером, может играть важную роль в конструкционных материалах благодаря своей устойчивости к проникновению, растрескиванию, коррозии и сотрясению. Следовательно, он может найти широкое применение в строительстве дорог и мостов, взлетно-посадочных полос аэропортов и морских сооружений.

2. Материалы и методы

2.1. Сырье и параметры

В этом исследовании использовались цемент, гравий и сложный полимерный латекс. Образец, используемый в этой статье, такой же, как и в нашем предыдущем исследовании [25].

(1) Цемент: Цемент является наиболее важным вяжущим материалом в бетоне. Обыкновенный силикатный цемент используется в полимер-модифицированных строительных растворах и ПМК. В Китае требуется, чтобы дорожный цемент соответствовал техническим характеристикам, перечисленным в китайском стандарте JTG D40-2011 [26], в соответствии с которым дорожный цемент должен достигать быстрого затвердевания и раннего отверждения, чтобы обеспечить быстрое возобновление дорожного движения. Таким образом, выбранным сырьем был P.Цемент силикатный обычный O 42,5R (Huaxin Cement Co., Ltd., Чунцин, Китай). Химический состав этого цемента указан в .

Таблица 1

Химический состав цемента (%).

Компонент	SIO	SIO ₂	O ₃	AL ₂ O ₃	CAO	MGO	So ₃
Содержание	22. 4	3,15	5,6	59,58	2,58	2,42

(2) Грубый заполнитель был предоставлен Китайской фабрикой, Чанчуньский камень. После обработки сырья несколькими процессами, такими как просеивание в грохоте, вращение и очистка в смесителе, сушка в сушильном шкафу, был получен односортный камень зернистостью 4,75–9,5 мм.

(3) Полимер: сополимерный латекс был приготовлен путем смешивания стирол-бутадиенового каучука (SBR) и акрилатного полимера, и на ранней стадии было изучено модифицирующее действие единственного полимерного латексного SBR на цемент [27].В предыдущем исследовании [25] различные акрилатные полимеры, полученные с помощью различных технологий, демонстрировали различные характеристики. На основе качественного сравнительного анализа, проведенного в этом исследовании, мы проанализировали сополимеры SBR и трех типичных типов акрилатных полимеров — акрилата XG-6161 (далее обозначаемого как P1), чистого акрилата (далее обозначаемого как P2) и XG- 2135 акрилат (далее П3). Основные характеристики полимеров приведены в .

Таблица 2

Характеристики полимерного латекса.

SBR

Chemical Family

STIRELE-BUTADIENE RUB

XG-6161 Acrylate

XG-6001 Акрилат

XG-2135 Acrylate

Твердое содержание , мас.

45 ± 1

56 ± 1

55 ± 1

50 ± 1

7 до 8.5

6,5 до 8

7 до 9

от 7 до 9

Плотность [кг/м ³ ]

1.20 до 1.

1.08 до 1.10

1.10 до 1.12

1.1,18 до 1.20

Вязкость [MPA.S]

от 1500 до 2500

от 500 до 2500

от 5000 до 2500

800 до 2500

Внешний вид

Молочно-белая жидкая эмульсия

Молочно-белая и сероватая жидкая эмульсия

вода.

2.2. Пропорции смеси для различных испытаний

Используемая бетонная смесь содержала воду, цемент и заполнитель в весовом соотношении 0,41:1:4,7 на основе нашего предыдущего исследования [12,13,14]. Были испытаны различные комбинации полимеров, чтобы определить комбинацию, улучшающую механические характеристики бетона. P1–P3 отдельно смешивали с бутадиен-стирольным каучуком для исследования влияния сополимеров на характеристики и свойства бетона. Кроме того, вода была заменена сополимерным латексом.Кроме того, в латексе использовали три количества каждого акрилатного полимера (т. е. Р1, Р2 и Р3) — 10%, 20% и 30%, в результате чего получилось 11 комбинаций сополимерного латекса. Пропорции смешивания SBR и акрилатного полимера для 11 комбинаций указаны в ; контрольная смесь называется Mix ID. Отношения латекса к цементу и заполнителя к пасте в образцах оставались постоянными на уровне 0,41 и 3,33 соответственно.

Таблица 3

Пропорции смешивания сополимерного латекса.

Control Mixes	Mix ID	Mix Mix	Mix Mix
100% воды	W	80% SBR + 20% P2	SP2_20%
100% SBR	S	70% SBR + 30% P2	SP2_30%
90% SBR + 10% P1	SP1_10%	90% SBR + 10% P3	SP3_10%
80 % SBr + 20% P1	SP1_20%	80% SBR + 20% P3	SP3_20%
70% SBR + 30% P1	SP1_30%	70% SBR + 30% P3	SP3_30 %
90% SBR + 10% P2	SP2_10%	—	—

2.3. Формование и отверждение образцов

Все образцы были приготовлены в соответствии с китайским стандартом GB/T 50081-2019 [28], извлечены из формы через 24 часа и помещены в камеру туманообразования при температуре (20 ± 2) °C и 95% относительной влажности в течение 28 дней. Процесс формования образцов выглядит следующим образом:

Выбранные латексы смешивали с базовым полимерным латексом в соответствии с заданными пропорциями, а составной латекс хорошо перемешивали и полностью смешивали. Цемент и камни взвешивали в соответствии с заданными пропорциями и перемешивали с помощью двухвальной двухвальной принудительной бетономешалки SWJ-60 (Zhengzhou Changcheng Machine Manufacturing Co., Ltd., Чжэнчжоу, Китай). Время сухого смешивания составляло 2 мин. После того, как цемент и камни были должным образом перемешаны, медленно добавляли полностью перемешанный составной латекс, и новую смесь дополнительно перемешивали для получения хорошо перемешанного бетона, модифицированного сополимером. Время перемешивания составляло 120 с. Процесс перемешивания показан на .

Перемешивание водопроницаемой бетонной смеси, модифицированной сополимером.

Из-за большой пористости и рыхлой структуры моносортного сополимерсодержащего цементного бетона при использовании вибратора возможно разделение цементного теста и камня.Поэтому для трамбовки бетона использовали ручную буровую штангу (Shandong Yikuang Technology Co., Ltd., Шаньдун, Китай). В процессе моделирования образца заливка бетона производилась в два этапа. Сначала залили половину бетона и утрамбовали буровой штангой. Затем заливали вторую половину и дополнительно утрамбовывали весь бетон для обеспечения общей компактности и однородности образцов. Наконец, поверхность образцов была сглажена.

В процессе подготовки образцов был принят стандартный метод отверждения с последующим покрытием полиэтиленовой пленкой.Этот метод был принят, чтобы избежать потери воды в процессе отверждения, чтобы обеспечить участие как полимера, так и воды составного латекса в процессе гидратации. Это обеспечивает правильное образование полимерцементной пасты и помогает избежать быстрого испарения воды, что может привести к неполной гидратации цемента и тем самым отрицательно сказаться на прочности бетона. Поэтому после завершения формования все образцы были помещены в камеру для отверждения (Tianjin Huida Experimental Instrument Co., Ltd., Тяньцзинь, Китай) (температура: 20°C± 3°C, влажность: >90%). Образцы извлекали из формы после их отверждения в течение 24 часов. Затем они были покрыты пластиковой пленкой перед дальнейшим отверждением при комнатной температуре. Размеры образца указаны в .

Таблица 4

Размеры образцов для различных испытаний.

9D, 14D и 28D

Тестовый тип	Тип	Тип образца	Образец Размеры	Возраст	Номер выборки
Сухой усадочный тест	Сополимер-модифицированная цементная паста	25 мм × 25 мм × 280 мм	1D, 3D, 7D, 14D и 28D	17	51
Freeze-Thaw Cycle Test	COPOLYMER-MODIED CENTER PAPE	100 мм × 100 мм × 100 мм	28D	17	51	51

Сульфатный коррозионный тест	сополимер-модифицированный бетон	100 мм × 100 мм × 100 мм	28D	17	68

3.Методы испытаний

3.1. Испытание на усадку в сухом состоянии

Сухая усадка – это структурная усадка при высыхании, которая вызывается постепенным испарением воды при гидратации или твердении цементного бетона, карбонизацией в результате химических реакций продуктов гидратации (гидроксида кальция, гидрата кремнезема кальция и гидрата кальция). алюминат сульфат гидрат) с углекислым газом в воздухе при определенных уровнях влажности и изменениях температуры.

Метод испытания на сухую усадку был разработан с учетом китайского стандарта на методы испытаний на долгосрочные характеристики и долговечность обычного бетона [29] (GB/T 50082-2009).Образцы показаны в . Всего было использовано 17 групп по 3 образца в каждой. Образцы помещали в стандартную камеру для отверждения (температура: 20°C ± 3°C, относительная влажность: >90%) и извлекали из формы после отверждения в течение 24 ± 2 часов. Образцы были пронумерованы, с указанием направления измерения. После завершения извлечения из формы образцы измеряли в отмеченных направлениях в течение 30 мин и 3 сут, 7 сут, 14 сут и 28 сут для получения значения усадки в сухом состоянии. Затем их поместили в кондиционируемую комнату (температура: 25°C ± 2°C, относительная влажность: <60%) для дальнейшего отверждения.Значения усадки образцов измеряли с использованием компаратора длины щелочного заполнителя JH-320 (Beijing Zhongjian road Instrument Equipment Co., Ltd., Пекин, Китай) (). Образцы анализировали с помощью циферблатного индикатора (Shanghai Gaozhi Precision Instrument Co., Ltd., Шанхай, Китай) со стандартной длиной стержня 295 мм и точностью измерения 0,01 мм. Удельную длину и циферблат калибровали с помощью стандартной планки (Shanghai Gaozhi Precision Instrument Co., Ltd., Шанхай, Китай) до и после каждого измерения.Формула расчета усадки в сухом состоянии выглядит следующим образом:

где S _t — скорость усадки в сухом состоянии в определенном возрасте (точность: 0,001%), L ₀ — первоначально считанное значение (мм), L _t — измеренное значение в определенном возрасте (мм), 250 — эффективная длина образцов.

Образец для испытаний на усадку в сухом состоянии.

Компаратор длины щелочного агрегата JH-320.

Для каждой группы среднее арифметическое значение усадки для трех образцов принималось за конечное значение усадки в сухом состоянии.Если значение усадки в сухом состоянии для образца отклонялось от среднего значения более чем на 15 %, за окончательное значение принималось среднее значение других образцов. Если значения усадки в сухом состоянии двух образцов отклонялись от среднего значения более чем на 15%, испытание на усадку в сухом состоянии повторяли.

3.2. Испытание цикла замораживания-оттаивания

Метод испытания цикла замораживания-оттаивания был разработан на основе метода медленного замораживания, изложенного в Стандарте для методов испытаний долгосрочных характеристик и долговечности обычного бетона (GB/T 50082-2009). ) [29].Размер образца составлял 100 мм × 100 мм × 100 мм. В каждой группе было по три образца. Процесс тестирования выглядит следующим образом:

(1)
Образцы отверждали в стандартной камере отверждения в течение 24 дней, а затем вымачивали в воде при температуре 20°C ± 2°C в течение 4 дней. В процессе замачивания поверхность воды удерживалась на 20 мм выше верхней поверхности образца. Испытание циклом замораживания-оттаивания начинали, когда возраст образцов достигал 28 дней.
(2)
Образцы () были удалены, когда возраст образцов достиг 28 дней, и вытерты насухо для удаления любой поверхностной воды.После измерения их размеров образцы взвешивали и нумеровали.
Образец для испытаний на замораживание-оттаивание.
(3)
Образцы проверялись через равные промежутки времени. Для каждой группы испытание циклом замораживания-оттаивания прекращали, когда потеря массы достигала 5 %.
(4)
Образцы были извлечены после 50 циклов замораживания-оттаивания и вытерты насухо для удаления любой поверхностной воды. Затем была измерена их прочность на сжатие.

3.3. Испытание на сульфатную коррозию

Сульфатная коррозия представляет собой циклическое явление внутреннего набухания, вызванного коррозией сульфатного раствора, и внутренней усадки, возникающей в результате потери содержания воды во время высокотемпературной сушки в цементе при чередующихся условиях высокой температуры и сульфатного раствора. Явление циклического набухания-усадки сохраняется до тех пор, пока существует чередующаяся среда с высокой температурой и сульфатным раствором, и при превышении предела прочности в цементе образуются внутренние трещины.

Характеристика сульфатного воздействия на бетон: поверхность бетона белеет, начинают повреждаться все кромки и углы, появляются трещины, затем происходит отслаивание бетона. Бетон становится рыхлым и хрупким от компактности. Суть повреждения бетона сульфатной эрозией заключается в том, что когда бетон находится в зоне, богатой сульфатами, сульфат-ионы попадают в бетон и реагируют с компонентами цементного камня с образованием тугоплавких солевых минералов. Эти вещества могут образовывать легко расширяющиеся химические вещества, такие как эттрингит и гипс.Расширение эттрингита и гипса вызовет микротрещины в бетоне, что приведет к растрескиванию, отслаиванию и разрушению бетона [29].

Метод испытания на сульфатную коррозию был разработан на основании стандарта на методы испытаний долговечности и долговечности обычного бетона [30]. Фактическая среда промышленного загрязнения считалась фоном для моделирования стойкости к сульфатной коррозии цементного бетона, модифицированного сополимером, и простого бетона в условиях естественной сульфатной коррозии.

Для изучения влияния сульфатной коррозии на долговечность обычного цементного бетона и монополимерного цементного бетона с различным количеством полимерного латекса исходные компоненты цемента должны быть свободны от сульфата, тем самым гарантируя, что любая сульфатная коррозия внешний. В тесте было 17 групп, по 6 образцов в каждой, или всего 102 образца. Образцы, выполненные в виде кубов с ребром 100 мм, были разделены на семь типов. Образцы отверждали в стандартной камере для отверждения в течение 28 дней, вымачивали в чистой воде и 5% растворе NaSO ₄ в течение 14 и 28 дней соответственно, а затем наблюдали за поверхностными повреждениями и измеряли их прочность на сжатие на основе которой был рассчитан коррозионный коэффициент прочности цемента на сжатие.Формула коэффициента выглядит следующим образом:

где К _f – коррозионный коэффициент прочности на сжатие (%), f ₀ – среднее значение прочности на сжатие образцов без сульфатной коррозии (МПа), f _n – среднее значение прочности на сжатие прочность образцов при сульфатной коррозии (МПа).

3.4. SEM Test

Для наблюдения за модификацией бетона, вызванной сополимерами, морфологию и микроструктурные характеристики образцов наблюдают на машине Zeiss Gemini Sigma 300 VP SEM (Carl Zeiss AG, Йена, Германия).Рабочее расстояние объектива машины и образцов составляет 8,5 мм, а общие этапы испытаний проводятся в соответствии с исследованием [31].

Существует три типа образцов: обычный цементобетон, монополимерцементобетон и сополимерцементобетон. Монополимерный цементный бетон содержит только один тип полимера, т. е. 100% латексный SBR. Для анализа были выбраны цементные бетоны, модифицированные сополимерами, которые содержат три типа полимеров, соответственно, т.е. 70% латекса SBR + 30% латекса P1, 70% латекса SBR + 30% латекса P2 и 70% латекса SBR + 30% латекса P3. .

Подготовка проб: сначала используются пять одноразовых бумажных стаканчиков, которые маркируются для этого испытания в соответствии с образцом для испытаний один за другим. Во-вторых, образцы берутся во время 28-дневного испытания материалов на основе цемента на прочность при сжатии. Во время испытания на сжатие образуется большое количество мелких фрагментов. Размер образца, отобранного из фрагментов, не должен превышать 3,5 мм * 3,5 мм. Поверхность образца должна быть плоской для наблюдения во время сканирования. В-третьих, высушите образец в электрической печи для струйной сушки (Shanghai Keheng Industrial Development Co., Ltd., Шанхай, Китай) при 60 °C в течение 24 часов. В-четвертых, поместите высушенный образец в прибор для золочения (Foshan Foxin Vacuum Technology Co., Ltd., Фошань, Китай) для золочения. Золотое покрытие может улучшить проводимость образца и улучшить четкость сканированного изображения образца. Эксперимент проводился в лаборатории материалов Чунцинского университета Цзяотун. Процесс сканирования показан на .

5. Выводы

В данном исследовании изучались механические характеристики сополимерно-модифицированного цементного бетона в агрессивной среде.Несколько показателей долговечности различных образцов бетона были определены по параметрам испытаний, таким как морозостойкость, коррозионная стойкость и усадка в сухом состоянии. Микроструктуру образцов наблюдали с помощью СЭМ и анализировали влияние на характеристики цемента.

Основные выводы следующие:

(1)
Коэффициент усадки полимермодифицированного цемента в сухом состоянии меньше, чем у обычного цементобетона, а усадка смешанного полимерцемента лучше, чем у полимермодифицированного цемента .Среди них смешивание P1 и P2 дает лучший эффект улучшения.
(2)
Морозостойкость сополимерцементного бетона анализировали по потерям прочности при сжатии и потере массы. Испытание показывает, что прочность на сжатие бетона с добавкой полимерной эмульсии ниже, чем у обычного цементного бетона, но прочность на сжатие и скорость потери массы лучше, чем у обычного цементного бетона, то есть его морозостойкость лучше, чем у обычного цементобетона.
(3)
Сравнительный анализ темпов потери прочности при сжатии после выдержки в 5% растворе сульфата в течение 14 и 28 сут показал, что наибольшей стойкостью к сульфатной коррозии обладают сополимерсодержащие цементные бетоны с П1 и П2, а лучше, чем простой полимерцементный бетон и обычный цементный бетон.

В этом исследовании изучались механические характеристики и долговечность цементобетона, модифицированного сополимером.Было проанализировано влияние различных сополимеров на механические характеристики бетона при одинаковом соотношении полимер-цемент. Кроме того, были предложены некоторые предварительные выводы для будущих исследований новых материалов для дорожного покрытия. Однако в некоторых областях требуется дальнейшее изучение. Например, необходимо дополнительно изучить долговечность материалов, таких как усталостные характеристики, и все еще существует проблема, заключающаяся в том, что количество полимерного латекса слишком велико. Необходимо дополнительно улучшать характеристики латекса, чтобы уменьшить количество латекса и снизить стоимость, чтобы его можно было применять на большем количестве полей.

Термическое сопротивление изолированных сборных железобетонных сэндвич-панелей | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Ахмад А., Маслехуддин М. и Аль-Хадрами Л.М. (2014). Измерение на месте коэффициента теплопередачи и теплового сопротивления полых железобетонных стен из сборного железобетона. Энергетика и здания, 84 , 132–141.

Артикул Google Scholar

Аль-Абиди, А.А., Мат, С.Б., Сопиан, К., Сулейман, М., и Мохаммед, А.Т. (2013). Приложения CFD для хранения тепловой энергии со скрытой теплотой: обзор. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 20 , 353–363.

Артикул Google Scholar

Аль-Аджлан, С.А. (2006). Измерение тепловых свойств изоляционных материалов методом нестационарного плоского источника. Прикладная теплотехника, 26 (17–18), 2184–2191.

Артикул Google Scholar

Амран Ю.М., Фарзадния Н. и Али А.А. (2015). Свойства и области применения пенобетона; Обзор. Строительство и строительные материалы, 101 , 990–1005.

Артикул Google Scholar

Амран, Ю.М., Рашид, Р.С., Хиджази, Ф., Али, А.А., Сафии, Н.А., и Бида, С.М. (2018). Структурные характеристики сэндвич-панелей из сборного пенобетона при осевой нагрузке. KSCE Journal of Civil Engineering, 22 (4), 1179–1192.

Артикул Google Scholar

Справочник ASHRAE. 2009. ASHRAE Handbook-Fundamental: SI Editions, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. Inc.: Атланта, Джорджия, США. ISBN 9781933742557.

ASTM C1363-19. 2019. Подкомитет C16.30, Стандартный метод испытаний тепловых характеристик строительных материалов и сборок ограждающих конструкций с помощью термокамеры, DOI: https://doi.org/10.1520/C1363-19

Бай, Ф., и Дэвидсон, Дж. С. (2015). Анализ многослойных бетонных конструкций с частично композитной пеноизоляцией. Инженерные сооружения, 91 , 197–209.

Артикул Google Scholar

Бенаюн, А., Самад, А.А., Триха, Д., Али, А.А., и Эллинна, С. (2008). Поведение сборных железобетонных многослойных композитных панелей на изгиб – экспериментальные и теоретические исследования. Строительство и строительные материалы, 22 (4), 580–592.

Артикул Google Scholar

Боафо Ф., Ким Дж.-Х. и Ким Дж.-Т. (2016). Производительность модульной сборной архитектуры: обзор на основе тематического исследования и будущие пути. Устойчивое развитие, 8 (6), 558.

Артикул Google Scholar

БС ЕН 206-1:2000.2001. Британские стандарты, Европейский стандарт: Бетон — часть. 1: Спецификация, производительность, производство и соответствие.

Буш, Т. Д., и Стайн, Г. Л. (1994). Поведение сэндвич-панелей из композитного сборного железобетона с неразрезными ферменными соединителями при изгибе. PCI Journal, 39 (2), 112–121.

Артикул Google Scholar

Буш, Т. Д., младший, и Ву, З. (1998). Расчет на изгиб сэндвич-панелей из предварительно напряженного бетона с анкерными соединителями. PCI Journal, 43 (5), 76.

Статья Google Scholar

Карбонари Г., Каваларо С., Кансарио М. и Агуадо А. (2013). Экспериментальное и аналитическое исследование характеристик сжатия сэндвич-панелей из пенополистирола. Materiales De Construcción, 63 (311), 393–402.

Артикул Google Scholar

Чой, К.-Б., Чой, В.-К., Фео, Л., Джанг, С.-Дж., и Юн, Х.-Д. (2015). Поведение изолированных сборных железобетонных сэндвич-панелей при сдвиге в плоскости, армированных гофрированными соединителями из стеклопластика. Композиты Часть B: Инженерия, 79 , 419–429.

Артикул Google Scholar

Chua, SC, & Oh, TH (2011). Зеленый прогресс и перспективы в Малайзии. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (6), 2850–2861.

Артикул Google Scholar

Эйнеа, А., Салмон, Д., Фогараси, Г., Калп, Т., и Тадрос, М. (1991). Современная система сборных сэндвич-панелей. PCI Journal, 36 (6), 90–101.

Артикул Google Scholar

Фразао, К., Баррос, Дж., Толедо Филью, Р., Феррейра, С., и Гонсалвеш, Д. (2018). Разработка сэндвич-панелей на основе фиброцементных композитов из сизаля и легкого фибробетона. Цементные и бетонные композиты, 86 , 206–223.

Артикул Google Scholar

Герлих В., Суловска К. и Залешак М. (2013). Валидация COMSOL Multiphysics в качестве программного обеспечения для расчета теплопередачи в зданиях: Валидация программного обеспечения для моделирования зданий. Измерение, 46 (6), 2003–2012 гг.

Артикул Google Scholar

Гервасио, Х., Сантос, П., да Силва, Л.С., и Лопес, А. (2010). Влияние теплоизоляции на энергетический баланс холодногнутых зданий. Advanced Steel Construction, 6 (2), 742–766. https://doi.org/10.18057/IJASC.2010.6.2.5

Статья Google Scholar

Грациани Л., Квальярини Э., Д’Орацио М., Ленчи С. и Скальби А. (2017). Более экологичный способ производства железобетонных сэндвич-панелей на месте и в развивающихся странах. Устойчивое развитие, 9 (3), 472.

Артикул Google Scholar

Хакер, Дж. Н., Де Соллес, Т. П., Минсон, А. Дж., и Холмс, М. Дж. (2008). Воплощенные и эксплуатационные выбросы углекислого газа от жилья: тематическое исследование воздействия тепловой массы и изменения климата. Energy and Buildings, 40 (3), 375–384.

Артикул Google Scholar

Хамед, Э.(2016). Моделирование, анализ и поведение несущих сборных железобетонных сэндвич-панелей. Journal of Structural Engineering, 142 (7), 04016036.

Статья Google Scholar

Хамед, Э. (2017). Несущая способность сэндвич-панелей из сборного железобетона с диагональными стержневыми соединителями из армированных волокном полимеров. PCI Journal, 62 (4), 34–44. https://doi.org/10.15554/pcij62.4-03

Артикул Google Scholar

Ходички К., Сопал Г., Ризкалла С., Хулин Т. и Станг Х. (2014). Экспериментальное и численное исследование механизма сдвига FRP для бетонных сэндвич-панелей. Journal of Composites for Construction, 19 (5), 04014083.

Статья Google Scholar

Джозеф, Дж. Д. Р., Прабакар, Дж.и Алагусундарамурти, П. (2017). Сборные железобетонные многослойные односторонние плиты под изгибающей нагрузкой. Инженерные сооружения, 138 , 447–457.

Артикул Google Scholar

Ким Дж. и Ю Ю.-К. (2015). Композитное поведение новой изолированной бетонной многослойной стеновой панели, армированной сетками на сдвиг из стеклопластика: влияние типов изоляции. Материалы, 8 (3), 899–913.

Артикул Google Scholar

Ли Б.-J., & Pessiki, S. 2006. Термическое поведение сборных предварительно напряженных железобетонных трехслойных стеновых панелей, Архитектурно-инженерная конференция (AEI) 2006: Решения для интеграции зданий (стр. 1–15).

Ли, Б.-Дж., и Пессики, С. (2008). Экспериментальная оценка сборных, предварительно напряженных железобетонных трехслойных стеновых панелей. PCI Journal, 53 (2), 95–115.

Артикул Google Scholar

Менуфи, К., Кастель А., Наварро Л., Перес Г., Бур Д. и Кабеса Л. Ф. (2012). Оценка воздействия экспериментальных боксов на окружающую среду с использованием оценки жизненного цикла: основные моменты этапа производства. Applied Energy, 92 , 534–544.

Артикул Google Scholar

Мохамад, Н., и Мухаммед, Х. М. 2011. Испытания сборных легких сэндвич-панелей из пенобетона с одинарными и двойными симметричными соединителями фермы на сдвиг при внецентренной нагрузке .Advanced Materials Research (тома 250–253) под редакцией Guangfan Li, Yong Huang и Chaohe Chen, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.335-336.1107

Мохамад, Н., Омар, В., и Абдулла, Р. 2011. Сборные сэндвич-панели из легкого пенобетона (PLFP) , испытанные под осевой нагрузкой: предварительные результаты. Advanced Materials Research (тома 250–253) под редакцией Guangfan Li, Yong Huang и Chaohe Chen, 1153–1162, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.250-253.1153. Документ, представленный на конференции Advanced Materials Research.

Мохамад, Н., и Хассан, Н. 2013. Конструктивные характеристики сборных легких пенобетонных сэндвич-панелей с соединителями ферм с одинарным и двойным сдвигом под действием осевой нагрузки. Документ, представленный на конференции Advanced Materials Research. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.634-638.2746

Наито, К., Хуманн, Дж., Бикрафт, М., и Бьюик, Б. (2011). Характеристики и характеристики сдвиговых связей для использования в стеновых панелях из сэндвич-панелей из сборного железобетона. Journal of Structural Engineering, 138 (1), 52–61.

Артикул Google Scholar

Перес-Ломбард, Л., Ортис, Дж., и Поут, К. (2008). Обзор информации об энергопотреблении зданий. Энергетика и здания, 40 (3), 394–398.

Артикул Google Scholar

Retzlaff, RC (2009). Зеленые здания и системы оценки зданий: новая область интересов проектировщиков. Журнал литературы по планированию, 24 (1), 3–21.

Артикул Google Scholar

Ройон, Л., Карим, Л., и Бонтемпс, А. (2013). Хранение тепловой энергии и выпуск нового компонента с PCM для интеграции в полы для управления температурой зданий. Энергетика и здания, 63 , 29–35.

Артикул Google Scholar

Лосось, Д.К., Эйнеа, А., Тадрос, М.К., и Калп, Т.Д. (1997). Полномасштабные испытания сборных железобетонных сэндвич-панелей. Структурный журнал ACI, 94 , 239–247. https://doi.org/10.14359/486

Статья Google Scholar

Сартори И., Наполитано А. и Восс К. (2012). Здания с нулевым потреблением энергии: согласованная структура определения. Энергетика и здания, 48 , 220–232.

Артикул Google Scholar

Тейшейра, Н., Томлинсон, Д.Г., и Фам, А. (2016). Сборные железобетонные сэндвич-панели для стен с угловыми болтовыми соединениями, испытанные на изгиб при имитации давления ветра и всасывания. Журнал PCI . https://doi.org/10.15554/pcij61.4-02

Статья Google Scholar

Томлинсон, Д., и Фам, А. (2014). Экспериментальное исследование сборных железобетонных утепленных сэндвич-панелей с полимерными соединителями, армированными стекловолокном. ACI Structural Journal, 111 (3), 595.

Статья Google Scholar

Томлинсон, Д., и Фам, А. (2016). Аналитический подход к изгибной реакции многослойных бетонных стен с частично композитной изоляцией, используемых для облицовки. Инженерные сооружения, 122 , 251–266.

Артикул Google Scholar

Ван Шейндел, А., Шеллен, Х., и Де Вит, М. (2009). Улучшена работа HVAC для сохранения церковного органа. Строительство и окружающая среда, 44 (1), 156–168.

Артикул Google Scholar

Вольтман Г., Ноэль М. и Фам А. (2017). Экспериментальные и численные исследования тепловых свойств утепленных бетонных сэндвич-панелей со сдвиговыми соединителями из стеклопластика. Энергетика и здания, 145 , 22–31.

Артикул Google Scholar

Чжи, К., и Го, З. (2017). Экспериментальная оценка многослойных стеновых панелей из сборного железобетона с соединителями на сдвиг, армированными сталью, стекловолокном и полимером. Достижения в области проектирования конструкций, 20 (10), 1476–1492.

Артикул Google Scholar

Расчет коротких колонн из квадратных стальных труб с бетонным наполнением при внецентренной нагрузке

Колонны из квадратных стальных труб с бетонным наполнением (CFSST) широко применяются в строительстве.Хотя было предложено много конститутивных моделей для описания коротких колонн CFSST при концентрической нагрузке, применимость существующей концентрической модели при анализе коротких колонн CFSST при эксцентрической нагрузке не была должным образом проверена. В этой статье эксцентричное поведение коротких колонн CFSST было исследовано с помощью программного обеспечения ABAQUS/standard. Было обнаружено, что контактное напряжение между стальной трубой и внутренним бетоном серьезно зависит от коэффициентов эксцентриситета, что указывает на то, что эффект удержания стальной трубы на внутреннем бетоне был различным при концентрической и внецентренной нагрузке.В этой статье была разработана и проверена с помощью существующих экспериментальных результатов новая модель напряжения-деформации внутреннего бетона, учитывающая влияние эксцентриситета. Было обнаружено, что предложенная модель напряжения-деформации была более точной при моделировании эксцентричного поведения коротких колонн CFSST.

1. Введение

Колонны из стальных труб с бетонным наполнением (CFST) представляют собой типичные составные элементы, состоящие из внешней стальной трубы, заполненной внутренним бетоном. Внешняя стальная труба ограничивает внутренний бетон, что увеличивает прочность на сжатие и пластичность колонн CFST.Внутренний бетон образует идеальное ядро, способное выдерживать сжимающую нагрузку, и предотвращает локальное коробление наружной стальной трубы, особенно в квадратных колоннах CFST. Многочисленные испытания показали, что колонны из CFST обладают более высокой прочностью и пластичностью при нагрузке на сжатие по сравнению с традиционными стальными железобетонными колоннами [1]. В современной международной практике колонны CFST широко применяются в качестве вертикальных несущих элементов в высотных сооружениях, мостах и морской инфраструктуре [2–5].

Однако в инженерной практике было замечено, что колонны CFST неизбежно подвергаются внецентренной сжимающей нагрузке, хотя колонны рассчитаны на концентрическую нагрузку. Это может быть связано с геометрическими дефектами и дефектами материала в процессе производства, незначительным смещением в процессе строительства или случайным боковым смещением в процессе эксплуатации и т. д. Обширные экспериментальные исследования были проведены для изучения механического поведения колонн из CFST при внецентренной нагрузке [6–8], в результате чего было установлено, что колонны из CFST продемонстрировали хорошее пластическое поведение с режимом разрушения при изгибе при внецентренной нагрузке.Численный анализ, основанный на методе конечных элементов, также был выполнен для моделирования механического поведения коротких колонн CFST при внецентренной сжимающей нагрузке. Ван и Лю [9] исследовали поведение тонких железобетонных коротких колонн с квадратными трубами, подвергнутых внецентренному сжатию, с помощью модели FEA. Ли и Чен [10] смоделировали и изучили механическое поведение эксцентрично нагруженных высокопрочных заполненных бетоном высокопрочных квадратных стальных трубчатых колонн. Хан и др. [11] установил модель FEA для моделирования эксцентричного поведения колонн CFST с зазорами.Шихан и др. [12] разработали модель FEA для исследования механического поведения заполненных бетоном эллиптических стальных полых профилей при внецентренном сжатии. Хотя многие модели FEA были разработаны для описания колонн CFST при концентрической нагрузке, применимость и точность этих моделей FEA не были должным образом проверены.

Чтобы повысить точность моделей FEA, необходимо тщательно рассмотреть и установить конститутивную модель внутреннего бетона. В вышеупомянутых исследованиях конститутивная модель, предложенная Han et al.[13] обычно используется для моделирования эксцентричного поведения внутреннего бетона. В этой модели учитывается ограничивающий эффект стали на внутренний бетон и квазихрупкое поведение внутреннего бетона. Хотя некоторыми исследователями были получены разумные прогнозы, применимость и точность этой модели для моделирования эксцентричного поведения внутреннего бетона тщательно не исследовались. На самом деле следует отметить, что распределение напряжения для внутреннего бетона тесно связано со степенью эксцентриситета, предполагая, что конститутивная модель должна учитывать изменение эксцентриситета в качестве критического параметра.Аналогичные исследования были проведены для армированных волокном полимерных (FRP-) ограниченных бетонных колонн при эксцентрической нагрузке как экспериментальными, так и аналитическими методами [14–17]. Был сделан вывод, что эксцентрично нагруженные колонны демонстрируют различное механическое поведение в соответствии с различными эксцентриситетами. Следовательно, определяющие модели для бетона, ограниченного FRP, при концентрической нагрузке не могут быть непосредственно применены, и поэтому были предложены и проверены новые определяющие модели [18, 19].Кай и др. исследованы стальные трубчатые колонны круглого сечения, заполненные бетоном, при внецентренном нагружении; было установлено, что стальная труба создавала неравномерное ограничивающее напряжение во внутреннем бетоне при внецентренном нагружении [20]. Однако для квадратных стальных труб, заполненных бетоном, явление концентрации напряжений было гораздо более очевидным, чем для круглых стальных труб, что увеличивало нелинейность и сложность для колонн из квадратных стальных труб, заполненных бетоном, при внецентренной нагрузке.

В связи с этим в данной статье было проведено исследование эксцентриситета коротких колонн из квадратных стальных труб, заполненных бетоном, с различными эксцентриситетами.Была предложена новая конститутивная модель, учитывающая влияние эксцентриситетов. Точность новой конститутивной модели была проверена путем сравнения с опубликованными экспериментальными результатами.

2. Моделирование МКЭ

Для анализа влияния эксцентриситетов на поведение эксцентриситета колонн CFSST была создана модель МКЭ, как показано на рис. 1. Отношение длины к ширине поперечного сечения образца равно трем. , который можно классифицировать как типичный короткий столбец.Две жесткие пластины с бесконечной жесткостью были прикреплены к двум концам колонны CFSST. Взаимодействие между жесткой пластиной и стальной трубой определялось как контакт связи; таким образом, напряжение может быть эффективно передано при внецентренной нагрузке. Взаимодействия между жестким небом и внутренним бетоном были определены как жесткий контакт, чтобы предотвратить проникновение внутреннего бетона в жесткую пластину в местах ограничений. Концентрическая и внецентренная нагрузка прикладывалась к верхней жесткой плите по линии нагружения.Как показано на рисунке 1, все степени свободы для линии нагрузки были ограничены, кроме смещения по оси Z и вращения вокруг оси Y, так что внецентренная нагрузка могла быть применена к колонне CFSST. Такая же линия нагружения была также прикреплена к нижней жесткой пластине для обеспечения силы реакции, в которой были ограничены все степени свободы, кроме вращения вокруг оси Y. Взаимодействие между внутренним бетоном и стальной трубой определялось как контактные поверхности, где модель трения Мора-Кулона и модель жесткого контакта использовались для определения контактного поведения как в тангенциальном, так и в нормальном направлениях соответственно [21].Все компоненты, включая внутренний бетон, стальную трубу и жесткую пластину, были смоделированы с использованием восьмиузловых твердотельных элементов с уменьшенной интеграцией (C3D8R).

Пятиступенчатая модель напряжения-деформации, предложенная Han et al. [13] применялась для описания изотропного упругопластического поведения стали, как показано на (1) и рис. 2. =2 А и С =0,8+ А — В .
Модель напряжения-деформации, предложенная Ханом [13], также применялась для моделирования квазихрупкого поведения внутреннего бетона, что показано в (2).
где, , , , , и .
Модель пластичности бетона при повреждении (CDP) в ABAQUS была применена для иллюстрации пластического поведения бетона [22, 23]. В приведенных выше уравнениях и представляют собой площадь поперечного сечения квадратной стальной трубы и внутреннего бетона, которые были установлены как 11400 мм ² и 78400 мм ² в этом моделировании соответственно.Параметры и и — предел текучести стали и прочность цилиндра внутреннего бетона, которые были установлены как 340 МПа и 40 МПа в этом моделировании. Предложенная модель энергии разрушения использовалась для моделирования поведения размягчения бетона при растяжении [23]. Коэффициент Пуассона и модуль упругости для внутреннего бетона приняты равными 0,2 и 4730 по ACI 318-11 [24] соответственно.
Типичные виды разрушения для колонн CFSST с различными коэффициентами эксцентриситета показаны на рисунке 3. Коэффициент эксцентриситета ( e ) был определен как , где — расстояние от линии нагрузки до оси симметрии, а B — как половина наружной ширины квадратной стальной трубы, как показано на рисунке 1.Для колонны CFSST при концентрической нагрузке ( e = 0), как показано на рисунке 3 (а), в средней части стальной трубы можно наблюдать очевидный внешний локальный изгиб. Следует отметить, что внешнее локальное изгибание проявилось на всех четырех сторонах квадратной стальной трубы; таким образом, образец показал барабанный режим разрушения. Для колонны CFSST с коэффициентом эксцентриситета 0,5 внешнее местное изгибание можно наблюдать на стороне сжатия. При дальнейшем увеличении коэффициента эксцентриситета, как видно на рисунке 3(c), локальное изгибание было более очевидным на стороне сжатия и по бокам с обеих сторон, в то время как на стороне растяжения не наблюдалось поведения изгиба.Можно сделать вывод, что колонны CFSST имеют совершенно различное композиционное поведение между стальной трубой и внутренним бетоном с различными коэффициентами эксцентриситета. Четыре секции каждой колонны, т.е. S1, S2, S3 и S4, были выбраны для дальнейшего анализа, как показано на рисунке 3. Номер суффикса для каждой секции, т.е. столбец. Средние сечения типичных колонн CFSST, т. е. S4-0, S4-0,5 и S4-1, показаны на рисунке 4. Для сечения S4-0, как показано на рисунке 4 (а), внутренний бетон был отделен от стали. трубы, за исключением угловой области, и очевидное явление концентрации напряжения можно наблюдать в угловой области по нефограмме напряжения.Для секций S4-0,5 и S4-1 внутренний бетон был отделен от стальной трубы в основном со стороны сжатия и по обеим сторонам, в то время как стальная труба хорошо контактировала с внутренним бетоном со стороны растяжения. Кроме того, явление концентрации напряжения для секций S4-0,5 и S4-1 было не таким серьезным, как для секции S4-0, что указывает на то, что распределение напряжения было другим при изменении эксцентрического отношения. Распределение напряжения внутреннего бетона с различными коэффициентами эксцентриситета показано на рисунке 5, где отрицательное напряжение представляет собой растяжение, а положительное напряжение представляет собой сжатие.Для колонны CFSST при концентрической нагрузке весь внутренний бетон находился под напряжением сжатия, как показано на рисунке 5 (а). Для колонны CFSST с коэффициентом эксцентриситета 0,5, как показано на рисунке 5(b), на стороне растяжения появилась кажущаяся область растяжения. С увеличением коэффициента эксцентриситета, как показано на рисунке 5(c), область растяжения также расширилась. Максимальное растягивающее напряжение на рис. 5(с) составляло около 4 МПа, что указывает на то, что на растянутой стороне бетонной детали могут появиться трещины и трещины.

Чтобы найти взаимосвязь между эффектом удержания и эксцентриситетом, были выбраны пять типичных точек, то есть P1, P2, P3, P4 и P5, для каждой секции, что показано на рисунке 3. Контактное напряжение между стальной трубой и внутренним бетоном в каждой точке может быть получено с помощью стандартного программного обеспечения ABAQUS. Контактное напряжение для колонн CFSST с типичным эксцентриситетом, т. е. 0, 0,5 и 1, обсуждается следующим образом.
2.1. Концентрическая нагрузка ()
Контактное напряжение между стальной трубой и внутренним бетоном для колонн CFSST при концентрической нагрузке показано на рисунке 6.В качестве номенклатуры для каждой кривой первый параметр обозначает сечение, второй параметр обозначает эксцентрическое отношение, а третий параметр обозначает местоположение обнаруженных точек. Видно, что контактные напряжения очень похожи для каждой секции в точках P1, P3 и P5. Напротив, контактное напряжение в P2 и P4 намного выше, чем в других обнаруженных точках. Это разумно, т.к. P2 и P4 располагались в угловой области; таким образом, внутренний бетон был хорошо ограничен из-за явления концентрации напряжений, которое сильно отличается от заполненной бетоном круглой стальной трубы [20].Также можно обнаружить, что контактное напряжение колебалось вокруг нуля на начальной стадии для Р1, Р3 и Р5, в то время как контактное напряжение линейно увеличивалось на начальной стадии для Р2 и Р4.
Можно сделать вывод, что контактное напряжение может сильно различаться в разных регионах. Для упрощения распределения напряжений на рис. 6 также была построена средняя кривая. Учитывая симметрию каждого участка, контактное напряжение для каждого участка может быть представлено средней кривой.Средние кривые для каждого участка показаны на рис. 7; видно, что распределение напряжения также было неравномерным вдоль осевого направления колонны CFSST. Так, на рис. 7 также была построена средняя кривая для каждого участка, кривая E0-AV.

2.2. Внецентренная нагрузка ( и )
Контактное напряжение для колонн CFSST при внецентренной нагрузке показано на рисунке 8. С увеличением эксцентрического отношения контактное напряжение значительно уменьшилось, что указывает на ослабление эффекта ограничения.Можно обнаружить, что контактное напряжение в точках P2 и P4 намного выше, чем в точках P1, P3 и P5, что также связано с явлением концентрации напряжений в угловой зоне. Также видно, что контактное напряжение распределяется неравномерно в P1, P3 и P5, что указывает на то, что внецентренная нагрузка оказывает большое влияние на распределение напряжения по сечениям. Взяв в качестве примера кривую S4-0,5-P5, контактное напряжение на начальном этапе колебалось около нуля, что позволяет предположить, что внутренний бетон был отделен от стальной трубы из-за различных коэффициентов Пуассона бетона и стали.С увеличением осевого смещения контактное напряжение в S4-0,5-P5 медленно увеличивалось, поскольку на этом этапе внутренний бетон разрушался и контактировал со стальной трубой. При дальнейшем увеличении внецентренной нагрузки контактное напряжение в S4-0,5-P5 быстро уменьшалось и на последней стадии снова колебалось вокруг нуля. Это объясняется внешним местным изгибом на сжимаемой стороне стальной трубы, что приводит к постепенному разделению между внутренним бетоном и стальной трубой на этом этапе.
Средние контактные напряжения для колонн CFSST при внецентренной нагрузке показаны на рисунке 9. Контактное напряжение для колонн CFSST с эксцентрическими коэффициентами 0,5 и 1 представлено кривыми E0,5-AV и E1-AV соответственно. Видно, что контактное напряжение уменьшается с увеличением эксцентриситета.

(а) e=0,5
(б) e=1
(а) e=0,5
(б) e=1
2.3. Новая модель напряжения-деформации для основного бетона
Среднее контактное напряжение для колонн с различным эксцентриситетом, т.е.е., 0, 0,5 и 1, показано на рисунке 10. Очевидно, что контактное напряжение быстро уменьшалось с увеличением коэффициента эксцентриситета; таким образом, в модели напряжение-деформация следует учитывать влияние коэффициентов эксцентриситета. Новый параметр k , который представляет влияние внецентренной нагрузки, был предложен следующим образом:где представляет собой площадь под кривыми контактного напряжения для колонн CFSST с различными коэффициентами эксцентриситета. Коэффициент удержания ( k ) при различных соотношениях эксцентриситета r может быть получен в соответствии с (3) и (4), что показано на рисунке 10.

Как показано на рис. 11, коэффициент удержания уменьшился с увеличением коэффициента эксцентриситета, что согласуется с предыдущими обсуждениями. При нелинейной подгонке коэффициент удержания ( k ) может быть выражен следующим образом: где коэффициент удержания и эксцентрическое отношение колонн CFSST.

На основе модели напряжения-деформации, предложенной Tao et al. [24] была предложена новая трехэтапная конститутивная модель, учитывающая влияние внецентренной нагрузки.На начальном этапе стальная труба имеет незначительное ограничение внутреннего бетона. Таким образом, зависимость между напряжением и деформацией замкнутого бетона на начальном этапе является линейной, и на этом этапе не учитывался эффект ограничения или эксцентриситет, который определялся следующим образом: где ; А=; Б=; =0,00076+.
С увеличением осевой деформации бетон постепенно разрушался и контактировал со стальной трубой; таким образом, эффект локализации следует учитывать на этом этапе. Однако эксцентриситет также оказывает важное влияние на распределение напряжения колонн CFSST; эффект удержания ослаблялся с увеличением эксцентрических соотношений.На втором этапе было предложено плато, которое представлено следующим образом: где м = (2,9224-0,00367); ; .
На третьем этапе в модели напряжения-деформации следует учитывать как эффект удержания, так и эксцентрические отношения, что показано следующим образом: где ; ; ; .
3. Валидация предложенной конститутивной модели
Для проверки модели напряжения-деформации для колонн CFSST при внецентренной нагрузке результаты моделирования сравнивались с экспериментальными результатами из разных ссылок, как показано на рисунке 12.И модель Хана, и текущая предложенная модель использовались для моделирования механического поведения внутреннего бетона. На начальном этапе и модель Хана, и текущая модель давали точный прогноз. С увеличением осевой деформации текущая модель была более точной, особенно на этапе разупрочнения.

Несущая способность колонн CFSST показана в таблице 1, в которой и представляют собой пиковую нагрузку, полученную из эксперимента и модели FEA с текущей предлагаемой моделью напряжения-деформации, соответственно.Можно видеть, что может быть достигнуто хорошее предсказание, а среднее отклонение между предсказанными и экспериментальными результатами составляет менее 5%. Таким образом, можно сделать вывод, что модель, предложенная в этой статье, является точным в моделировании эксцентричного поведения колонн CFSST.
2727 9. (мм) 9012 0,054 0,98 0,95 Среднее 0,951
образцы T (мм) (MPA) (MPA) (MPA) (мм) (KN) (кн)
HS1C40SA -0.2 5,7 514,5 43,2 10,50 1440 1397 0,97
HS1C40SB-0,2 5,7 514,5 43,2 22.00 2085 1793 0.86
HS1C40SB-0.2 5.7 514.09 43.2 23.25 9 23.25 2550 2499 0,98
Hs1c50sa-0.2 5,7 514,5 55,3 13.00 1380 +1408 1,02
HS1C50SB-0,2 5,7 514,5 55,3 19.00 2140 2012 0.94
HS1C50SE-0,2 5.7 514.09 55.50 55.50 34.50 2470 2346 0,95
HS1C40SA-0.4 5,7 514,5 43,2 26,50 1190 1083 0,91
[25] HS1C40SB-0,4 5,7 514,5 43,2 38,00 +1620 1669 1.03 1.03
HS1C40SE-0,4 5.7 514.09 43.2 49.75 49.75 2150 1 2171 1.01
Hs1c50sa-0.4 5,7 514,5 55,3 24,50 1220 1159 0,95
HS1C50SE-0,4 5,7 514,5 55,3 47,75 2250 2295 1.02
HS1C40SA-0.6 5.7 514.09 43.2 35.00 1110 988 0.89
HS1C40SB-0.6 5,7 514,5 43,2 55,50 1500 1530 1,02
HS1C40SE-0,6 5,7 514,5 43,2 74,00 1700 тысяча шестьсот тридцать-два 0,96
HS1C50SA-0,6 5,7 514,5 55,3 55.00 1020 +1081 1,06
среднее 0.971
Стандартное отклонение
EC1-2 4 434,56 110,5 20 20 2129.7 1980 1980 0,93
EC2-2 4 434.56 110.5 3 17 17 1717.2 1528 0.89 [10] EC3-2 4 4 434.56 50130 50 1454.9 1484 1,02
EC4-2 4 434.56 110.59 65 1244.1 1244.1 1169 1169 0,94
EC5-2 5 433.10 110,5 50 1630,1 1597
EC6-2 6 436,90 110,5 50 1797,2 1707

Стандартное отклонение 0.041
4. Выводы
В данной статье проведено численное исследование эксцентричного поведения колонн CFSST. Анализ методом конечных элементов показал, что удерживающий эффект стальной трубы на бетон серьезно ослабляется с увеличением эксцентриситета. Таким образом, существующие модели, как правило, завышают механическое поведение колонн CFSST и не применимы, когда колонны CFSST находятся под внецентренной нагрузкой.В этой статье предложена новая модель напряжения-деформации CFSST, в которой введен новый параметр для учета влияния эксцентриситета на эффект удержания. Сравнение результатов моделирования и экспериментов из разных источников подтвердило точность; предложенная модель имеет более высокую применимость для моделирования эксцентричного поведения колонн CFSST, особенно на этапе смягчения деформации.
номенклатура 9005
: площадь поперечного сечения бетона
: площадь поперечного сечения стальной трубки
: Эксцентрическое расстояние
: Эластичный модуль Бетон
: Упругие модуль стали
: Эксцентрический соотношение
:
: Прочность цилиндра бетона
: Характерная прочность бетона
: Куб Сжимающий крепость бетона
: Номинальная доходность Прочность стали
:
: Уровень доходности стали
: Коэффициент ограничения
: Нагрузка
: Момен Несущая мощность
:
: Пиковая нагрузка, записанная из FEA
: Пиковая нагрузка, записанная из эксперимента
: Толщина стен стальной трубки CFSST
: сталь отношение стальной трубы ()
: Деформация
: Напряжение
: Коэффициент сжатия (CFST=фактор ограничения).
Доступность данных
Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Эта работа выполнена при финансовой поддержке Открытого фонда ключевой лаборатории бетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций Министерства образования в рамках CPCSME2018-06 и Фондов фундаментальных исследований для центральных университетов в рамках 3205009601.
Экспериментальный и аналитический анализ железобетонных колонн, усиленных углепластиком
Испытания на осевое сжатие
Колонна P1, которая использовалась в качестве контрольной для сравнения с другими испытательными колоннами, не была усилена и представляла наименьшую разрушающую нагрузку. Его разрушение характеризовалось обширным растрескиванием бетона (рис. 11). Разрывная нагрузка составила 350 кН при деформации 9,63 ‰. Колонна P2, которая имела 10-сантиметровую кожух из углепластика в средней части, разорвалась с обширным растрескиванием бетона в верхней части колонны, достигнув разрывной нагрузки 395 кН, примерно 12.на 86 % больше, чем у контрольной колонки, P1. Конечная деформация составила 8,19 ‰. Колонна P3 была усилена двумя 10-сантиметровыми кожухами из углепластика, расположенными на равном расстоянии друг от друга по ее длине. Эта колонна вышла из строя при нагрузке 420 кН, что на 20 % больше, чем у контрольной колонны, и примерно на 6,33 % больше, чем значение, зарегистрированное для колонны P2, которая была облицована половиной площади кожуха. Деформация разрыва составила 5,65 %.
Колонна Р4 имела три армирующих кожуха по 10 см, также равномерно распределенных по ее длине.Эта колонна разрушилась при нагрузке 495 кН, что на 41,43 % больше, чем у контрольной колонны, с конечной деформацией 8,24 ‰. Поскольку кожухи из углепластика располагались ближе к краям колонны, волокна препятствовали поперечному расширению бетона, и разрушение колонны было вызвано разрывом нижней оболочки из углепластика (рис. 11), хотя это был полимерный материал. смола, а не углеродные волокна, которые разорвались, что указывает на то, что, если бы смола была более стойкой, разрыв произошел бы позже.Бетон также представлен трещинами между средней и нижней куртками из углепластика, а также верхней оконечностью колонны.
Колонна Р5, которая имела наибольшую площадь облицовки из углепластика (полоса 40 см), также имела наибольшую разрывную нагрузку 500 кН при деформации 6,67 ‰. Однако, несмотря на то, что оболочка из углепластика была на 33,33 % больше, эта колонна была всего на 1,01 % более стойкой, чем колонна P4. Другими словами, армирование тремя полосами углепластика (столбец P4) было столь же эффективным, как и одно большое покрытие (P5), несмотря на то, что оно покрывало гораздо большую площадь поверхности.На рис. 10 показаны колонны, находящиеся в прессе во время испытаний, а на рис. 11 их можно увидеть после разрыва.
Рис. 10
Колонны во время теста: a P1, b P2, c P3, d P4, e P5
Рис. 11
Столбцы после отказа: a P1, b P2, c P3, d P4, e P5
На рис. 12 показано поведение нагрузки и деформации всех колонн.В Таблице 2 приведены разрушающие нагрузки (N _{разрушение} ) и конечная деформация (ε _u ) колонн, а также нагрузка, соответствующая деформации 3,50 ‰ (N _{3,50 ‰} ), которая считается — конечная деформация бетона в ответ на сжатие. Для этой степени деформации также было подтверждено увеличение нагрузки, поддерживаемой колоннами. Значения, записанные для столбцов P4 и P5, практически одинаковы, что указывает на то, что армирование кожухами, распределенными по длине столбца, было столь же эффективным, как и единая непрерывная оболочка.Поскольку поперечное армирование является одинаковым во всех колоннах, становится ясно, что увеличение сопротивления бетона, вызванного заключением с куртками из углепластика, увеличило сопротивление способности колонны при той же степени продольной деформации.
Рис. 12
Нагрузочно-деформационная характеристика колонн
Таблица 2. Результаты испытаний
Коэффициент армирования (армирование А _/ А _бетон ) для каждой модели получается путем деления площади арматуры, применяемой к каждой колонне (армирование А ), на сумму площадей боковых поверхностей колонны (А _бетон).Соотношение для каждой колонны представлено в Таблице 3. Увеличение несущей способности (IR) в результате кожуха из углепластика можно определить путем деления разрушающей нагрузки (N _{, разрушающая}) каждой колонны на конечную нагрузку неусиленного железобетонного каркаса. столбец, N _{, ошибка P1} (см. Таблицу 3). По-прежнему можно получить соотношение между увеличением стойкости каждой колонны (IR) и наибольшим приростом этой емкости за счет кожуха (IR 1,428 для колонны P5), как показано в таблице 3.
Таблица 3 Коэффициенты усиления и увеличение несущей способности колонн
Как видно из приведенных значений, а также из анализа графика на рис. 12, произошло значительное увеличение несущей способности моделей, это увеличение было прямо пропорционально увеличению скорости укрепления колонн. Эти результаты аналогичны результатам, полученным Карразедо [5], который получил увеличение стойкости коротких колонн с кожухом из углепластика от 31 до 64 % по сравнению с их моделями без усиления.В своей работе он заметил, что удержание может привести к значительному увеличению сопротивления и последней деформации бетона. С другой стороны, Судано [9] получил в своих испытаниях больший прирост сопротивления осевому сжатию в моделях с круглым поперечным сечением, чем с квадратным, но подчеркнул важность закругления краев квадратных сечений, так как это уменьшает концентрацию напряжений в волокнах, обеспечивая эффективность этого укрепления.
Однако определить пластичность, основываясь только на значениях конечной деформации, невозможно, учитывая, что пресс, использованный при испытаниях, не может обеспечить равномерную продольную деформацию, которая была бы необходима для получения данных для диаграммы пластичности. Таким образом, несмотря на хорошие результаты, полученные в результате проведенных экспериментов, потребуются более обширные тесты, а также большее количество моделей, чтобы можно было проводить более полный анализ и с большим количеством деталей, обеспечивая лучшее проверка найденных значений.
Существует четкая положительная связь между коэффициентом армирования и способностью сопротивления, зафиксированная в тестах, и нелинейная регрессия этих данных дала полиномиальную функцию второй степени для наклона графика (рис. 13). Коэффициент детерминации (R ² ), найденный для представленной регрессии, составил 0,9542. Эта функция позволяет рассчитать увеличение несущей способности усиленной колонны — f (x) — на основе коэффициента усиления для колонны (x).Также можно рассчитать коэффициент армирования, необходимый для получения заданного увеличения несущей способности колонны, решив уравнение для заданного значения x.
Рис. 13
Зависимость между коэффициентом армирования и сопротивлением материала
Как показано выше, упрощенная модель распорки и связи может обеспечить повышенное сопротивление в колонне, подвергаемой центральному осевому сжатию, хотя эта модель не учитывает увеличение сопротивления, обеспечиваемое удержанием бетона.{2} + 0,7628\эта + 0,9933, $$
(1)
, где η = коэффициент армирования (армирование A _/ A _бетон), применяемый к колонне, то есть площадь пучков углепластика, деленная на сумму площадей боковых поверхностей колонны.
Анализы в Abaqus
На рисунке 14 показано распределение сжимающих напряжений контрольной колонны, P1. Сжатие поверхностей этой колонны колебалось от 0.от 0 до 35,0 МПа, тогда как в продольных стержнях внутри колонны значения достигали 260,0 МПа, что связано с тем, что модуль упругости стальных арматурных стержней намного больше, чем у бетона. Сжимающие напряжения в бетоне внутри этой колонны варьировались от 13,0 до 19,0 МПа на протяжении большей части центра колонны, достигая значений почти 28,0 МПа в верхней части, где была приложена нагрузка (рис. 15). Это значение близко к средней прочности на сжатие бетона, используемого для изготовления колонн, что может объяснить разрушение бетона в этой области, как показано на рис.11.
Рис. 14
Напряжение сжатия в колонне P1 (значения в Н/м ² )
Рис. 15
Внутреннее сжимающее напряжение в бетоне колонны Р1 (значения в Н/м ² )
На рисунке 16 показаны сжимающие напряжения моделей колонн P2–P5 и значительное сходство между ними, хотя наблюдается незначительное снижение максимальных значений. Это значение представляет собой максимальное напряжение, действующее на продольные стержни внутри колонн, и указывает на небольшое увеличение подвижности бетона с увеличением коэффициента армирования.Другими словами, увеличивающееся удержание бетона изменено, хотя и незначительно в этих испытаниях, распределение напряжения внутри колонн.
Рис. 16
Напряжение сжатия в колоннах: a P2, b P3, c P4, d P5 (значения в Н/м ²
5)
На рисунке 17 показано распределение напряжения внутри бетона усиленных колонн, что указывает на небольшое изменение, которое можно наблюдать в минимальных и максимальных значениях, указанных на этикетках.Сходство, обнаруженное среди моделей, несмотря на различия в области армирования, связано с упрощением материала углепластика при моделировании и конфигурации поведения интерфейса бетон-углепластик. Однако сравнение рис. 15 и 17 показывает, что наличие куртки углепластика оказывает значительное влияние на распределение напряжения сжатия внутри бетона.
Навигация по записям
Жби пром: Завод ЖБИ-Пром Санкт-Петербург
Как пользоваться химический анкер: пошаговая инструкция – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Рубрики
Блок
Дверные перемычки
Колонна
Несущие колонны
Перемычка
Плита
Разное
Раствор
Ригель
Строительные блоки
Строительные плиты
Строительные растворы
Строительные ригели
Уроки строительства

2019 © Все права защищены.