Бетонные решетки монтируются на малой глубине в грунте. Под этой конструкцией сооружается дренажная система, которая служит защитой почвы от вымывания чрезмерными осадками. Блоки выполнены из материала, который устойчив к воздействию повышенной влаги и низких температур. Поверхность решеток не следует засыпать землей, поскольку она имеет определенные декоративные свойства.

Польза и преимущества

Георешетка имеет особые свойства, которые выделяют ее по сравнению с асфальтобетоном и тротуарной плиткой. Монолитный материал, из которого сделаны блоки, обладает повышенной прочностью, чем выгодно отличается от аналогичной конструкции, выполненной из пластика. Это средство надежно выполняет защиту травянистых растений, чем при традиционном варианте обустройства газонов. Автотранспорт, перемещающийся по решетчатой поверхности, не мнет газон, так как трава находится в нишах. Кроме этих свойств, конструкция имеет такие преимущества:

• Ячеистые изделия дают возможность осадочным водам попадать прямо в грунт, позволяя растениям разрастаться.
• Решетки имеет разные параметры и конфигурацию, возможно индивидуальное бетонирование блоков под заказ.
• При производстве бетонной смеси применяются пластификаторы, которые окрашивают изделия в различные оттенки.
• Газонная решетка монтируется на территориях под парковку или газон, заменяет обычную тротуарную плитку.

Экопарковка — универсальное средство, которое применяется на приусадебных участках и местах общественного назначения. Срок эксплуатации бетонного изделия — от 25 лет. При использовании полимерных компонентов при производстве решеток долговечность материала существенно увеличивается, но это повышает стоимость изделия. Богатая цветовая гамма блоков из монолитов устойчивая к воздействию солнечного излучения и атмосферных осадков.

Виды решеток: какие бывают?

Классификация строительных материалов производится по следующей категории признаков:

• Форма конфигурации решеток:
  • В виде сот. Экопарковка обладает прочностью и способна выдерживать воздействие веса в пределах 20 т на 1 м2. Блоки используются для сооружения тротуарных и велосипедных дорожек, стоянок для легковых автомобилей, детских площадок.
  • Квадратная. Решетка из бетона такой конфигурации применяется для покрытий, которые подвергаются интенсивному воздействию автомобильного транспорта. Материал обладает суперпрочностью — выдерживает давление от 400 т на 1 м2.
• Цветовая гамма. Обладает большим разнообразием. Решетки, выполненные из бетонной смеси с добавлением красителей-пигментов, представлены на рынке строительных материалов по большей стоимости, чем аналоги с естественным серым цветом бетона. Этот оттенок более распространенный из-за своей дешевизны. Блоки окрашиваются в красный, коричневый, желтый, зеленый и синий цвета.

Особенности укладки решетки

Процесс установки элементов георешетки для паркингов и других объектов сложный в осуществлении по сравнению с монтажом пластиковых блоков. Это объясняется весом изделий. Одну бетонную ячейку самостоятельно переместить будет сложно. Принцип укладки такого материала аналогичный установке тротуарной плитки. Перед началом работ заготавливается следующий инструментарий:

• Песок, щебенка. Применяется для формирования подложки под ячейки.
• Контрольно-измерительные инструменты. Колышки, бечевка, уровень.
• Средства для укладки блоков. Резиновая киянка, импровизированный уплотнитель.
• Шанцевый инструмент. Для работ по обустройству выемки под укладку.

Установка бетонных элементов газонной решетки длится долго, поэтому заранее следует побеспокоиться о месте временного хранения материалов.

Алгоритм монтажных работ следующий:

• Подготовительный этап. Выполняется разметка участка под закладку ячеек. Далее удаляют дерн и выполняют выемку в грунте мощностью 300 мм.
• Выравнивание котлована. Разравнивается грунт на дне углубления, его горизонтальность контролируется строительным уровнем.
• Укладка щебня. Формируется сплошной слой мощностью 100 мм, его увлажняют и трамбуют.
• Подсыпка песка. Выполняется сверху щебенки, также поливают технической жидкостью, утрамбовывают.
• Монтаж решетки. Ячейки подгоняются по высоте, осторожно ударяя киянкой. Горизонтальность расположения контролируют строительным уровнем.

Минусы бетонных решеток

К недостаткам изделий для газонов относится тяжеловесность блоков. Кроме того, большая толщина стенок ячеек усложняет гармонизацию с архитектурными формами, которые размещаются поблизости. Монтажные мероприятия предусматривают размещение решеток в земле, что влечет привлечение дополнительных средств на выполнение работы.

укладка плитки-решетки из бетона на газоне, формы и размеры

Иногда выращивание газона на территории, которая подвержена значительным нагрузкам, становится довольно сложной задачей. На помощь приходят бетонные газонные решетки. Они представляют собой модули, которые не только функциональны, но к тому же и экологичны. Что это за изделия, какие они имеют преимущества и недостатки и как правильно их выбрать, поговорим в нашей статье.

Описание

Решетка представляет собой бетонный отштампованный модуль. Штамповка выполняется посредством вибропрессования или литья. Что касается размеров, у стандартного изделия они составляют 600х400х100 мм.

Бетонная решетка – это модуль с отверстиями в виде ромба или квадрата. Она отлично сможет защитить корни растений от повреждений. К примеру, если на газон заезжает транспорт и приминает траву, под газонной решеткой она восстановится либо спустя несколько минут, либо после того, как будет произведен полив.

Если говорить о функциях данного декоративного изделия, можно отметить несколько основных: это выравнивание газона, сохранение его внешней привлекательности, предупреждение паводков.

Как было сказано выше, оно выполняет защитную функцию и помогает укреплению почвы.

Виды

Классификация данных изделий может происходить по нескольким признакам. Это в первую очередь форма и цвет. Что касается непосредственно формы, она зависит от предназначения решеток. Может быть сотообразной и квадратной.

Решетки сотообразной формы предназначены для участков, нагрузка на которые составляет менее 20 тонн на 1 м2. Они чаще всего используются при оборудовании велосипедных дорожек и тротуаров, детских площадок, а также автостоянок для легкового транспорта. Квадратные же решетки предназначены для территорий, где предполагается активное движение автомобилей. Они прочнее и выдерживают более серьезные нагрузки, составляющие до 400 тонн на 1 м2.

Что касается оттенков, их выбор очень разнообразен. Однако цветные изделия имеют на рынке более высокую стоимость, чем обычные серые. По этой причине модели, имеющие в составе красящий пигмент, не настолько популярны. Однако желающие могут приобрести продукцию желтого, синего, кирпичного, красного и зеленого оттенков.

Типы

По типу решетки подразделяется на пластиковые, бетонные и разновидности Меба. Изделия из пластика довольно легкие, не вызывают проблем при установке. Они имеют разнообразную цветовую гамму и всевозможные размеры, просто делятся на части.

Бетонные решетки, несомненно, гораздо более прочны и долговечны, чем предыдущие. Появились они значительно раньше и могут укладываться на любой грунт, не требуя его предварительной подготовки. Такие изделия отлично подходят для площадок, на газон которых предполагается значительная нагрузка.

Еще одним вариантом бетонной решетки является Меба. Она также предназначена для больших нагрузок и, кроме того, представлена разными цветами и размерами. Форма ячеек также может быть различной. Такая решетка наиболее часто используется в садах и на территории частных домов, так как она полностью соответствует всем требованиям.

Преимущества и недостатки

Аналогом применения газонной бетонной решетки является асфальтирование территории. Однако следует признать, что декоративное изделие выглядит более привлекательно. Оно помогает сохранить газонную траву и даже защищает ее. Также среди преимуществ можно отметить, что конструкцию можно подобрать, ориентируясь на ландшафтный дизайн. Ее цветовая гамма и геометрия ячеек могут быть разнообразны.

Решетка может быть использована вместо тротуарной плитки или брусчатки. Она имеет продолжительный (более 25 лет) срок эксплуатации, устойчива к неблагоприятным погодным условиям и ультрафиолету.

Кроме того, конструкция является морозоустойчивой и способна выдержать значительные понижения температуры. В составе отсутствуют вредные добавки, благодаря чему изделие является экологичным и безопасным.

Для того чтобы ухаживать за газоном, на который уложена бетонная решетка, специальных инструментов не понадобится. Укладка также производится без использования техники, так как максимальный вес изделия составляет 25 килограммов. Если решетки укладываются вдоль дороги, они не допустят разрушения склонов обочин. Находясь вдоль берегов рек, они помогут предотвратить паводок.

Однако будет правильным указать недостатки газонных решеток из бетона. Визуально они выглядят массивно, что иногда становится препятствием для их использования рядом с изящными архитектурными элементами. Чаще всего перед монтажом требуется провести подготовительные работы. Вредные вещества из автотранспорта попадают прямо в почву. Ее очистка невозможна без демонтажа конструкции.

Как уложить?

Технология укладки не вызывает никаких сложностей. Оформлением газона может заняться даже человек, не имеющий навыков в данном деле.

Для начала следует подсчитать количество модулей, которые потребуются для работы. Это делается с помощью простой математической формулы, когда площадь территории нужно разделить на площадь сетки.

После этого выбирается нужный вид решетки. Для этого нужно учесть предполагаемую нагрузку на нее. Далее размечается периметр газона, после чего начинается рытье котлована, глубина которого должна составлять от 10 до 30 сантиметров.

Если нагрузка на решетку будет постоянной, есть смысл уложить на дно «подушку» из гравия и песка. Ее толщина может составлять от 5 до 20 сантиметров. Далее производится непосредственно укладка плитки на это песчаное основание.

После того как работы будут окончены, следует заполнить ячейки тем грунтом, который подойдет для того, чтобы сформировать газон. Территорию необходимо обильно полить. Далее, когда земля осядет, высеивается трава на 2 сантиметра ниже уровня решетки. Если хозяин участка посчитает нужным, то можно внести минеральные удобрения.

Советы по выбору

Перед тем как сделать выбор в пользу определенного вида газонной решетки, нужно учесть различные моменты: это материал изготовления, назначение изделия и его технические свойства. Нельзя забывать и о ландшафтном дизайне, в который решетка должна уместно вписаться. Следует продумать и сочетание с другими его элементами.

Нельзя отрицать, что часть потребителей делают выбор, ориентируясь в первую очередь на цену. В данном случае нужно учитывать некоторые нюансы.

Самую низкую стоимость будет иметь решетка из бетона серого цвета. Более дорогой является Меба, так как при ее производстве отдается предпочтение наиболее новым технологиям, кроме того, в составе присутствуют красители.

Все вышеперечисленные моменты говорят о том, что потребителям, ориентирующимся на ценовую категорию товара, а также принимающим во внимание такие моменты, как привлекательный внешний вид, долговечность в эксплуатации и надежность, следует остановить свой выбор на бетонной газонной плитке Меба.

Обзор газонной решетки «Турфстоун» в видео ниже.

Газонная решетка. Цена в Перми от производителя

Вес 1 шт.:
17 кг.

Создание хорошего, эстетически привлекательного газона – это целое искусство! Посадка, уход – все это требует особенного умения. Но результат не оставит никого равнодушным! Красивое, густое и ровное покрытие из травы – это лучшее оформление для придомовой территории, садово-парковой зоны, мест отдыха в городе.

Сделать хороший и прочный газон помогут современные технологии. Важно не только правильно подобрать семена и подготовить почву. Также, учитывая, наши климатические условия, с частыми осадками,  необходимо позаботиться о том, чтобы покрытие газона имело прочность. Именно для этого и используется газонная решетка.

Газонная решетка для дачи, парковки или садово-парковой зоны – это маты, состоящие из ячеек. С помощью них можно укрепить почву, а также сделать общий вид газона привлекательным и обеспечить его долговечность. Игровые площадки и парковочные зоны преобразятся, благодаря такому методу создания газонов.

Ячеистые модули газонной решетки  имеют крепления на краях, благодаря которым можно собрать полотно любого размера. Есть различные виды такой конструкции. Наиболее распространенные –  пластиковая и газонная решетка бетонная.vdote.org

Очень часто они применяются  для создания парковочных площадок.  Прочность пластика достаточно высокая для того, чтобы выдерживает большие нагрузки и механические воздействия. Повороты колес, резкое торможение – все это не страшно качественным пластиковым решеткам.

Бетонная тротуарная плитка газонная решетка, представляет собой ячеистую конструкцию из бетона, в отверстиях которой растет трава. Часто такие элементы применяются для украшения парковок, подъездных площадок у офисного здания, а также игровых уличных зон. Большое преимущество такого вида покрытия в том, что здесь сочетается высокая прочность бетона с естественностью и красотой сочной зеленой травы.

Посадить и вырастить красивый газон – это еще полдела. Очень важно его сохранить и обеспечить условия, в которых он сможет расти, не повреждаясь. Особенно это актуально для нашей климатической зоны, где погодные условия достаточно жесткие и почва подвергается выветриванию и вымыванию.  Установка газонной решетки, предающей грунту прочности – это хорошее решение! Эти конструкции помогут укрепить почву, защитить ее от эрозии, а также обеспечить нужные условия для хорошего роста газона.

В ячейках газонной решетки растения чувствуют себя как в своеобразном горшочке. Поэтому их корневая система активно развивается, а сам стебель укрепляется. Трава становится гуще и сильнее, поэтому газон приобретает красивый и богатый внешний вид.

Эта конструкция сегодня используется довольно часто, потому что газоны очень распространены. Их высаживают на площадках для гольфа и тенниса, на детских игровых площадках, а также в парковочных зонах.

Такие конструкции предназначены специально для мест, где на поверхность почвы оказывается сильное давление  пешеходами или автомобилями, и поэтому требуется дополнительное укрепление почвы.

Плитка газонная решетка позволяет избежать повреждений корневой системы травы и предотвратить образование ям и рытвин на газонном участке. Надежный каркас сохраняет растения, благодаря чему газон остается красивым и аккуратным.

Сегодня особенно часто распространено строительство экопарковок.  Это современное решение в обустройстве городского пространства. Там использование асфальта нежелательно,  и газонная решетка для парковки  является превосходным вариантом покрытия.

Кроме эстетических соображений, применение решеток для газонов важно и с практической стороны. Укрепленный газон, благодаря пластиковому или бетонному основанию, не даст завязнуть автомобилю, в случае сильных осадков и размягчения почвы. Кроме того, решетка газонная, укладка которой помогает равномерно распределить нагрузку на почву и хорошо развиться корневой системе растений, обеспечивает нормальную циркуляцию воды, питание корешков  и предотвращает образование паводков. Поэтому газонная решетка под парковку – это не только мера, необходимая для украшения пространства, но и для обеспечения безопасности  и комфорта автомобилистов.

Газонная решетка, технология укладки которой очень проста – это быстрая и эффективная посадка газона. Модули ячеистого мата, благодаря удобной системе стыка, монтируются быстро и без проблем. Также стоит упомянуть демократичную стоимость укладки газонной плитки.  Это практичный и экономически выгодный способ создания покрытия. Кроме того, оно будет очень долго радовать вас своей красотой, поэтому в использовании такой технологии посадки травы, одни только положительные моменты!

Газонные решетки, стоимость которых невысока, вы сможете приобрести в нашей компании. Мы обеспечим вас самой прочной и надежной продукцией. Купить решетку газонную в компании «АСТЕК» — это значит приобрести гарантированно качественные материалы!

Все, что вам нужно знать для проезда

Как их установить?

Используете ли вы пластик или бетон, вы собираетесь сделать пять слоев. Это сложная версия приготовления лазаньи.

• Положите основание из щебня, смешанного с песком, чтобы выровнять поверхность.
• Поместите блоки рядом.
• Затем уложите еще один слой песка и утрамбуйте его.
• Положите слой верхнего слоя почвы.
• Сажать траву.
• Держитесь подальше от травы, пока она не закрепится.

Если у вас нет высших навыков хардкейпинга, вы можете нанять для этого профессионала.

О той траве. Как его сажать и какой можно использовать?

Лучший способ вырастить траву — это посыпать клетки семенами. Это самый медленный способ получить траву, как это всегда бывает при выращивании из семян, но ваша трава будет иметь более глубокую корневую систему и будет более выносливой.

Если вы хотите мгновенного удовольствия, черт возьми. Вырежьте квадраты по размеру ячеек и разложите их по размеру. К закату вы закончите свою зеленую дорогу. Если вы не живете в Сиэтле или на побережье Мексиканского залива, где вы регулярно пользуетесь моющими машинами для оврагов, выберите устойчивый к засухе сорт, такой как трава буйвола, чтобы не отрицать экологичность асфальтоукладчика, наливая на него сотни галлонов воды, чтобы сохранить его. в живых.Другими хорошими травами, способными выдержать до двух тонн стали, движущейся по ним, являются зойсия, бермудские острова, святой Августин и декоративная осока.

Другой вариант, если вы живете в засушливом климате или ненавидите стрижку травы: засыпьте ячейки гравием. Технически это не асфальтоукладчик из травяных блоков, но он все равно позволит воде просачиваться в землю и останавливать сильный ливневой сток.

Так что двигайте асфальт. Забросьте бетон. Иди с травой. Планета будет вам благодарна.

Если вы планируете проект в стиле хардскейп и ищете советы и материалы, ознакомьтесь с нашими тщательно подобранными руководствами Hardscape 101 по Decks & Patios 101 и Pavers 101.Чтобы увидеть, как выглядят брусчатые брусчатки после укладки, взгляните на некоторые из наших любимых проектов:

Полимерная решетчатая арматура для повышения пластичности бетона

Основные особенности

•

Сверхвысокая производительность бетон был армирован полимерными решетками, напечатанными на 3D-принтере, что привело к значительному увеличению пластичности.

•

Пластичность была оптимизирована путем преднамеренной ориентации полимерных нитей, напечатанных на 3D-принтере, в соответствии с ожидаемыми растягивающими напряжениями.

•

Механизмы повышения пластичности во время изгиба связаны с множественными трещинами и извилистыми путями трещин.

•

Этот метод изготовления позволяет легко заливать растворную смесь, в отличие от композитов, армированных полимерными волокнами.

•

Этот метод производства композитов легче поддается автоматизированному производству, чем обычный бетон, армированный стальной арматурой.

Реферат

Бетон — наиболее широко используемый конструкционный материал.Несмотря на то, что бетон является сильным на сжатие, бетон слаб на растяжение и демонстрирует низкую пластичность из-за низкого сопротивления росту трещин. С увеличением прочности на сжатие бетон становится еще более хрупким, поэтому для повышения его пластичности требуется соответствующее армирование. В этой статье представлен новый метод повышения пластичности бетона со сверхвысокими характеристиками путем усиления его полимерными решетками, напечатанными на 3D-принтере, из полимолочной кислоты (PLA) или акрилонитрилбутадиенстирола (ABS). Эти образцы бетона, армированного решеткой, были затем испытаны на сжатие и четырехточечный изгиб.Влияние полимерных отношений армирования на механические свойства было исследовано путем тестирования двух конфигураций решетки. Решетки очень успешно превратили хрупкий бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC) в пластичный материал с характеристиками деформационного упрочнения; все образцы на изгиб показали многократное растрескивание и деформационное упрочнение вплоть до пиковой нагрузки. Увеличение коэффициента усиления АБС с 19,2% до 33,7% привело к снижению средней прочности на сжатие на 22%. Однако при изгибе коэффициент армирования PLA увеличивается с 19.От 2% до 33,7% привело к увеличению средней пиковой нагрузки на 38%. Результаты сжатия всех образцов, независимо от их степени усиления, показали плавное разупрочнение при сжатии.

Ключевые слова

Трехмерная арматура

Механические свойства

Решетка-арматура

Полимерная арматура

Бетон

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2020 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Неделя технических знаний: как полимерная решетка снижает выбросы бетона и увеличивает пластичность

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали полимерную решетку, напечатанную на 3D-принтере, для укрепления бетона. Публикуя свои результаты в журнале Materials and Design , исследователи создали 3D-печатные октеты, полимерные решетки, прежде чем заполнить их высокоэффективным бетоном.Используя испытания на сжатие и четырехточечный изгиб, исследователи обнаружили, что их композитный метод строительства позволяет бетону, который по своей природе является хрупким, проявлять большую пластичность. Решетка не только действует как внутренняя ферма, которая предотвращает растрескивание бетона, но и снижает количество необходимого бетона — и, следовательно, его углеродное воздействие, — поскольку она занимает больше объема, чем стальная арматура. «Реакция, при которой образуется цемент, по своей сути производит CO ₂ », — пояснил Хайден Тейлор, доцент кафедры машиностроения в Беркли и автор корреспонденции, в пресс-релизе университета.Кроме того, «существует возможный путь к полимерам, которые являются чистыми углеродно-нейтральными или даже потенциально углеродно-отрицательными, за счет использования биополимеров, вторичного использования и возобновляемых источников энергии». [Калифорнийский университет в Беркли]

В связи с повышением глобальной температуры исследователи из Международного института прикладного системного анализа исследуют устойчивые решения, позволяющие сохранять спокойствие. В исследовании, опубликованном в журнале « Atmospheric Chemistry and Physics», исследователей описывают, что глобальный отказ от гидрофторуглеродов, как указано в Кигалийской поправке к Монреальскому протоколу, может привести к экономии электроэнергии и сокращению глобальных выбросов парниковых газов.Зная, что производители отдают предпочтение ГФУ — охлаждающим агентам в холодильном оборудовании и кондиционировании воздуха — озоноразрушающим веществам, в исследовании изучается влияние, которое соблюдение Кигалийской поправки может оказать на окружающую среду. В другом исследовании IIASA исследователи в целом описывают свою разработку альтернативного метода охлаждения, исследуя потенциал кондиционирования воздуха с морской водой (SWAC). Опубликованное в журнале Energy Efficiency , исследование предлагает подход, получивший название высокоскоростного SWAC, который «позволяет вдвое увеличить скорость морской воды на входе в трубопровод и охлаждающую нагрузку на установку.»[IIASA HFCs и IIASA SWAC]

После выпуска прототипа инструмента генеративного дизайна в прошлом году компания Sidewalk Labs, принадлежащая Google, официально запустила Delve, цифровой продукт, который использует машинное обучение для оптимизации планирования соседства. Согласно сообщению Medium от Sidewalk Labs, архитекторы могут развернуть Delve на нескольких этапах процесса проектирования. Команды разработчиков могут использовать этот инструмент, чтобы помочь «превзойти экономические цели своего проекта, одновременно улучшив качество жизни жителей и предприятий.«Функции Delve включают автоматическое ранжирование полученных результатов, чтобы пользователи могли легко выделить наиболее эффективный проект; высокоточные проекты, которые могут выделять отдельные жилые единицы и сообщать о доступе в дневное время; интегрированные финансовые модели, которые позволяют выполнять точные оценки затрат; и встроенные утилиты. модели с оценками энергопотребления инфраструктуры. [Sidewalk Labs]

The New York Times , чтобы составить список из 25 самых влиятельных произведений протестного искусства, созданных со времен Второй мировой войны.Список включает в себя текущее состояние статуи Роберта Э. Ли в Ричмонде, штат Вирджиния, и «Triple-Chaser» от Forensic Architecture (2019), исследует определение протестного искусства и влияние, которое оно может оказать на настоящее и будущее общества. [ The New York Times ]

Экстон, штат Пенсильвания, объявила 19 победителей конкурса 2020 Year in Infrastructure Awards, выбранных из более чем 400 номинированных проектов. Bentley объявила победителей на виртуальной церемонии, назвав проекты, которые олицетворяют «выдающуюся работу пользователей Bentley по продвижению проектирования, строительства и эксплуатации инфраструктуры по всему миру», говорится в пресс-релизе компании.[АРХИТЕКТОР]

AIA выпустила новый документ об объеме услуг для консультантов по устойчивому развитию, который поддерживает цели устойчивого развития зданий. [АРХИТЕКТОР]

АРХИТЕКТОР Майкл Кейтон, AIA, получил уникальное представление о деятельности технологических компаний в своей прежней роли менеджера по архитектурной дисциплине WeWork.По своему опыту он считает, что архитекторы должны рассматривать здания не только как проекты, но и как продукты, чтобы оставаться актуальными и конкурентоспособными в будущем. [АРХИТЕКТОР]

Подробнее о Bentley Systems

(PDF) Полимерное армирование решетки для повышения пластичности бетона

Выбор 3D-печати для изготовления решеток позволил быстро создать прототипы

.Производство в больших масштабах и объемах — например, строительство здания

— может быть выполнено с помощью роботизированной экструзии

печати с большими соплами; более высокая скорость осаждения материала

существенно сократит время производства. Действительно, использование роботизированных экструзионных принтеров большого размера

, в которых отдельные экструдированные нити из

полимера обычно имеют диаметр 5–10 мм, не только увеличит пропускную способность

, но и устранило бы эффект наслоения внутри мембран. напечатанных решеток, поскольку одна большая экструдированная нить

может служить в качестве целого элемента.Если размеры элемента и элементарной ячейки

этих решеток должны быть увеличены, чтобы способствовать крупносерийному производству,

, в то время как материалы останутся аналогичными, можно ожидать, что основной механизм отказа

останется таким же, хотя это будет

необходимо подтвердить в ходе дальнейших экспериментов.

Также возможно разработать процессы литья под давлением для

геометрически правильных арматурных решеток. Геометрия октетной решетки

определяется приблизительно треугольными пересекающимися призматическими пустотами, поэтому

в принципе может быть спроектирована форма с несколькими выдвижными,

взаимосвязанными ядрами для создания трехмерной решетки.Хотя затраты на разработку

такого подхода, вероятно, будут очень значительными, они могут быть оправданы увеличением производительности. Эффекты наслоения и направления также можно минимизировать путем формования, а не печати.

Доступность данных

Необработанные данные, необходимые для воспроизведения этих результатов, доступны по адресу

, загружаемому с сайта doi: 10.17632 / wv7hvgg8c7.1

Декларация о конкурирующих интересах

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых

интересов или личные отношения, которые могли повлиять на работу, описанную в этой статье.

Благодарности

Это исследование поддержано Национальным исследовательским фондом,

Офис премьер-министра, Сингапур в рамках программы Campus for Research Excel-

lence and Technological Enterprise (CREATE). Это

, финансируемое за счет гранта Беркли Образовательного альянса по исследованиям

в Сингапуре (BEARS) для проекта Сингапур-Беркли по повышению эффективности строительства

и программы устойчивого развития в тропиках (SinBerBEST).

BEARS был учрежден Калифорнийским университетом в Беркли как центр интеллектуальных

передовых лекций в области исследований и образования в Сингапуре.Мы благодарим

Криса Парселла из Института инноваций в дизайне Калифорнийского университета в Беркли,

за помощь с 3D-принтерами. Мы также благодарим MiniFIBERS, Inc. за предоставление

волокон из PLA.

Ссылки

[1] Дж. Э. Боландер, С. Чой, Разрушение цементных композитов, армированных волокном: эффекты дисперсии волокон

, 2008 г. 73–86, https://doi.org/10.1007/s10704-008-9269 -4.

[2] П. Стахли, Р. Кастер, J.G.M. Ван Майер, Свойства потока, распределение волокон, ориентация волокон и изгибное поведение FRC, Mater.Struct. Констр. 41 (2008) 189–196,

https://doi.org/10.1617/s11527-007-9229-x.

[3] A. Abrishambaf, J.A.O. Баррос, V.M.C.F. Cunha, Взаимосвязь между распределением волокон

и поведением после растрескивания в самоуплотняющихся панелях из фибробетона

, Cem. Concr. Res. 51 (2013) 57–66, https://doi.org/10 .1016 / j.cemconres.

2013.04.009.

[4] Е.В. Сармиенто, М.Р. Гейкер, Т. Канстад, Влияние распределения и ориентации волокон на изгибное поведение балок, отлитых из текучей гибридной полимерной стали

FRC, Констр.Строить. Матер. 109 (2 016) 166–176, https: //doi.org/10. 1016 / j.

conbuildmat.2016.02.005.

[5] Б. Чжоу, Ю. Учида, Взаимосвязь между ориентацией / распределением волокон и поведением трещин после

в сверхвысокопроизводительном фибробетоне (UHPFRC),

Cem. Concr. Compos. 83 (2017) 66–75, https://doi.org /10.1016/j.ce mconcomp.

2017.07.007.

[6] П. Стахли, J.G.M. ван Майер, Производство, анизотропия волокон и разрушение гибридного фибробетона

, Eng.Фракт. Мех. 74 (2007) 223–242, https://doi.org/1 0.1016 / j.

engfracmech.2006.01.028.

[7] О. Швец, Г. Жиргулис, J.E. Боландер, Х. Станг, Влияние поверхности опалубки на ориентацию стальных волокон в самоуплотняющемся бетоне и на механические свойства литых конструктивных элементов, Cem. Concr. Compos. 50 (2014) 60–72,

https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.12.002.

[8] Дж. Хеггер, Н. Уилл, О. Брукерманн, С.Voss, Несущая способность и моделирование

текстильного железобетона, Mater. Struct. Констр. 39 (2006) 765–776, https: // doi.

org / 10.1617 / s11527-005-9039-y.

[9] Дж. Хеггер, Н. Уилл, К. Рюберг, Текстильный армированный бетон — новый композитный материал,

Adv. Констр. Матер. 2007 (2007) 147–156.

[10] А. Брюкнер, Р. Ортлепп, М. Курбах, Текстильный железобетон для усиления при изгибе и сдвиге

, Mater. Struct. Констр.39 (2006) 741–748, https://doi.org/10.

1617 / с11527-005-9027-2.

[11] Дж. Хеггер, С. Восс, Исследования несущих свойств и потенциала применения

текстильного армированного бетона, 30, 2008 г. 205 0–2056, https://doi.org/10. 1016 / j.

engstruct.2008.01.006.

[12] Ф. Шладиц, М. Френцель, Д. Элиг, М. Курбах, Допустимая нагрузка на изгиб армированных бетонных плит

, усиленных текстовым армированным бетоном, Eng. Struct.40

(2012) 317–326, https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.02.029.

[13] J. Vervloet, P. Van Itterbeeck, S. Verbruggen, M. El Kadi, M. De Munck, J. Wastiels,

и др., Экспериментальное исследование поведения при изгибе текстильно-армированного Ce-

. сэндвич-панели с различной толщиной поверхности с использованием Digital Image Correlation,

Constr. Строить. Матер. 194 (2019) 24–31, https: //doi.org/10 .1016 / j.conbuildmat.

2018.11.015.

[14] I.Дж. Коломбо, М. Коломбо, М. Приско, Поведение при изгибе текстильных армированных Con-

сэндвич-балок Crete, Констр. Строить. Матер. 95 (2015) 675–685, https://doi.org/10.

1016 / j.c onbuildmat.2015.07. 169.

[15] Н. УильямсПортал, М. Флансбьер, К. Занди, Л. Власак, К. Малага, Поведение при изгибе

новых сэндвич-элементов из текстильного армированного бетона и пенобетона (TRC-FC),

Compos. Struct. 177 (2017) 104–118, https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.

06.051.

[16] В.С. Дешпанде, Н.А.Флек, М.Ф. Эшби, Эффективные свойства материала решетки октет-ферма

, J. Mech. Phys. Solids 49 (2001) 1747–1769, https://doi.org/10.1016/

S0022-5096 (01) 00010-2.

[17] М.Р. О’Маста, Л. Донг, Л. Сен-Пьер, H.N.G. Уодли, В. Дешпанде, Излом

вязкости решеток октет-фермы, J. Mech. Phys. Solids 98 (2017) 271–289, https: //

doi.org/10.1016/j.jmps.2016.09.009.

[18] Б. Салазар, И. Уильямс, П. Агдаси, К. Остертаг, Х. Тейлор, Международный конгресс

полимеров в бетоне (ICPIC 2018). Int Congr Polym Concr (ICPIC 2018), 2018

261–266, https://doi.org/10.1007/978-3-319-78175-4.

[19] И. Фарина, Ф. Фабброчино, Г. Карпентьери, М. Модано, А. Амендола, Р. Гудолл и др., On

армирование цементных растворов с помощью 3D-печати полимерных и металлических волокон, Compos. Часть B англ.90 (2016) 76–85, https://doi.org/10.1016/j.compositesb.

2015.12.006.

[20] Y.J. Nam, Y.K. Хван, Дж. В. Парк, Ю.М. Лим, Технико-экономическое обоснование для управления распределением волокна

для улучшения свойств композита с помощью трехмерной печати,

Mech. Adv. Матер. Struct. 26 (2019) 465–469, https://doi.org/10.1080/15376494.

2018.1432809.

[21] J.A. Розевиц, Х.А. Чошали, Н. Рахбар, Биоинспектированный дизайн архитектурного цемента —

полимерных композитов, Cem.Concr. Compos. 96 (2019) 252–265, https://doi.org/10.

1016 / j.cemconcomp.2018.12.010.

[22] Ю. Сю, Б. Шавия, Разработка цементирующего композита с деформационным упрочнением (SHCC)

, армированного 3D-печатной полимерной арматурой: механические свойства,

Compos. Часть B англ. 174 (2019) https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107011.

[23] П. Агдаси, Разработка и характеристика экологически чистого бетона с ультравысокими характеристиками

Волоконно-армированный бетон (G-UHP-FRC) для структурных и неструктурных применений,

tions, Калифорнийский университет, Беркли, 2019 .

[24] П. Агдаси, А.Э. Хейд, С.Х. Чао, Разработка бетона

, армированного волокном сверхвысоких характеристик, для крупномасштабных строительных работ, ACI Mater. J. 113 (2016) 559–569,

https://doi.org/10.14359/51689103.

[25] П. Агдаси, К.П. Ostertag, Green, сверхвысококачественный фибробетон

(G-UHP-FRC), Constr. Строить. Матер. 190 (2018) 246–254, https://doi.org/10.1016/j.

conbuildmat.2018.09.111.

[26] Агдаси П., И.Д. Уильямс, Б. Салазар, Н. Пандити, Х.К. Тейлор, К. Ostertag, An Octet-

Ферма инженерного бетона (OTEC) для легких конструкций, Compos. Struct. 207

(2019) 373–384, https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.09.011.

[27] Branch Technology, https://www.branch.technology 2020 (по состоянию на 17 июля 2020 г.,

без даты).

[28] ASTM C109 / C109M-16a, Стандартный метод испытания прочности на сжатие Hy-

draulic Cement M ortars (с использованием 2-дюйм.или [50-мм] размеры Cube S), ASTM Int,

2016 https://doi.org/10.1520/C0109.

[29] ASTM C1609 / C1609M-19, Стандартный метод испытаний для определения характеристик изгиба армированного бетона волокна

(с использованием балки с нагрузкой в ​​третьей точке), ASTMInt, 2005 https://

doi.org/10.1520/C1609 .

[30] Р. Цзоу, Ю. Ся, С. Лю, П. Ху, В. Хоу, К. Ху и др., Изотропная и анизотропная эластичность

и получение трехмерного печатного материала, Compos. Часть B En g. 99 (2016) 506–513,

https: // doi.org / 10.1016 / j.compositesb.2016.06.009.

[31] Т.Д. Маклаут, Дж. В. Северин o, П.М. Адамс, Д.Н. Па тел, Р.Дж. Залдивар, Влияние ориентации печати

и растрового рисунка на излом до безобразия дополнительно

АБС-пластика, Addit. Manuf. 18 (2017) 103–109, https://doi.org/10.1016/j.

addma.2017.09.003.

Б. Салазар, П. Агдаси, И.Д. Williams et al. Материалы и конструкция 196 (2020) 109184

9

Вопросы и ответы: 3D-печать полимерной решетки укрепляет бетон

Брайан Салазар и его команда из Калифорнийского университета в Беркли разработали новый способ армирования бетона с помощью полимерной решетки, что может соперничать с другими на основе полимеров и улучшают пластичность бетона, снижая при этом выбросы углерода из материала.

Краткие технические сведения: Как начался этот проект?

Брайан Салазар: Решетка, которую мы использовали, называется октетной структурой — Бакминстер Фуллер использовал ее для своих воздушных змеев, а также для многих других структур. Прежде чем мы начали работать над этим, наша команда работала над проектом с использованием ячеистых вяжущих материалов. Мы напрямую формовали бетон в решетчатую структуру и обнаружили, что это обеспечивает хорошие характеристики. Но бетон — очень хрупкий материал, который всегда нужно армировать.Однако люди не придумали лучший способ структурировать это подкрепление. В то же время у нас был объект в Калифорнийском университете в Беркли, который назывался Jacobs Institute for Design Innovation, который разработал несколько замечательных технологий 3D-печати. Итак, мы рассмотрели возможность объединения этих двух концепций: использование решетчатой ​​структуры в бетоне и использование передовых технологий аддитивного производства, чтобы изменить способ армирования бетона.

Tech Briefs : Почему вы использовали полимер?

Salazar: [Полимеры] использовались для армирования бетона в прошлом, хотя обычно в форме волокон, небольших кусочков волокна, смешанных с бетоном.Но у этого есть много недостатков: эти волокна довольно дороги, их производство стоит денег, а количество волокна, которое вы можете добавить в бетон, очень мало, около 2%, тогда как мы можем сделать 33%. Но у этого есть преимущества: полимеры намного легче по весу, чем бетон; они изолирующие, а сталь — теплопроводник; и они устойчивы к коррозии, в отличие от стали, которая со временем подвергается коррозии.

Tech Briefs: Как прочность полимера соотносится со сталью?

Салазар: Это намного меньшая сила, и мы видим это в наших экспериментах.Но мы можем найти приложения, в которых вам не обязательно нужна такая высокая прочность, где вас могут больше заботить некоторые другие аспекты. Например, вы могли бы больше заботиться о том, чтобы сделать конструкцию очень пластичной. В настоящее время мы рассматриваем варианты применения, в которых мы можем захотеть изолировать что-либо в холодных условиях. Бетон сам по себе является очень хорошим изолятором, и добавление полимера может повысить ударную вязкость, сохраняя при этом эти изоляционные свойства.

Краткие технические сведения: Что делает решетку октетом?

Салазар: Октет — это определенная геометрия.Во-первых, он изотропный: если вы посмотрите на него спереди или сверху, вы увидите одно и то же изображение. Другое дело, что он триангулирован — все связи являются треугольниками.

Tech Briefs: Как вы определяете размер решетки, размер треугольников, конкретную геометрию решетки?

Салазар: Есть много соображений. Во-первых, мы хотим, чтобы проемы были достаточно большими, чтобы мы могли заливать туда бетон.Если, например, они будут уменьшены до четверти размера, вы не сможете заполнить их бетоном. Другое соображение заключается в том, что нам необходимо учитывать технологичность тех частей решетки, которые печатаются. При 3D-печати необходимо учитывать размер сопла. Сопло большего размера обеспечивает более высокую скорость, но вы не можете создать такую ​​тонкую структуру, так что это своего рода компромисс. У вас должна быть возможность заполнить его бетоном, а также распечатать в разумные сроки.И, конечно же, вы должны быть в состоянии получить достаточно полимера, чтобы он действительно укрепил структуру. Потребовалось много раздумий.

Технические сводки: Будете ли вы рассматривать в будущем различные типы решеток?

Салазар: Да, я хотел бы провести еще одно исследование на эту тему. Например, мы выбрали структуру октетов в первую очередь потому, что она очень хорошо известна. Но нельзя сказать, что он лучший для этого конкретного приложения.Возможность определить оптимальную форму для конкретного применения — это область моих интересов.

Tech Briefs: Как бы вы к этому подошли?

Салазар: Это вычислительная проблема, мы используем методы компьютерного моделирования.

Tech Briefs: В чем разница между «прочностью на сжатие» и «пиковой нагрузкой»?

Salazar: Здесь пиковая нагрузка означает максимальную нагрузку, которую конструкция может выдержать при изгибе. Мы проводим два типа тестов. Во-первых, для определения прочности на сжатие образец сжимают между двумя пластинами. Другой — это испытание на изгиб, которое немного сложнее, но тоже интереснее. Когда вы изгибаете конструкцию, она также испытывает растягивающие напряжения, а бетон очень слаб при растяжении.Итак, мы хотели улучшить характеристики бетона в области растяжения. Мы обнаружили, что увеличение количества полимера снижает прочность на сжатие, но при испытаниях на изгиб произошло обратное — прочность на разрыв увеличивалась.

Tech Briefs: Вы использовали бетон со сверхвысокими характеристиками для своих испытаний. Это требуется? Как это повлияет на стоимость производства?

Салазар: Мы также провели эксперименты, в которых использовали обычный бетон, и получили аналогичные результаты.Особенность бетона со сверхвысокими характеристиками заключается в том, что он даже более хрупкий, чем обычный бетон. Итак, когда у вас есть что-то более хрупкое, возможность превратить это во что-то очень пластичное, на самом деле, является большим достижением. Удивительно, что этот метод работает с обоими типами бетона.

Tech Briefs: Если он более хрупкий, что делает его сверхвысоким?

Salazar: UHP указывает на то, что он может достигать более высоких нагрузок.Он может выдерживать больший вес, но это отличается от того, насколько он может гнуться.

Краткие технические сведения: Как ваш процесс снижает воздействие на окружающую среду?

Salazar: Относительно высокое воздействие бетона на окружающую среду включает весь жизненный цикл: добыча, производство и транспортировка. Чем меньше бетона в данной конструкции, тем меньше воздействие на окружающую среду.

Tech Briefs: Разве это не полимеры на нефтяной основе?

Салазар: Они есть.На один объем материала полимер будет выделять больше CO ₂ , чем бетон. Однако мы предполагаем, что в конечном итоге мы сможем развить это так, чтобы это было более экологически чистым. Это может означать изобретение новых полимерных материалов, более безопасных для CO ₂ . Или уже могут быть полимеры, в состав которых входят переработанные материалы, которые будут иметь меньшие выбросы в окружающую среду. Итак, вы правы, вы не можете просто взять полимер, который вы найдете в магазине, и использовать его для снижения выбросов в окружающую среду — необходимы некоторые исследования для разработки полимерных армирующих элементов, которые позволили бы всей структуре имеют более низкие выбросы в окружающую среду.

Tech Briefs: Когда я читал об этом, я представлял, как использовать заливной бетон для зданий, но нужно ли делать эти балки заранее?

Салазар: Готово и то, и другое — если они сделаны за пределами площадки, мы называем их сборными железобетонными изделиями. Я думаю, что, в частности, решетчатый железобетон может быть действительно полезен для промышленности сборного железобетона, потому что конструкции будут намного легче транспортировать. Думаю, в этом есть некоторый потенциал.

Краткие технические сведения: Насколько сложно, по вашему мнению, будет масштабировать этот процесс для коммерциализации?

Салазар: Вы имеете в виду изготовление всей конструкции? Думаю, маршрут есть.Мы много знаем о самом бетоне. Итак, вопрос в том, как сделать эти решетчатые структуры размером с более крупными структурами? В настоящее время существуют технологии производства, позволяющие создать подобную решетчатую структуру. Я не вижу необходимости в каких-либо серьезных изменениях, чтобы это произошло.

Технические сводки: У вас есть приблизительное представление о сроках, когда это может быть коммерциализировано?

Салазар: Я не удивлюсь, если через 10 лет появится структура, использующая эту систему.

Отредактированная версия этого интервью появилась в выпуске Tech Briefs за январь 2021 года.

Tech Briefs Magazine

Эта статья впервые появилась в январском номере журнала Tech Briefs за январь 2021 года.

Читать статьи в этом выпуске здесь.

Другие статьи из архива читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

Низкоуглеродистый бетон остается прочным благодаря армированию полимерной решеткой

Более века стальная арматура была основным материалом для армирования бетона, но новый подход обещает сделать обычный строительный материал более прочным и экологически чистым.Ученые использовали 3D-печать для создания структуры полимерной решетки, которая может выступать в качестве основы для низкоуглеродистого бетона, который также может похвастаться большой прочностью и долговечностью.

Исследование было проведено в Калифорнийском университете в Беркли и основано на предыдущих усилиях по армированию бетона с использованием полимерных волокон. Он появился около полувека назад как многообещающая альтернатива арматурным стержням из стали, которые обладают высокой прочностью, но являются тяжелыми, дорогими и со временем разрушаются.

Полимерные волокна, с другой стороны, легкие, дешевые в производстве и устойчивы к коррозии. Современные подходы включают смешивание этих волокон с бетоном перед его заливкой, но это может привести к неравномерному распределению, что означает, что некоторые части окончательной конструкции более прочны, а другие подвержены образованию трещин.

Инженеры, стоящие за этим новым исследованием, стремились устранить этот недостаток с помощью 3D-печати октетной полимерной решетки, структуры, отличающейся уникальным сочетанием легкости и прочности, и надеялись предотвратить образование трещин из-за плотного расположения ферм.Команда добилась успеха, используя полимеры акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) для создания решетки, а зазоры затем заполняли бетоном со сверхвысокими характеристиками, который в четыре раза прочнее обычного бетона с точки зрения сжатия.

Исследователи экспериментировали с вариациями этого рецепта, используя разные версии полимерной решетки, так что они варьировались от 19,2% от общего объема бетона до 33,7%. Хотя эти изменения привели к небольшим изменениям прочности на сжатие и пиковых нагрузок, общие механические свойства бетона остались в основном такими же.

«Когда материал хрупкий, он может выдерживать определенную пиковую нагрузку, а затем выходит из строя», — говорит соавтор исследования Клаудиа Остертаг, профессор гражданского строительства и инженерии окружающей среды. «В данном случае мы не наблюдали сбоя. Он становился все сильнее и сильнее. Для нас, интересующихся бетоном, это удивительно. Вы превращаете что-то очень хрупкое в очень пластичное ».

Все испытанные образцы показали высокие значения плотности деформации и, следовательно, способны поглощать много энергии, в то время как образцы с более тонкой структурой решетки были такими же прочными, как и образцы с более толстыми.Эта часть является ключевой для одной из всеобъемлющих целей исследовательского проекта; использование более высоких концентраций альтернативных материалов для уменьшения углеродного следа производства бетона, на который приходится восемь процентов мировых выбросов CO2.

«Реакция, при которой образуется цемент, по своей сути производит CO2», — говорит соавтор исследования Хайден Тейлор. «Напротив, существует возможный путь к полимерам, которые являются чистыми углеродно-нейтральными или даже потенциально углеродно-отрицательными, за счет использования биополимеров, вторичного использования и возобновляемых источников энергии.”

Отсюда команда планирует поэкспериментировать с различными формами решетки, чтобы увидеть, могут ли разные геометрические формы использоваться для разных целей.

«Забегая вперед, мой самый большой вопрос — как выбрать лучшую решетчатую структуру для конкретного приложения», — говорит ведущий автор Брайан Салазар. «Могут быть найдены еще более оптимальные геометрические формы».

Исследование опубликовано в журнале Materials and Design.

Источник: Калифорнийский университет, Беркли

Решетчатые фермы | Antraquip Corporation | Проходческие комбайны и гидравлические ножницы

РЕШЕТКИЕ ФЕРМЫ ВЫПОЛНЯЮТ ВАЖНЫЕ ФУНКЦИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЯ