Компоненты бетона: Виды и состав бетона. Как правильно выбрать бетон для фундамента

Содержание

Состав бетона - пропорции компонентов

Готовый бетон (товарный) является подвижной смесью, в состав которой входят четыре компонента, смешиваемые в определенных количествах: вода, песок, щебень и цемент.

Ориентировочный баланс составляющих для приготовления жидкого бетона выглядит следующим образом: 1 часть – цемент, 4 части – щебень, 2 части – песок и 1/2 части - вода.

Пример весового соотношения: на 330 кг цемента потребуется 1250 кг щебня, 600 кг песка и 180 литров воды.

Приведенные цифры являются условными, фактически количество смешиваемых компонентов зависит от необходимой марки бетона, характеристик песка и щебня, марки цемента, применения пластификаторов и т.п.

Для примера можно упомянуть, что если используемый цемент маркируется как М400, то бетонная смесь будет обозначена М250, а при наличии в составе цемента М500 бетон обозначается как М350 (цифры также приведены условно). При серийном производстве бетона учитываются несколько десятков параметров.

Главными составляющими бетона являются вода и цемент, связывающие все элементы смеси в единое целое. Основная задача в производстве бетона – соблюдение необходимого соотношения базовых компонентов, причем речь идет не только о количестве. При изготовлении бетонной смеси учитываются все нюансы, влажность песка и щебня, уровень влагопоглощения и т.д.

При взаимодействии с водой цемент схватывается и твердеет. В результате образуется камень, который в ходе данного процесса усаживается (объем усадки – до 2 мм на 1 метр). На первый взгляд – не так уж много, хотя при неравномерном распределении усадочных процессов в цементном камне могут возникнуть внутренние напряжения, а через некоторое время – небольшие трещины. Эти дефекты значительно снижают прочность камня.

Для уменьшения деформации в состав смеси добавляются крупные и мелкие заполнители, каковыми являются щебень и песок. Данным ингредиенты предназначены для создания единой структуры, воспринимающей усадочные напряжения.

Кроме того, использование заполнителей увеличивает показатель упругости бетона и его прочность, а также снижает ползучесть (необратимая деформация при длительной нагрузке). Заполнители существенно уменьшают стоимость конечного продукта, так как цемент является более дорогим строительным материалом, нежели щебень и песок.

Основные компоненты, входящие в состав бетона

1. Вода

Предполагается, что в процессе изготовления бетонной смеси будет использована чистая вода. Использование воды дождевой, жирной, с содержанием масла либо иных химических примесей нежелательно. В состав ответственного бетона (железобетонные перекрытия, несущие конструкции) должна входить чистая водопроводная вода.

2. Цемент

Самая общеупотребительная марка цемента – М400. Большинство изготовителей выпускают цемент одной маркировки, но – разного качества. Чаще всего в состав бетона входит балаклеевский цемент М400 ШПЦ ӏӏ/Б-Ш-400 или амвросиевский ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400.

3. Щебень

Прочность щебня должна в два раза превышать расчетную марку бетона. Данное требование обусловлено тем, что проектная марка бетона (которая набирается за 28 суток) всегда меньше, чем его действительная прочность, которая будет набрана через год. В то же время прочность щебня не увеличивается, так как структура камня остается неизменной. Для «уравнения в правах» и выполняется подобная нивелировка, хотя означенный запас прочности не оговаривается в проектном задании.

Основные виды щебня для бетона:

  • Известняк
    – средний запас прочности от 500 до 600. Отдельные виды известняка (с запасом прочности до 800) могут быть использованы для приготовления бетона М350, хотя из-за низкой морозоустойчивости известняк в основном входит в состав бетонных смесей М100-М300.
  • Гравий. Прочность – от 800 до 1000, пригоден для изготовления бетона М450, является самым распространенным видом наполнителя. Гравию свойственны все параметры, необходимые для получения самых распространенных бетонных смесей. Материал достаточно дешев, отличается пониженным радиационным фоном.
  • Гранит – самый прочный компонент из вышеперечисленных. Дополнительные преимущества – высокая прочность (1400), низкая водопоглощаемость и повышенная морозоустойчивость. 

4. Песок

Самый лучший строительный песок – карьерный. Это объясняется тем, что песчинки из карьера имеют неправильную форму, что увеличивает площадь сцепления. Главный недостаток карьерного песка – присутствие в нем глины, которую удаляют посредством намывки.

Морской или речной песок «отполирован» водой, а потому поверхность песчинок очень гладкая.

Таблица 1. Состав и пропорции бетона марок М100 - М450 из цемента М400

Марка используемого цемента Массовый состав*, кг Объемный состав*, л
Бетон М100 1 : 4,6 : 7,0 1 : 4,1 : 6,1
Бетон М150 1 : 3,5 : 5,7 1 : 3,2 : 5,0
Бетон М200 1 : 2,8 : 4,8 1 : 2,5 : 4,2
Бетон М250 1 : 2,1 : 3,9 1 : 1,9 : 3,4
Бетон М300 1 : 1,9 : 3,7 1 : 1,7 : 3,2
Бетон М400 1 : 1,2 : 2,7 1 : 1,1 : 2,4
Бетон М450 1 : 1,1 : 2,5 1 : 1,0 : 2,2

* Значения приведены в порядке - цемент : песок : щебень

Таблица 2. Состав и пропорции бетона марок М100 - М450 из цемента М500

Марка используемого цемента Массовый состав*, кг Объемный состав*, л
Бетон М100 1 : 5,8 : 8,1 1 : 5,3 : 7,1
Бетон М150
1 : 4,5 : 6,6 1 : 4,0 : 5,8
Бетон М200 1 : 3,5 : 5,6 1 : 3,2 : 4,9
Бетон М250 1 : 2,6 : 4,5 1 : 2,4 : 3,9
Бетон М300 1 : 2,4 : 4,3 1 : 2,2 : 3,7
Бетон М400 1 : 1,6 : 3,2 1 : 1,4 : 2,8
Бетон М450 1 : 1,4 : 2,9 1 : 1,2 : 2,5

* Значения приведены в порядке - цемент : песок : щебень

Основные компоненты состава бетона

Такой строительный материал как бетон является очень распространенным материалом, который можно получить, смешав определенные компоненты, такие как вяжущее вещество, вода, заполнители и добавки. Пожалуй, каждому известно, что бетон используется повсеместно в различных сферах строительства, будь то обычное частное строение или же строительство промышленных и индустриальных построек. Еще на момент проектирования будущего строения составляется смета и определяется марка и состав бетона для каждого конкретного бетонного элемента, будь то несущая стена, фундамент и пр.

Классификация бетона

Существует большой выбор бетонных смесей, которые можно классифицировать в зависимости от различных характеристик, например по прочности сжатия, по объемной массе.

  • По прочности сжатия бетон можно разделить на цементный, силикатный, полимербетон и прочие виды. В данном случае классификация происходит по типу вяжущего вещества, который определяет не только прочность, но и марку бетона.
  • По объемной массе бетон можно классифицировать на легкий и тяжелый. В первом случае его масса обычно составляет максимум 1800 кг на 1 куб. м., во втором случае его масса значительно превышает 1800 кг и в большинстве случаев используется исключительно в индустриальном строительстве.

Характеристика основных составляющих бетона

Из чего состоит бетон? Как правило, основными компонентами качественного бетона являются:

  • Щебень или гравий.
  • Песок.
  • Цемент.
  • Вода.
  • Различные химические добавки.

Каждый компонент смеси должен иметь определенные характеристики, о которых дальше пойдет речь.

Щебень или гравий

Данный элемент бетона, по сути, играет роль заполнителя. Используя щебень в бетонной смеси можно значительно увеличить прочность и долговечность бетонной конструкции, а также уменьшить усадку и ползучесть раствора.

Щебень может быть нескольких видов: известняковый, гравийный и гранитный.

Важно обращать внимание на форму щебня, поскольку она может значительно влиять на удобство заливки бетонной смеси. К примеру, можно отметить, что щебень, имеющий плоскую и игловатую форму, уменьшает прочность конструкции и увеличивает расход других компонентов смеси (например, цемента, который является достаточно дорогим), при этом морозоустойчивость бетона в зимнее время падает. Именно поэтому для приготовления бетона такой щебень не применяют.

  • Гранитный щебень. Данный вид материала чаще всего используется для приготовления бетона, который будет использоваться для дорожных покрытий. Он имеет фракции от 5 до 70 мм, и наиболее популярными являются частицы 20-70 мм.
  • Гравийный щебень. Данный вид является наиболее востребованным и доступным и применяется для приготовления бетона и железобетона. Он имеет в своем составе частицы размером 3-70 мм, и наиболее востребованными из которых являются 5-20 мм.
  • Известковый щебень. Данный вид щебня является экологически чистым материалом. Он обладает повышенной ударостойкостью и морозоустойчивостью.

Какой щебень использовать для бетонной смеси напрямую зависит от сооружения, которое будет выполняться из бетона. Самым оптимальным вариантом для строительства является гравийный щебень, поскольку обладает достаточно высокой прочностью и доступностью для всех слоев населения.

Песок

Песок, как и щебень, является заполнителем в бетонной смеси. Чтобы получить качественный раствор необходимо подойти к его выбору достаточно серьезно. На рынке стройматериалов на сегодняшний день существует огромный выбор песка, например речной, карьерный, морской, кварцевый, однако не все из них могут использоваться для бетона.

К примеру, песок, который в своем составе имеет глину, значительно снижает морозоустойчивость и прочность бетона, поэтому данный вид песка категорически не рекомендуется использовать.

При серьезном строительстве для приготовления бетона рекомендуется использовать речной песок, поскольку он имеет однородные фракции и хорошее качество, в нем не содержится большого количество инородных органических или глинистых примесей, поэтому он является наиболее идеальным.

В случае если на готовую бетонную конструкцию больших нагрузок не предвидеться, а прочность нужна не слишком велика, то в таком случае можно использовать карьерный песок, который позволит сообщить составу необходимую вязкость.

Песок можно классифицировать в зависимости от фракций зерен, и наиболее пригодным для бетона является крупный, который содержит оптимальное количество средних и мелких зерен.

Кроме того, для приготовления бетонной смеси высокого качества рекомендуется использовать сухой песок с невысокой влажностью. В случае если просушить песок не представляется возможным, рекомендуется уменьшить количество воды при приготовлении бетона.

Цемент

Цемент является наиболее дорогим компонентом бетонной смеси, поскольку является вяжущим веществом. Его производят на специальных цементных заводах, которые можно отнести к тяжелой промышленности. Цемент можно классифицировать по марке и количеству химических добавок.

Самый популярной разновидностью цемента является портландцемент, который имеет в своем составе специальные добавки, улучшающие свойства материала.

Чтобы правильно подобрать необходимую марку цемента для бетона, можно воспользоваться следующими рекомендациями от специалистов:

  • Цемент марки М400 и ПЦ400(Д20) наиболее часто используется при строительстве фундамента для частного сектора.
  • Цемент марки М400 и ПЦ400 (Д0) не имеют в своем составе добавок, которые позволяют использовать его для фундамента с высокой устойчивостью к воде и морозам.
  • Цемент марки М500 и ПЦ500 (Д20) наиболее часто используется при строительстве высокоэтажных, промышленных построек, гипермаркетов и пр.
  • ПЦ500 (Д0) используется только для промышленных нужд, чаще всего для участков, где влажность превышает допустимые нормы, а климат является неустойчивым.

Химические добавки

Существует огромное количество различных химических добавок, которые добавляются в бетон для придания различных свойств. Одни могут повышать прочность конечной конструкции, другие повышают морозоустойчивость и позволяют использовать бетон в зимнее время.

Вода

Количество воды для бетона определяется в зависимости от необходимой марки бетона и может корректироваться. Для бетона лучше всего использовать не холодную, но и не горячую чистую воду, без всяких примесей.

Процесс приготовления бетона

Рассмотрим процесс приготовления 100 кг бетонной смеси. Для него необходимо подготовить следующий состав:

  • Цемент 30 кг.
  • Песок 70 кг.
  • Щебень 100 кг.

Первое что необходимо сделать, это смешать все сухие составляющие, то есть песок, цемент и щебень до однородной массы. Затем можно постепенно вливать воду, пока смесь не получиться нужной консистенции. Зачастую бетонный раствор напоминает “густой творог” и не растекается.

Также немаловажно помнить, что приготовление бетона должно происходить при плюсовой температуре окружающего воздуха, иначе это может повлиять на характеристики бетона.

В заключение нужно сказать, что для получения высококачественного бетонного раствора необходимо уделять большое внимание его составляющим, в особенности, если бетон заказывается на заводе, поскольку на сегодняшний день существует достаточно много недобросовестных производителей. Цена бетона напрямую зависит от цены всех компонентов, и если стоимость раствора занижена, это может означать только то, что в процессе его изготовления используются дешевые материалы.

Составные компоненты бетона - Всё о бетоне

На сегодняшний день очень быстрыми темпами развивается городское и частное строительство. Ежегодно синтезируются и внедряются в практику все новые и новые строительные и отделочные материалы. Но тем не менее, наибольшим спросом пользуются такие, как дерево, кирпич и бетон. Особое место занимает бетон. В отличие от большинства других строительных материалов, он обладает высокой прочностью. Он нашел широкое применение в строительном деле. В большинстве случаев он используется для возведения фундамента больших зданий, для строительства садовых дорожек, перекрытий, стен и так далее.

Таблица по составам обычных смесей на гравии или щебне в объемных частях.

Преимущество его и в том, что благодаря ему сооружение становится более прочным и устойчивым. Большое значение имеет качество, в особенности, если он изготавливается своими руками.

Он бывает разных марок, каждая марка наиболее оптимально подходит для тех или иных работ. Таким образом, качество его может варьировать в широких пределах. Рассмотрим более подробно основные компоненты бетона, их характеристики и требования, которые к ним предъявляются, выбор качественного сырья. Но сперва необходимо ознакомиться с тем, а что же представляет собой бетон.

Определение

До приготовления любому строителю важно знать, чем характеризуется этот строительный материал.

Итак, бетон – это искусственный строительный материал, состоящий из 4 основных компонентов: песка, цементного порошка, щебня или гравия и воды.

Схема соотношений между компонентами в бетонной смеси.

Для смеси характерна высокая прочность и твердость. Если из основного перечня отсутствует вода, то это называется асфальтобетон. Очень часто в него вносят различные добавки, например, гидрофобизаторы, фиксаторы прочности или пластификаторы. Они придают раствору заданные, полезные свойства, такие, как повышенная прочность при сжатии, водонепроницаемость и так далее.

Для бетона основным связующим компонентом является цементный порошок. При смешивании его с водой получается твердый каменный материал. Но обойтись только этими двумя компонентами для получения бетона нельзя, так как он быстро разрушится, появятся трещины. Для того чтобы это предотвратить, используется мелкий и крупный наполнитель – песок и щебень. В ряде случаев вместо щебня применяют гравий. Бетон известен еще с древних времен, упоминания о нем были около 6000 лет назад. Чтобы получить качественную смесь, нужно брать определенное количество воды, от которого зависит водоцементное соотношение. От него напрямую зависит прочность.

Основные виды

Таблица состава бетона.

Выделяют несколько типов бетона в зависимости от структуры и предназначения: железобетон, асфальтобетон, на мелкозернистой основе, пенобетон, газобетон, для дорожных покрытий, высокопрочный, быстротвердеющий, гипсобетон, декоративный, гидротехнический, кислотоустойчивый, жаростойкий, легкий, крупнопористый. Существует также несколько марок. Наиболее востребованными являются марки 100, 150, 200, 250, 300, 350 и 400. Марки м350 имеют самый большой спрос. Марка определяет его прочность на сжатие. Соответственно чем она выше, тем смесь лучшего качества.

Для того чтобы приготовить бетон той или иной марки, необходимо точное соотношение его составных частей, то есть цемента, песка, щебня и воды. Большое значение имеет и марка самого цемента. К примеру, для получения бетона марки 300 при наличии цемента марки 400, соотношение должно быть 1: 1, 9: 3, 7. Если имеется цемент марки 500, то оно равно 1: 2, 4: 4, 3. Для м350 он немного отличается.

Требования к качеству песка

Таблица соотношения прочности бетона.

Рецепт приготовления включает в себя приобретение необходимого сырья. Именно от него будет зависеть качество полученного бетона. В первую очередь, рецепт не может обойтись без песка. Песок – это важный связующий компонент. Самое важное, что нужно знать любому строителю, это то, что он не должен содержать в своем составе большого количества глиняных частиц. Песок можно брать любой. Глина способствует постепенному разрушению конструкции, появлению трещин и пор. Отличить такой песок довольно просто, чаще он имеет желтый оттенок. Простой песок же серого цвета.

Большую роль играет и его консистенция. Не следует использовать влажный песок, так как в противном случае может увеличиться водоцементное соотношение и смесь будет жидкой. Перед добавлением в смеситель он должен быть просушен, очищен от механических примесей. Важно, что основная функция песка в смеси – придание ему структурного каркаса, что впоследствии снижает снижает усадку в результате повышения прочности и упругости.

Требования к цементу

Таблица по компонентам и их пропорциям в разных марках бетонной смеси.

Рецепт включает в себя такой компонент, как цемент. Он представляет собой порошкообразное, минеральное, вяжущее вещество, которое способно при взаимодействии с водой затвердевать в водной или воздушной среде. К гидравлическим вяжущим средствам относят: портланцемент, роман-цемент, гидравлическую известь и сульфоалюминатный цемент. Наиболее часто в строительном деле используется портландцемент. В своем составе он имеет известняк, глину и железистые добавки. Большое значение имеет такой признак цемента, как его водопотребность. Содержание жидкости при этом регламентируется ГОСТ Р “Цементы”.

Помимо цемента требования предъявляются и к воде. Для приготовления рекомендуется брать водопроводную воду или воду из скважины. Она не должна содержать в своем составе механических примесей. Нередко воду приходится подогревать, в частности, если работы ведутся при низких температурах. Песок же в этом случае заготавливают заранее и утепляют. Не нужно брать слишком много воды для приготовления. Важно соблюдать водо-цементное соотношение, в норме оно составляет 0,3 – 0,5. При большом количестве воды смесь может получиться жидкой, что ухудшит свойства материала.

Крупнозернистый компонент

Рецепт обязательно включает приобретение щебня или гравия. Многие строители путают бетон с цементным раствором. Это 2 разных строительных материала. Отличие их в том, что в цементном растворе отсутствует щебень или гравий, что делает его более ровным и гладким при заливке. Щебень – это зернистый, сыпучий материал, получаемый путем дробления горных пород. Размеры его частиц превышают 5 мм. Он может быть различной фракции. Важным свойством щебня является его морозостойкость. По этому признаку он имеет несколько классов, обозначаемых буквой F. Морозостойкость показывает число возможных замораживаний и оттаивания (циклов). Для строительных работ предпочтительнее использовать класс не ниже F 300.

Важное свойство щебня – его плоскостность. Кубовидная форма наиболее оптимальная для строительства, так как хорошо трамбуется. Этот материал может обладать повышенной радиоактивностью, поэтому всегда проверяется уровень его радиоактивности перед реализацией. При получении бетона рекомендуется использовать гранитный щебень, так как он более прочный. Очень часто применяется гравий. Известняк же целесообразно брать для бетона марки не выше м350. К примеру, при возведении дорог разрешено применять только гранитный щебень. Щебень перед использованием должен быть очищен от пыли и синтетических веществ.

Специальные добавки

Таблица расчета состава бетона.

Добавки, предназначенные для смесей, являются практически незаменимыми на сегодняшний день. Они позволяют улучшить первоначальные свойства смеси, повысить его прочность, сделать бетон более пластичным. Специализированные добавки можно вносить в раствор как при его заводском изготовлении, так и во время замеса своими руками. Существует множество веществ, применяемых для изготовления смеси. Они позволяют сэкономить количество материала. В отдельную группу выделены порошки – заменители цемента. Это минеральные вещества, которые повышают морозостойкость, прочность, влагонепроницаемость смеси.

Вторую группу составляют так называемые аморфные кремнеземы. Они представляют собой мелкие, сферической формы частицы, которые при внесении способствуют лучшему перемешиванию всех частей раствора, повышают удобоукладываемость бетона и облегчают его перекачивание, что очень важно при использовании насосов. Существуют расширяющие добавки. Их вносят в большинстве случаев в портландцементы. Они имеют минеральное происхождение. К ним относят алюминаты, сульфаты кальция, оксиды кальция и магния. В качестве укрепляющих веществ целесообразно применять полипропиленовые волокна, металлическую стружку. Их вводят на стадии приготовления смеси для механического ее укрепления.

Из химических органических добавок широкое распространение получили производные целлюлозы – поверхностно-активные соединения. В эту группу входят суперпластификаторы. Благодаря тому, что они снижают водопотребление, изменяют реологические параметры бетона, изменяется впоследствии его кристаллическая структура. Некоторые из них содержат такие вещества, как поликарбоксилаты.

Заключение и рекомендации

Таблица составляющих компонентов бетона.

В отличие от цементного раствора, бетон – это четырехкомпонентная смесь, в состав которой входит цемент, песок, щебень или гравий и вода. выделяют несколько разновидностей этого ценного материала: железобетон, пенобетон, мелко и крупнозернистый и другие. Его классифицирует по маркам, в основе этого признака лежит его прочность на сжатие. Таким образом, чем выше марка бетона, тем он лучше и прочнее. Для его получения целесообразно знать и марку используемого цемента. Соотношение основных компонентов зависит именно от этих двух показателей.

Помимо основных веществ в состав нередко вводят различного рода добавки, а также моющие растворы. Объем последних должен быть около 1 столовой ложки. Они способствуют повышению пластичности смеси, что улучшает его свойства. Добавки могут быть натурального происхождения и искусственного. Наиболее значимыми являются следующие группы добавок: пластификаторы, гидрофобизаторы и фиксаторы прочности.

При приготовлении раствора большое значение имеет такой показатель, как водоцементное соотношение, оно должно быть в пределах нормы. Успех получения качественного бетона зависит и от характеристик первоначального сырья. Не рекомендуется использовать влажный, не очищенный и содержащий глину песок, вода берется водопроводная, щебень очищается от пыли и синтетических веществ.

Компоненты бетона: характеристики, пропорции, расчет

Компоненты бетона определяют его качество, прочность, марочную и классовую принадлежность, а также массу других параметров и характеристик раствора и затвердевшего материала. Мы расскажем, какое соотношение компонентов бетона считается нормальным, а также покажем, как произвести расчет компонентов для бетона.

Состав бетона и пропорции его ингредиентов напрямую определяют качество и прочность готового материала.

Компонентный состав бетонной смеси

Общие сведения

Однородная на вид масса состоит из нескольких субстанций.

Бетоном принято называть искусственный камень, который производят методом затворения вяжущего вещества водой с введением крупных и мелких заполнителей, а также различных целевых добавок – пластификаторов, гидрофобизаторов, антисептиков и т.д. Существуют также безводные бетоны, такие как асфальтобетон и некоторые другие.

Мы будем говорить о традиционных бетонах, применяемых в гражданском строительстве – смесях на основе цемента в качестве вяжущего вещества, так как помимо цемента в качестве вяжущих используют различные шлаки, полимеры, смолы и т.д.

Цемент – основной компонент бетонного раствора.

Итак, для производства цементобетона используют такие ингредиенты:

  • Портландцемент (иногда быстротвердеющий шлакоцемент) – минеральная пыль, которая вступает в реакцию гидратации с водой и твердеет с образованием плотного и твердого камня. Играет роль клея, который связывает все компоненты в одну монолитную структуру;
  • Песок – мелкий заполнитель, который способствует экономии цемента и играет роль в создании мелкоструктурного каркаса, предотвращающего деформации и образование микротрещин при твердении и усадочных процессах;
  • Щебень – крупный заполнитель, который наряду с песком удешевляет смесь, так как цена заполнителей невысока. Препятствует разрушениям во время усадки и твердения, создает структурный каркас и повышает модуль упругости материала, а также уменьшает его ползучесть;
  • Вода – один из важнейших компонентов смеси, который участвует в процессе гидратации цемента и образовании твердеющего клея, а также является средой, где происходит перемешивание, взаимодействие и равномерное распределение остальных составляющих раствора;
  • Добавки – пластификаторы, гидрофобизаторы, антисептики, уплотнители и прочие. Повышают определенные показатели, такие как текучесть, влагостойкость, морозоустойчивость, химическую и биологическую инертность, плотность и т.д.

На фото – цементный камень, получаемый в процессе гидратации цемента.

Важно! Как видим, состав бетонной смеси неоднороден, поэтому качество продукта зависит от многих переменных. Марки бетона и соотношения компонентов, а также их качество и тип связаны прямой зависимостью.

Требования к компонентам

Для производства качественного раствора своими руками следует правильно подбирать его состав.

Теперь поговорим о компонентах подробнее. Одним из основных составляющих, без которого не получится ничего, является цемент. В строительстве, как правило, используют портландцемент марок М300 – М500, однако следует учитывать, что для производства бетона марки М350 потребуется цемент не ниже М500, а из цемента М400 получится бетон марки не выше М250.

Марка показывает предел прочности материала на сжатие, и для индивидуального и гражданского строительства прочности М250 – М350 вполне достаточно, поэтому вы можете смело использовать продукт марки М500 даже для ответственных узлов. Единственное замечание – соотношение компонентов в бетоне для фундамента должно быть подобрано наиболее тщательно, поэтому для бетонирования этой части дома обычно используют раствор товарного качества с завода.

Наиболее подходящая для индивидуального изготовления бетонного раствора марка.

Щебень – еще один важный ингредиент смеси. Считается, что прочность щебня должна примерно вдвое превышать проектную прочность бетона, которую он набирает в течение 28 дней. Это связано с тем, что бетонный камень вызревает несколько лет и набирает дополнительную прочность, которая в результате становится примерно равной прочности щебня, который остается прежним по этому показателю.

Для изготовления традиционного бетона достаточно прочности гравийного щебня, которая составляет примерно 800 – 1000 кгс/кв. см, чего вполне достаточно для получения бетонного материала марки М450. Для производства изделий марки М100 – М300 можно использовать известняковый щебень, но самым прочным и дорогим является гранитный камень, который чаще всего используют для производства специальных, дорожных и высокопрочных разновидностей бетона.

Для жилищного строительства вполне подойдет обычный карьерный гравий.

  Важно! Иногда намеренно используют непрочный известняковый щебень, например, когда предстоит шлифовка или резка железобетона алмазными кругами. Также таким способом облегчается алмазное бурение отверстий в бетоне.

Песок можно использовать карьерный или речной, промытый от глинистых и пылевидных примесей. Чаще всего применяют среднюю и мелкую фракцию, а для изготовления пескобетона берут песок крупного размера зерен.

Если говорить о добавках, то стоит сразу отметить, что качественное введение химикатов возможно только в условиях фабричного производства. Компоненты для производства газобетона, например, включают алюминиевые пудры, пасты и эмульсии, дозировка которых должна быть точной.

Введение добавок требует точного соблюдения рецептуры и условий производства.

Аналогично, компоненты для производства пенобетона – пенообразователи – также нуждаются в точном соответствии рецептуре, так как компоненты для пенобетона могут испортить материал и понизить его марку при незначительном отклонении от нормы.

Расчет

Учимся правильно определять соотношение и пропорции ингредиентов.

Как было сказано, соотношение компонентов – важнейший параметр при производстве бетонной смеси. Классическая инструкция предполагает такую пропорцию (цемент/щебень/песок/вода): 1:4:2:0.5. Числа в пропорции соответствуют массовым долям.

Само собой, такое соотношение весьма условно и примерно, так как на практике мы имеем дело с реальными материалами, которые имеют множество примесей, по-разному поглощают воду, имеют различную исходную влажность. Для более точного определения рецептуры следует пользоваться таблицами и специальными компьютерными программами, однако и они не гарантируют соответствия полученного продукта ожидаемой марке или классу.

Для вычисления количества ингредиентов можно использовать таблицы.

Даже в условиях заводов, где есть лаборатории и специальное оборудование для взвешивания, дозировки, смешивания и подготовки компонентов, приходится делать обязательные испытания полученного камня на прочность, и только после этого можно уверенно говорить о классовой или марочной принадлежности полученного материала.

Для определения марки материал испытывают на предельную прочность.

Существует способ расчета компонентного состава в полевых условиях:

  1. В десятилитровое ведро насыпаем щебень до верха и встряхиваем емкость, чтобы камень распределился по объему ведра равномерно;
  2. С помощью литровой банки или иной мерной посуды доливаем воду в ведро с гравием до тех пор, пока она не сравняется с ним по уровню. Запоминаем количество воды. Так мы определили необходимый объем песка;
  3. Теперь высыпаем щебень и наполняем ведро сухим песком в том объеме, который мы только что определили. Затем снова доливаем воду мерной банкой (лучше той же) до уровня покрытия песка водой. Количество воды будет равно необходимому объему цемента;
  4. Чтобы определить оптимальное количество воды, следует взять 50 – 60% объема цемента, который мы нашли экспериментально в предыдущем пункте;
  5. В конце следует взять расчетный объем бетонировки и разделить его на объем одного ведра – 10 л, а полученное число умножить на вычисленные ранее значения для каждого компонента.

Определить пропорцию поможет обычное ведро.

Важно! Для ответственных работ используйте товарный бетон проверенных производителей, так как сделать качественный продукт в полевых условиях проблематично в силу ряда непреодолимых причин.

Вывод

Качество, тип и соотношение компонентов определяют марку бетонного раствора и прочность будущего изделия. Для определения оптимальных пропорций существуют различные способы, однако добиться в полевых условиях точного соответствия проблематично (см.также статью «Бетон М150 – технические характеристики и особенности применения»).

Видео в этой статье поможет вам в этом убедиться.

Рецептура изготовления и состав бетона по маркам

Содержание статьи:

Когда мы говорим о свойствах бетона или БСГ, практически всегда определяющим показателем для любой характеристики материала является именно состав. Состав бетона характеризует его способности, назначение и сферу применения, определяет его «поведение» при воздействии агрессивных сред и с течением времени.

Состав бетона можно свести к трём основным компонентам:

  • вяжущее вещество (цемент)
  • заполнители (песок, щебень, гранит и проч.)
  • вода

Возможно присутствие в определённых составах специальных добавок и присадок для обеспечения определённых характеристик и свойств раствора.

Различные процентные комбинации составляющих раствора определяют его свойства и выделяют по определённым признакам. От состава бетона отталкиваются многие классификации бетонных смесей.

Компоненты бетонной смеси

Свойства материала зависят от свойств его составляющих, поэтому важно знать о компонентах смеси, чтобы понять механизмы работы бетона.

Цементный раствор является важнейшим элементом в БСГ, он выполняет вяжущую функцию, связывая между собой остальные компоненты. Отметим, что бетонный состав без щебня именуется цементным раствором. Визуально цемент представляет собой серый порошок, содержащий известняк. При взаимодействии с водой цемент замешивается в смесь, которая при высыхании твердеет за счёт кристаллизации частиц. Цемент является определяющим звеном в замешивании бетона, так как в сочетании с водой он позволяет соединить все компоненты в единую смесь, в последствие образующую монолит.

Вода – это сопутствующий компонент смеси, необходимый для создания определённого агрегатного состояния, образования связующего элемента и обеспечения текучести бетонной смеси, необходимой при её укладке.

Заполнителем в растворе может быть как единый компонент, так и сочетание нескольких. Например, цементный раствор с добавлением песка мелких фракций называется пескобетоном. А смесь песка с гравием в пропорции 1:3, которую часто используют при замесе бетона, называется балластом или «общей» смесью. В составе растворов также применяется щебень различных фракций, благодаря этому приобретаются конкретные свойства и регулируется экономия затрат.

Важнейшая задача изготовления бетонной смеси как самостоятельно, так и на производстве – чёткий баланс между её компонентами. К сожалению, самостоятельно достичь точного требуемого соотношения в «домашних» условиях редко удаётся. Так каково это соотношение на практике

Состав смесей наиболее популярных марок

Каждая марка бетона соответствует его значению или промежутку значений по прочности (пределу) на сжатие. Естественно, состав этих марок различается, мы опишем наиболее часто применимые в практике.

Важно знать, что у каждого производителя состав на одну и ту же марку может отличаться. Это зависит от типа и качества применяемых материалов (марка цемента, фракции наполнителя и т.д.) Описывая состав обычной бетонной смеси (средней степени плотности) при использовании цемента марки 400, можно говорить о следующих пропорциях:

  • 1 часть цемента
  • 2 части песка
  • 4 части щебня
  • ½ части воды

Состав марки бетона М-100

Бетон этой марки считается дешёвым и относительно прочным, его используют больше для побочных строительных работ, нежели для капительной стройки. Стандартный состав бетонной смеси марки М-100 на 1 м3 составляет: 1 доля (210 кг) цемента/(5 долей)1080 кг щебня/4 доли (870кг) песка и 1 доля (210 л) воды. Данный состав позволяет использовать марку для подготовки дорожных оснований, монолитных полов, устройства бордюров, тротуаров и отмосток.

Состав марки бетона М-200

Вот особенности состава этой марки при приготовлении обычной смеси: 1 доля цемента/ 3,8 доли щебня/ 2,8 доли песка/0,7 долей воды. При этом М-200 является самым популярным бетонным раствором, применяется для заливки ленточного фундамента, перекрытий, стяжки пола. Это наиболее выгодная марка в соотношении «цена-качество».

Состав марки бетона М-250

Как и предыдущая марка, М-250 отличается своей популярностью в современной стройке. Состав М-250 на 1 м3: 1 доля цемента (332 кг) /3,3 доли щебня (1080 кг)/2,3 доли песка (750 кг)/0,65 доли воды (215 кг). Что характерно, тенденция повышения марки напрямую связана с количественным приростом цемента в смеси (обратите внимание).

Состав марки бетона М-400

Пропорции этой марки таковы: 400кг цемента (1 доля)/660 (1,2 доли) кг песка/ 1166(2,7 доли) кг щебня/160 л воды.

Достаточное количество вяжущего компонента в составе даёт возможность использовать М-400 для заливки монолитных фундаментов, сооружения дорожных покрытий высокого класса, перегородок стен и перекрытий.

Выбор состава и способа приобретения бетона

Как мы говорили, бетон требуемой марки общего назначения (товарный бетон) можно изготовить самостоятельно. Вам не нужны дополнительные добавки или присадки для обеспечения специальных свойств. Однако, точно соблюсти пропорции состава и технологию замешивания раствора порой не всегда удаётся. Кроме того, следует адекватно подходить к выбору состава и марки и не всегда погоня за дешевизной приводит к экономии. Сейчас огромное количество изготовителей бетона предлагает всевозможные варианты смесей на любой достаток и вид работы. Вы можете сами выбрать тип составляющего компонента, а изготовитель просчитает нужное сочетание и сделает технологически идеально необходимую смесь. Очень удобны готовые варианты бетонных смесей, требующие только растворения в воде и тщательного перемешивания. Выбирайте надёжный вариант, в современных условиях рынка он будет даже более экономичным собственных ресурсных и трудовых затрат.

Компоненты в производстве бетона в компании Промщебень

Физические свойства и эксплуатационные характеристики бетона зависят от качества и соотношения составляющих, технологии приготовления. Достичь желаемого результата на предприятии можно, если строго следовать ГОСТам, а при самостоятельном замешивании раствора – инструкциям и технологическим схемам.

Прочность и жизненный цикл бетонного фундамента, стяжки, конструкции и безремонтный срок их эксплуатации зависит в большей степени от качества материала, в меньшей - от правильности процесса заливки.

В составе бетона – 4 компонента: цемент, вода, заполнитель, присадки.

Цемент

Основная составляющая раствора. Согласно российским нормам и правилам, его качество обязано отвечать:

Межгосударственному стандарт «Цементы общестроительные. Технические условия» - ГОСТ 31108-2003,

СНиПу 2.03.11-85 в актуальной редакции «Защита стройконструкций от коррозии».

Насколько цемент качественный профессионалы определяют

1.По тонкость помола - 350-380 кв. м/кг при допустимом отклонении не более 10%.

2.По времени схватывания. Первые признаки, что бетон застывает, должны появиться спустя 2-3 часа после укладки, а схватывание всей поверхности через 4-5 часов.

3.По густоте. Раствор должен иметь оптимальную консистенцию при содержании воды в составе 25%.

Вода

Второй по важности компонент. В промышленном производстве на РБУ используют только чистую воду. Ее объем определяет густоту раствора, а зависит от такого свойства цемента, как водопоглощение.

Наполнители

Это компоненты, которые не только делают бетон намного более прочным, но и более дешевым. Песок, гравий, щебень, отсев, гранитная крошка – те добавки, которые используются в процессе приготовления сухих смесей.

Производители бетона используют специальный строительный песок из определенных карьеров. Его отличие от обычного речного, которым пользуются граждане, самостоятельно замешивающие раствор, – в округлой форме и одинаковом размере песчинок, отсутствии примесей, чистоте.

Гранитной крошкой, отсевом заполняют самые прочные марки бетона, такие, например, как М500.

В более слабые, например, М350 добавляют гравий и щебень.

Добавки

Компоненты, которые улучшают характеристики бетона за счет изменения структуры раствора и придания ему определенных свойств, таких как

снижение температуры застывания,

усиление текучести,

предотвращение появления трещин,

повышение водоотталкивающих свойств или наоборот адгезионных за счет сужения или расширения пор,

уменьшение в объеме,

снижение расхода.

Существуют разнообразные типы добавок - модификаторы, регуляторы подвижности, пластификаторы, присадки антиморозные, антикоррозийные, для набора прочности и самоуплотняющихся смесей. Их широко применяют в промышленном производстве бетона и практически никогда при приготовлении собственными руками, что отрицательно сказывается на качестве строительных конструкций.

Пропорции компонентов для разных марок бетона

При использовании одних и тех же составляющих, за исключением добавок (они разные), взятых в разных пропорциях, производится бетон разных марок. При покупке материала на растворо-бетонном узле можно не сомневаться: он наберет необходимую прочность, поскольку пропорции компонентов неукоснительно соблюдаются. Самостоятельно приготовленные смеси не дают такой же гарантии. При недостаточном количестве воды стяжка или фундамент начнут крошиться и растрескиваться. При избытке наполнителя не получается монолитного бетонного камня. Такие ошибки часто допускаются мастерами на все руки, поэтому желание сэкономить оборачивается дополнительными расходами.

В таблице ниже указаны оптимальные соотношения компонентов для приготовления бетона из 10 л цемента для соответствующих марок в долях.

Марка бетона

Марка цемента

Пропорции сухой смеси (цемент/песок/щебень)

Объем воды (л/кг цемента)

Получаемый объем бетона

В объеме

В массе

100

400

10:41:61

1:4,6:7

1,03

78

500

10:53:71

1:5,8:81

1,03

90

150

400

10:32:50

1:3,5:5,7

0,85

64

500

10:40:58

1:4,5:6,6

0,85

73

200

400

10:25:42

1:2,8:4,8

0,69

54

500

10:32:49

1:3,5:5,6

0,79

62

250

400

10:19:34

1:2,1:3,9

0,57

43

500

10:24:39

1:2,6:4,5

0,65

50

300

400

10:17:32

1:1,9:3,7

0,53

41

500

10:22:37

1:2,4:4,3

0,61

47

Чтобы обеспечить прочность и длительный срок службы стройконструкции специалисты советуют купить готовый бетон, изготовленный на производстве по ГОСТу в соответствии с требованиями к качеству компонентов.

Компания «Промщебень» предлагает бетон различных марок отличного качества по умеренным ценам с доставкой в города Московской области Воскресенск, Коломна, Раменское, Егорьевск.

Расчет компонентов для бетона на стройплощадке: соотношение, пропорции

Прежде всего, следует рассмотреть целесообразность приготовления бетонной смеси в условиях стройплощадки. С учетом возможности приобрести бетон с доставкой в любом требуемом объеме, изготовление больших объемов этого материала на площадке является нерентабельным. Прежде всего, вы затратите много времени на смешивание раствора, затем вам все равно придется заказывать такие компоненты как песок и щебень для бетона у сырье-сбытовых компаний.

Однако в том случае, если требуется изготовить небольшие объемы материала для непосредственного использования, приготовление смеси на месте может быть самым лучшим выходом. Используя высококлассный щебень для бетона можно получить качественный раствор высоких марок даже в условиях стройплощадки.

Нюансы при производстве бетонной смеси

Следует ответственно подойти к расчету компонентов для создания раствора — песку и щебню для бетона, это дело лучше поручить опытному строителю, не понаслышке знакомому с процедурой замешивания строительных смесей.

При замешивании нельзя переоценить степень важности чистоты наполнителя для создания строительных растворов. Песок для бетона обязан удовлетворять высоким требованиям, ведь в случае наличия в нем посторонних примесей, класс прочности изготовленного материала значительно падает. Это может привести к тому, что застывший бетон не выдержит расчетные нагрузки, ставя под угрозу целостность всего объекта. По этим причинам лучше использовать морской или намывной песок для бетона, так как они являются высококлассными наполнителями не только для бетонной смеси, но и для множества других растворов.

Если столь дорогостоящие компоненты вам не по карману, то используйте сеяный материал, его использование в качестве песка для бетона также целесообразно, однако внимательно проверяйте такой наполнитель на предмет наличия в нем глинистых вкраплений и камня.

Расчет состава и пропорций тяжелых бетонов

Расчет состава легких бетонов, керамзитобетона и полистиролбетона

Расчет состава и пропорций строительных растворов

Компоненты, функции и свойства

Песок является основным компонентом бетона. Без песка бетон не будет работать по назначению. Его свойства зависят от типа и количества песка, используемого для приготовления конкретной бетонной смеси. Обычно песок используется в качестве более существенного компонента, чем цемент.

Компоненты

Цемент, гравий или камни, песок и вода являются основными компонентами бетона. Песок, который составляет 25% влажной бетонной смеси, называется мелким заполнителем, а гравий и более крупные камни - крупным заполнителем.При наличии пузырьков воздуха, образовавшихся в полированном бетоне из-за добавленных в смесь специальных добавок, воздух считается составной частью бетона.

Функция

В бетонной смеси три четверти составляют общий заполнитель, а цемент составляет примерно 10-15 процентов. Объемом готового бетона выступает крупный заполнитель, а между ними - песок. В мокром виде цемент затем покрывает куски заполнителя по мере его высыхания и затвердевания, блокируя песок и гравий и придавая бетону прочность.

Недвижимость

Есть две классификации песка, используемого для бетона: мягкий и острый песок. Первые имеют более гладкую поверхность из-за гранул и обычно образуются из-за факторов эрозии, например, на пляжах из-за движения воды. С другой стороны, последний имеет более шероховатую поверхность и является результатом дробления более крупного заполнителя. Песок, используемый в бетоне, должен быть чистым, чтобы бетонное изделие не содержало примесей, таких как органические вещества или ил, поскольку они могут ослабить бетон.

Использование

В крупных коммерческих проектах и ​​государственных проектах, таких как дорожные постройки, используемые заполнители должны соответствовать стандартам чистоты и размера. Те, которые были отмечены как «хорошо отсортированные», являются самым прочным типом бетона.

Если у вас есть вопросы по поводу бетона или вы решите купить песок в Австралии, свяжитесь с нами сегодня!

От нанокристаллов до бетонных элементов

Механизм действия ускорителя твердения объясняется профессором Хорстом-Майклом Людвигом из Университета Баухауса в Веймаре: «Помимо температуры, наличие этих кристаллов определяет скорость образования кристаллов и, следовательно, процесс твердения.Обычно семена CSH сначала должны спонтанно образоваться из нескольких молекул, высвобождаемых из цемента, которые случайно вступают в контакт друг с другом. X-Seed избегает этого первого барьера для кристаллизации, обеспечивая избыток этих крошечных кристаллов ». Еще одним фактором является то, что кристаллы CSH образуются более однородно распределенным образом, добавляет эксперт по строительным материалам, который рано обратил свое внимание на эту тему. «Без дополнительных затравок кристаллы сначала образуются на поверхности зерен цемента, которые вскоре покрываются кристаллическим слоем, который задерживает обмен воды и молекул, высвобождаемых из клинкера, и, таким образом, также замедляет дальнейший процесс твердения.«

Оба этих эффекта синтетических кристаллов вдвое сокращают время снятия опалубки при 20 градусах Цельсия примерно с двенадцати до шести часов без каких-либо заметных различий в конечном продукте. Теоретически это звучит просто, - признает ученый-исследователь BASF доктор Люк Николо, который принимал центральное участие в разработке X-Seed: «Но самая большая проблема заключалась в том, чтобы поддерживать синтетические кристаллы CSH размером всего несколько нанометров в жидкой суспензии в течение длительных периодов времени без они сливаются вместе и теряют эффективность.«

Наноразмерные кристаллы кристаллов также ускоряют затвердевание бетона при нормальных наружных температурах (увеличение 960: 1 при ширине изображения 12 см). Эксперты BASF, наконец, добились этого впечатляющего технологического подвига благодаря своему многолетнему опыту в области диспергирования ультратонких материалов.

Когда X-Seed, который можно просто перелопатить в бетономешалку вместе с другими ингредиентами, был наконец выпущен на рынок в 2009 году, его огромный потенциал использования сразу стал очевиден.Помимо большого рынка сборных железобетонных изделий, на котором производители теперь могут производить более эффективно и быстро и более гибко справляться с пиковыми рабочими нагрузками, этот инновационный ускоритель также предлагает преимущества для ряда других приложений. Продукт сокращает время строительства дорог, туннелей и взлетно-посадочных полос - даже при зимних температурах наружного воздуха. Нанопродукт X-Seed не только экономит средства, но и оказывает чрезвычайно положительное влияние на энергетический и климатический баланс и, следовательно, на устойчивость материала бетона.

Конкретный компонент - обзор

II.A Различия и взаимосвязи

По сути, кибернетика занимается теми свойствами систем, которые не зависят от их конкретного материала или компонентов. Это позволяет описывать физически очень разные системы, такие как электронные схемы, мозг и организации, с одинаковыми концепциями, а также искать изоморфизмы между ними. Единственный способ абстрагироваться от физических аспектов или компонентов системы, сохраняя при этом ее основную структуру и функции, - это рассмотреть отношения: чем компоненты отличаются друг от друга или связаны друг с другом? Как одно трансформируется в другое?

Чтобы подойти к этим вопросам, кибернетики используют концепции высокого уровня, такие как порядок , организация, сложность, иерархия, структура, информация и контроль , исследуя, как они проявляются в системах разных типов.Эти концепции являются реляционными, , в том смысле, что они позволяют нам анализировать и формально моделировать различные абстрактные свойства систем и их динамику, например, позволяя нам задавать такие вопросы, как имеет ли сложность возрастать со временем.

В основе всех этих реляционных концепций лежит различие или различие . В общем, кибернетиков интересует не явление само по себе, а только различие между его присутствием и отсутствием и то, как это соотносится с другими различиями, соответствующими другим явлениям.Эта философия восходит к Лейбницу и наиболее кратко выражена в знаменитом определении информации Бейтсоном как «различие, которое имеет значение». Любой наблюдатель обязательно начинает с концептуального отделения или выделения объекта исследования, системы , от остальной вселенной, среды . Более подробное исследование пойдет дальше, чтобы различать наличие и отсутствие различных свойств (также называемых размерами или атрибутами) систем.Например, такая система, как бильярдный шар, может иметь такие свойства, как определенный цвет, вес, положение или импульс. Наличие или отсутствие каждого такого свойства может быть представлено как двоичная, логическая переменная с двумя значениями: «да», система имеет свойство, или «нет», не имеет. Дж. Спенсер Браун в своей книге «Законы формы» разработал подробное исчисление и алгебру различий и показал, что эта алгебра, хотя и начинается с гораздо более простых аксиом, изоморфна более традиционной булевой алгебре.

НАРУЖНАЯ КУХНЯ - Наружная кухня из цельного бетона

Наборы для дизайна StoneKitchen Chef Island

PRIMO Остров шеф-повара показан с задней вентиляционной панелью, установленной высоко для природного газа

PRIMO Дизайн-комплект Chef Island: 104in x30in x38in
. Сборный монолит Marvelcrete
. Простая и быстрая сборка
. Сборный железобетон Marvelcrete, 3 шт., Толщина 2 дюйма, соединяющаяся столешница
. Разработан для безопасной, недорогой доставки и простоты сборки.
. Передняя кромка Ogee
. Цельнолитые армированные Marvelcrete стойки
. Литые каналы принимают панели
. Цельнолитые армированные Панели Marvelcrete
. Камень литой односторонний
. Шкаф для принадлежностей на левой стороне Chef Island
. Вентилируемый шкаф для гриля с вырезом для принадлежностей
. Вентиляционная панель шкафа гриля может быть настроена для работы на сжиженном или сжиженном газе
. Дополнительная вентиляционная панель гриля доступна как для сжиженного газа, так и для природного газа, установка
. Вентилируемый холодильный шкаф для охлаждения прибора
. Сборный Marvelcrete Холодильник Пол шкафа поднимает прибор

PRIMO.CI.BZ - Blaze
PRIMO.CI.LN - Lion

PRIMO Chef Island - Blaze

PRIMO Chef Island - Lion

PRIMO Chef Island показан с Kamado Pod & Kamado Grill и Pizza Pod с печью для пиццы на дровах

PRIMO Chef Island Размеры выреза:

PRIMO.CI.BZ : Шкаф для гриля (в центре): Вырез для гриля: 30-5 / 8 "Ш x 21-1 / 4" Г x 8-1 / 2 "В подходит для Blaze

BLZ-4LTE ИЛИ BLZ-4LBM Grill
BLAZE Вырез для аксессуаров под решеткой: 28 3/4 дюйма Ш x 18 1/4 дюйма Подходит для Blaze BLZ-AD32-R с двойной дверью
Вырез в шкафу для аксессуаров (левая сторона): 19 5/8 дюйма В x 15 3 / 8 дюймов (ширина) подходит для Blaze BLZ-DRW2-R с двумя ящиками
Размер холодильного шкафа: 23 дюйма (ширина) x 24 дюйма (глубина) x 34 дюйма (высота)

PRIMO.CI.LN : Шкаф для гриля: Вырез для гриля: 31 дюйм Ш x 21-1 / 2 дюйма x 9-5 / 8 дюймов В подходит для гриля Lion L75000
LION Вырез для аксессуаров под грилем: 30-9 / 16 дюймов (ширина) x 19-3 / 8 дюйма (высота) подходит для Lion L3322 с двойными дверями и Lion L3320, дверца / ящик Combi
Вырез для дополнительного шкафа (левая сторона): 19 3/8 дюйма (высота) x 12 7/16 дюймов (ширина) для двойного ящика Lion L2374
Отверстие для холодильного шкафа: 23 "Ш x 24" Г x 34 "В

Размеры вырезов для других размеров решетки и принадлежностей доступны - Contact Concrete Components

PRIMO Chef Island Видео сборки:

Низкая задняя вентиляционная панель для сжиженного нефтяного газа / пропана

7930 Chef Island с грилем BLAZE

7930 Дизайн-комплект Chef Island: 79 дюймов x 30 дюймов x 38 дюймов
. Сборный монолит Marvelcrete . Цельнолитые армированные Панели Marvelcrete
. Простой и быстрый монтаж. Камень литой односторонний
. Сборный железобетон Marvelcrete, 3 шт., Толщина 2 дюйма, соединяющаяся столешница . Вентилируемый шкаф для гриля с вырезом для принадлежностей
.Разработан для безопасной, недорогой доставки и простоты сборки. Вентиляционная панель шкафа гриля может быть настроена для работы на сжиженном или сжиженном газе
. Передний край Ogee. Дополнительная вентиляционная панель гриля доступна как для сжиженного газа, так и для природного газа, установка
. Цельнолитые армированные Marvelcrete стойки . Вентилируемый холодильный шкаф для охлаждения прибора
. Сборный Marvelcrete Холодильник Пол шкафа поднимает прибор . Сборный Marvelcrete Холодильник Пол шкафа поднимает прибор
. Монтируемые каналы принимают панели

7930 Размеры выреза в Островке шеф-повара:

BLAZE


PRIMO.CI.BZ : Шкаф для гриля (в центре): Вырез для гриля: 30-5 / 8 дюймов Ш x 21-1 / 4 дюйма Г x 8-1 / 2 "H подходит для Blaze BLZ-4LTE ИЛИ BLZ-4LBM Grill
Вырез для аксессуаров под грилем: 28 3/4" W x 18 1/4 "H подходит для Blaze BLZ-AD32-R с двойной дверью
Отверстие в шкафу холодильника: 23 "Ш x 24" Г x 34 "В
LION
PRIMO.CI.LN : Шкаф для гриля: Вырез для гриля: 31 дюйм Ш x 21-1 / 2 дюйма x 9-5 / 8 дюймов В подходит для гриля Lion L75000
Вырез для аксессуаров под грилем: 30-9 / 16 дюймов Ш x 19 -3/8 "H подходит для Lion L3322, двойные двери и Lion L3320, дверной ящик Combi
Проем холодильного шкафа: 23" W x 24 "D x 34" H

Доступны размеры выреза для других размеров решетки и аксессуаров - Contact Concrete Components

Показано с задней вентиляционной панелью, установленной высоко для природного газа

7530 Дизайн-комплект Chef Island: 75 дюймов x 30 дюймов x 38 дюймов
. Сборный монолит Marvelcrete
. Простая и быстрая сборка
. Сборный железобетон Marvelcrete, 3 шт., Толщина 2 дюйма, соединяющаяся столешница
. Разработан для безопасной, недорогой доставки и простоты сборки.
. Передняя кромка Ogee
. Цельнолитые армированные Marvelcrete стойки
. Литые каналы принимают панели
. Цельнолитые армированные Панели Marvelcrete
. Камень литой односторонний
. Шкаф для принадлежностей на левой стороне Chef Island
. Вентилируемый шкаф для гриля с вырезом для принадлежностей
. Вентиляционная панель шкафа гриля может быть настроена для работы на сжиженном или сжиженном газе
. Дополнительная вентиляционная панель гриля доступна для установок LP и NG

7530 Chef Island Lion гриль и аксессуары

Lion Комбинированный ящик / дверь

Лев Двойная дверь

7530 Chef Island с Blaze гриль и аксессуары

7530.CI.BLZ.2Dor.2Drw

7530 Размеры выреза в Островке шеф-повара:

BLAZE


PRIMO.CI.BZ : Шкаф для гриля (в центре): Вырез для гриля: 30-5 / 8 дюймов Ш x 21-1 / 4 дюйма Г x 8 -1/2 "В подходит для Blaze BLZ-4LTE ИЛИ BLZ-4LBM Grill
Вырез для аксессуаров под решеткой: 28 3/4" Ш x 18 1/4 "В подходит для Blaze BLZ-AD32-R Двойная дверь
Вырез для дополнительного оборудования (слева) сторона): 19 5/8 дюйма x 15 3/8 дюйма подходит для Blaze BLZ-DRW2-R с двойным ящиком
LION
PRIMO.CI.LN : Шкаф для гриля: Вырез для гриля: 31 дюйм Ш x 21-1 / 2 дюйма x 9-5 / 8 дюймов В подходит для гриля Lion L75000
Вырез для аксессуаров под грилем: 30-9 / 16 дюймов Ш x 19 -3/8 "H подходит для Lion L3322, двойные двери и Lion L3320, дверной ящик Combi
Вырез в шкафу для аксессуаров (левая сторона): 19 3/8" H x 12 7/16 "W подходит для Lion L2374 с двойным ящиком

Размеры выреза для доступны другие размеры решеток и принадлежностей - Contact Concrete Components

5130 Chef Island показан с Lion Гриль и аксессуары

5130 Остров шеф-повара

Двойная дверь

Комбинированная дверца ящика
Kamado Pod & Kamado Grill


5130 Дизайн-комплект Chef Island: 51 дюйм x 30 дюймов x 38 дюймов
. Сборный монолит Marvelcrete
. Простая и быстрая сборка
. Сборный железобетон Marvelcrete, 3 шт., Толщина 2 дюйма, соединяющаяся столешница
. Разработан для безопасной, недорогой доставки и простоты сборки.
. Передняя кромка Ogee
. Цельнолитые армированные Marvelcrete стойки
. Литые каналы принимают панели
. Цельнолитые армированные Панели Marvelcrete
. Камень литой односторонний
.Вентилируемый шкаф для гриля с вырезом для принадлежностей
. Вентиляционная панель шкафа гриля может быть настроена для работы на сжиженном или сжиженном газе
. Дополнительная вентиляционная панель гриля доступна для установок LP и NG

5130.CI Chef Island
MOD30 Угловой шкаф
5130.Snk Шкаф под мойку

5130.CI Chef Island
PP1 Пицца в капсулах и печь для пиццы 40R Круглый стол

5130 Размеры выреза в Островке повара:

BLAZE


5130.CI.BZ : Шкаф для гриля (в центре): Вырез для гриля: 30-5 / 8 дюймов Ш x 21-1 / 4 дюйма Г x 8 -1/2 "H подходит для гриля Blaze BLZ-4LTE ИЛИ BLZ-4LBM

LION
PRIMO.CI.LN : Шкаф для гриля: вырез для гриля: 31 дюйм Ш x 21-1 / 2 дюйма x 9-5 / 8 дюймов В подходит для гриля Lion L75000

Размеры вырезов для других размеров гриля и принадлежностей доступны - Контакты Бетонные изделия

7530 Остров шеф-повара показан с угловым шкафом, 5130 Шкаф под раковину, 34.Ref Холодильный шкаф и круглый стол 40R

FP4436 - Комплект для проектирования камина: 44 дюйма x 36 дюймов x 95 дюймов
Отверстие: ширина 29 дюймов, глубина 13 дюймов, высота 18 дюймов
Размеры очага: 44 Вт x 12 дюймов x 14 выс.

FP4436 Камин | 5130.Snk.Combi Тумба под мойку | 7530.CI.2Dr.2Drw Chef Island Custom
POD30 Kamado Pod | XL Гриль Камадо | 34.Ref Холодильный шкаф | POD30 с паровым котлом

Внутренняя стена для уединения

StoneKitchen Outdoors Видео о продукте

Concrete Components, Inc.
Производитель. Комплекты для наружного проектирования из сборного железобетона для суровых прибрежных условий. Твердый бетон смешан с переработанным пенополистиролом для снижения веса. Быстрая и простая сборка. Более 300 вариантов Design Kit на выбор.

Острова шеф-поваров, капсулы Камадо, шкафы с раковинами, столы, капсулы для пиццы,
пожарные элементы, плантаторы, стены двора и многое другое.
Design Kits Отдельно стоящие и сочетающиеся друг с другом, предлагая полную гибкость дизайна кухни на открытом воздухе и возможности расширения в будущем.
Вечный и элегантный дизайнерский набор включает Marvelcrete Counter Tops с передней кромкой Ogee.
Модель из натурального камня с потрясающими деталями.
Жилое и коммерческое применение.


Шкаф под раковину 51in 51in x30in x38in
Столешница из Marvelcrete толщиной 2 дюйма с передней кромкой Ogee
Столешница 600sq / зона подготовки - блокирующая поверхность 4шт
Передняя задняя и боковые панели из камня Marvelcrete
Столбы Marvelcrete
Гранитная композитная раковина с защитой от ультрафиолетового излучения 33in x22in - Черный
304 Нержавеющая сталь коммерческого класса Выдвижной кран
16ga 304 Дверь / ящик из нержавеющей стали Комби
ИЛИ
16ga 304 Дверь с двойным доступом из нержавеющей стали

Шкаф под раковину 75 дюймов - 75 дюймов x 30 дюймов x 38 дюймов
Столешница из Marvelcrete толщиной 2 дюйма с передней кромкой Ogee
1525 кв. М в столешнице / зоне подготовки - 4 соединяемых верха
Передняя задняя и боковые панели из камня Marvelcrete
Стойки из твердого бетона
33 дюйма x 22 дюйма с УФ-защитой Гранитная композитная раковина - черный
Смеситель с выдвижным клапаном товарного сорта 304 из нержавеющей стали
Двери с двойным доступом из нержавеющей стали 16ga 304
Выдвижной ящик для нескольких ящиков из нержавеющей стали 16ga 304
Существует шестьдесят четыре варианта набора для дизайна острова шеф-повара на 75 дюймов
, включая левое или правое расположение раковины вариант.

75 дюймов Chef Island - 75 дюймов x 30 дюймов x 38 дюймов
Изготовление на заказ с конвекционной решеткой CalFlame 40 дюймов
Передний край столешницы из морской ракушки на заказ

Уникальный и широкий ассортимент продукции





Простая сборка

Проектированные по качеству прочные наборы для самостоятельной сборки
Прямая и быстрая и простая сборка

PRIMO Chef Island Under Construction
Показан с дополнительным вентиляционным отверстием задней панели 2-го шкафа гриля

Верхние части с блокировкой для простоты сборки и безопасной транспортировки

Видео сборки

75 дюймов Chef Island - PP1 Шкаф для пиццы и WPPO 25 дюймов печь для пиццы на дровах

Пример прямой кухни
75in Chef Island - круглый стол 40R

Пример прямой кухни
Kamado Pod - PRIMO Chef Island - Pizza Pod Cabinet & Pizza Oven
GrillDome Infinity Kamado доступен в 5 цветах (см. Ниже). Нам нравится Silver Kamado, потому что
он так хорошо работает с приборами из нержавеющей стали

Пример кухни Ell
Остров шеф-повара 75 дюймов - Угловой шкаф - Шкаф под раковину 51 дюйм - Шкаф холодильника

75in Chef Island - Kamado POD

GrillDome Infinity X2L
Большой гриль Kamado

GrillDome Infinity X2XL
Очень большой гриль Kamado

Пример кухни Ell
Остров шеф-повара 75 дюймов - Угловой шкаф - Шкаф под раковину 51 дюйм
Шкаф холодильника - Печь для пиццы Karma25 - Kamado Pod

Пример кухни Ell
Остров шеф-повара 75 дюймов - Угловой шкаф - Шкаф под раковину 51 дюйм - Шкаф холодильника - Круглый стол 40 дюймов

Пример кухни с камбузом

MOD30.FT - Fire Table - 30in x30in x38in POD30.X2L - Kamado Pod & Large Kamado Grill
Vented - SS Bowl MOD30 - Угловой шкаф
MOD34.Ref - Холодильный шкаф 34 x30 x 38 дюймов MOD30.Karma25 - Угловой шкаф
Lion SS Front 4.Эко-холодильник 5 куб. Футов - с вентиляцией - напольная печь для пиццы 304SS Karma25
5130.CI.Combi - Остров шеф-повара - 51 дюйм x 30 дюймов x 38 дюймов MOD30 - Угловой шкаф
Комбинированная дверь / выдвижной ящик Lion - с вентиляцией MOD40R - Круглый стол 40 дюймов - основание 24 дюйма x 30 дюймов x 38 дюймов
5130.Snk.2Dor - Шкаф под раковину - 51in x30in x38in
Раковина из композитного гранита - 33in x22in x9-5 / 8in
UV Protected - Black

Холодильный шкаф - вентилируемый
Пол Marvelcrete
Дровяная печь для пиццы Karma25

Комплект для проектирования наружного камина
Дровяное сжигание


Шкаф для капсул для пиццы
Духовка для пиццы - дровяная
304 Нержавеющая сталь

Стены двора

Камадо Гриль

Марта любит свой гриль-купол

Советы по окончательной отделке :
Marvelcrete допускает использование красителей и герметиков.
Используйте наждачную бумагу хорошего качества, начиная с зернистости 80. Отшлифуйте верхушки и края голенищ. Пропылесосьте или сдуйте шлифовальную пыль.
Столешницы будут иметь небольшие «дырочки» из-за воздушных карманов во время процесса литья.
Смешать водянистую ступку примерно по консистенции с тестом для блинов и смазать все сверху, чтобы заполнить отверстия. Дайте раствору застыть и отшлифуйте верх зернистостью 80, затем 120.
Бетон пористый и может окрашиваться. Для достижения наилучших результатов, особенно верхних поверхностей, необходимо герметизировать из соображений гигиены и эстетики.
Нанесите 3-4 слоя УФ-защитного герметика для бетона, акрила или полиуретана.
Отшлифовать между слоями наждачной бумагой с зернистостью 180-220.
Доступно множество отделочных материалов для бетона, включая варианты цвета и материальную основу.
Натуральный бетон серого цвета с нанесенным качественным герметиком также возможен.

Примечание: Stone Edge Finishing предлагает систему окраски Stone Edge
Видео с инструкциями: https://youtu.be/6hmlBJC_8eo

Примечание: Sherwin Williams предлагает шпат на водной основе. Изначально уретан был разработан для деревянных лонжеронов парусных лодок.Мы обнаружили, что этот продукт хорошо работает на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами. Бетонные поверхности необходимо тщательно очистить, отшлифовать и очистить от масел или других поверхностных загрязнений, чтобы избежать отслаивания материала на неправильно подготовленных участках.

Примечание: Некоторые детали из пенополистирола могут быть оголены, особенно по краям. Отшлифуйте наждачной бумагой с зернистостью 180, нанесите строительную смесь консистенции блинного теста и отшлифуйте соответственно перед нанесением отделочных материалов.

Сообщалось, что небольшое пламя (пропановая горелка) быстро воспламенит большую часть открытого пенопласта.Мы этого не рекомендуем.

Всегда соблюдайте правила техники безопасности: используйте средства защиты глаз, соответствующий респиратор / маску и соответствующие средства защиты рук.

Пруток и уголок

Коммерческий

Ресторан

Коммерческий бар

Товары отправляются в сыром и незавершенном виде, края могут быть шероховатыми, на некоторых участках пенополистирола могут быть небольшие отверстия.
При обращении и сборке следует соблюдать осторожность, чтобы избежать травм и повреждений.
Размеры и масса являются номинальными.
Цвет может отличаться.
Concrete Components, Inc. не несет ответственности за любые инженерные работы или разрешения, которые могут потребоваться.
Технические характеристики и цены могут быть изменены без предварительного уведомления.

Мониторинг статической и динамической деформации железобетонных компонентов с помощью встроенных датчиков на основе углеродных нанотрубок на основе цемента

В статье представлено исследование использования датчиков на основе цемента, легированных углеродными нанотрубками, в качестве встроенных интеллектуальных датчиков для мониторинга статической и динамической деформации железобетона. (RC) элементы.Такие новые датчики могут использоваться для мониторинга гражданской инфраструктуры. Поскольку они изготовлены из конструкционного материала и просты в использовании, эти датчики могут быть интегрированы в структурные элементы для контроля различных типов конструкций в течение срока их службы. Несмотря на научное внимание, которое такие датчики получили в последние годы, необходимы дальнейшие исследования для понимания (i) повторяемости и точности поведения датчиков на значительном количестве датчиков, (ii) конфигураций тестирования и методов калибровки, и (iii) способность датчиков обеспечивать статические и динамические измерения деформации, когда они фактически встроены в RC-элементы.Чтобы удовлетворить эти потребности в исследованиях, в данной статье представлены предварительные характеристики возможностей самочувствия и динамических свойств значимого количества датчиков на основе цемента, а также изучается их применение в качестве встроенных датчиков в полномасштабную RC-балку. Результаты электрических и электромеханических испытаний, проведенных на малых и полномасштабных образцах с использованием различных методов электрических измерений, подтверждают, что интеллектуальные датчики на основе цемента перспективны как для статического, так и для вибрационного мониторинга состояния конструкций бетонных элементов, но калибровка каждого датчика, по-видимому, не вызывает затруднений. быть необходимым.

1. Введение

Мониторинг состояния конструкций (SHM) - тема, вызывающая растущий научный интерес в различных областях инженерии, с потенциалом повышения безопасности инженерных систем и оптимизации работ по ремонту, техническому обслуживанию и восстановлению [1, 2]. Стратегически разработанные системы мониторинга могут обнаруживать повреждения или изменения поведения конструкции в течение срока службы конструкции [3–5]. SHM также полезен для быстрой проверки состояния конструкций после тяжелых событий, таких как взрывы и землетрясения.Выбор датчиков мониторинга и их правильного размещения имеет решающее значение для точного анализа характеристик конструкции, а также для измерения чувствительных к повреждениям элементов и их статистического исследования. Пространственно распределенная плотная система зондирования увеличивает вероятность обнаружения и определения заданного количества повреждений. Идеальное решение - преобразовать всю структуру в систему самоощущения, аналогичную биологической нервной системе.

Последние разработки в области нанотехнологий привели к созданию сенсоров на основе цемента, допированных пьезорезистивными нанонаполнителями, которые могут быть использованы в качестве потенциального решения для распределенного зондирования в железобетонных (ЖБИ) конструкциях [6–8].Наномодифицированные датчики на основе цемента можно легко изготовить и встроить в конструкцию в критических местах. Кроме того, они обладают примерно такой же долговечностью, что и контролируемые материалы, и демонстрируют меньшие затраты на техническое обслуживание по сравнению с традиционными датчиками. Перспективными проводящими нановключениями для сенсоров на основе цемента являются частицы на основе углерода [9–12]. Среди них углеродные нанотрубки особенно подходят благодаря их особому соотношению размеров. Они состоят из концентрических цилиндрических листов графена нанометрового диаметра и длины до нескольких микрометров [13–15].Их диспергирование в цементирующей матрице улучшает электрические свойства исходных материалов, обеспечивая им способность к самочувствию [16–18]. Возможность самоконтроля достигается за счет корреляции деформаций или напряжений материала с электрическими характеристиками, такими как электрическое сопротивление или импеданс [19–22]. Различные электрические эффекты способствуют механизму измерения деформации: пьезорезистивность проводящих нанонаполнителей, контактное сопротивление электродов, собственное сопротивление различных материалов, а также эффекты туннелирования и полевой эмиссии из-за наноразмеров наполнителей [16 , 23].Хотя в последнее время несколько исследований были посвящены изучению проблем, связанных с диспергированием проводящих наночастиц в цементной матрице [24, 25], изготовлением нанокомпозитов с различным количеством наполнителей [26, 27] и электромеханическими испытаниями [28–30]. , повторяемость и точность электрических характеристик при динамическом зондировании все еще требуют глубоких исследований. Авторы исследовали новый сенсор на основе цемента, легированный многослойными углеродными нанотрубками, названный сенсором на основе углеродных нанотрубок на основе цемента (CNTCS) [15, 24, 31, 32].УНТКС были изготовлены с использованием различных типов цементных матриц (паст, строительных растворов и бетонов) и различного количества углеродных нановключений.

Основываясь на предыдущей работе, целью данной статьи является исследование использования CNTCS в качестве встроенных интеллектуальных датчиков для динамического мониторинга деформации RC-элементов. Значительное количество образцов сначала охарактеризовано, и изучается их применение к полномасштабному RC-пучку. Оставшаяся часть теста организована следующим образом. В разделе 2 представлены материалы и процедуры изготовления цементирующих сенсоров с многослойными углеродными нанотрубками (MWCNT).Раздел 3 описывает экспериментальные методики. В разделе 4 обсуждаются результаты электромеханических испытаний при приложении медленно меняющихся циклических нагрузок и синусоидальных динамических нагрузок с возрастающими частотами. Чувствительность образцов и их частотные характеристики анализируются, а электрические и электромеханические свойства датчиков исследуются с помощью двух- и четырехзондового метода измерения. В этот раздел также включены результаты испытаний внедрения CNTCS в полномасштабный RC-пучок.Раздел 5 завершает статью.

2. Материалы и подготовка образцов

Десять кубических образцов со стороной 5 см были изготовлены для экспериментальной кампании. Цементная матрица представляла собой цементное тесто с добавлением 1% MWCNT по отношению к весу цемента (рис. 1). Перед затвердеванием в образец симметрично заделали четыре сетки из нержавеющей стали. Внутренние ячейки располагались на расстоянии 2 см друг от друга, а внешние - 4 см. На рис. 1 показана геометрия образцов и электродов.

Углеродные нанотрубки были типа Arkema Graphistrength C100. Их диспергирование в цементирующей матрице было достигнуто с использованием физического диспергатора, предварительного механического перемешивания и обработки ультразвуком (Рисунки 2 (i) –2 (iii)). Была получена стабильная водная суспензия, которую затем смешали с цементом и 0,5% пластификатора по отношению к массе цемента (рис. 2 (iv)). Цемент был типа 42,5, пуццолановый. Соотношение вода / цемент составляло 0,45. Гладкую смесь выливали в смазанные маслом формы и закладывали стальные сетки (рис. 2 (v)).После затвердевания образцы не формовали для отверждения в лабораторных условиях в течение следующих 28 дней (рис. 2 (vi)). Затем каждый образец был оснащен двумя электрическими тензодатчиками длиной 2 см с калибровочным коэффициентом 2,1, установленными в центре противоположных боковых сторон, как показано на Рисунке 1.


3. Методология
3.1. Электрические испытания

Электрические испытания были выполнены на десяти датчиках с использованием системы сбора данных, состоящей из шасси NI PXIe-1073 с выделенными модулями.Были приняты как двухзондовая, так и четырехзондовая конфигурации измерения постоянного тока. Шасси было оснащено двумя модулями: электрическая мощность подавалась через NI PXI-4130, способный обеспечить четырехквадрантный выход ± 20 В и ± 2 А в одном изолированном канале, в то время как электрические измерения проводились с высокой скоростью. цифровой мультиметр, модель NI PXI-4071. Этот последний модуль зарегистрировал напряжение в двухзондовой измерительной установке и ток в четырехзондовой измерительной установке. Температуру датчиков контролировали до и во время испытаний с помощью климатической камеры, чтобы избежать температурных дрейфов.

Электрическое сопротивление каждого датчика оценивалось после 6000 с поляризации, чтобы уменьшить дрейф сигнала из-за диэлектрической природы цементирующей матрицы. В двухзондовом методе датчики подвергались воздействию электрического напряжения 5 В с диапазоном измерения тока 1,0 мА. В качестве активных электродов использовались внутренние электроды с взаимным расстоянием 20 мм. В четырехзондовой конфигурации датчики подвергались воздействию тока 15 мА с диапазоном измерения напряжения 10 В.В этом случае ток подавался на внешние электроды, расположенные на расстоянии 40 мм друг от друга, а падение напряжения измерялось на внутренних электродах, как в двухзондовом методе. В обоих случаях электрическое сопротивление рассчитывалось по первому закону Ома. Уравнения (1) и (2) относятся к вычислению электрического сопротивления для конфигураций с двумя и четырьмя датчиками соответственно: где и - приложенные постоянное напряжение и ток, а - измеренные изменения напряжения и силы тока во времени, и - время поляризации.

3.2. Электромеханические испытания

Испытания на осевое сжатие были проведены для оценки чувствительности к деформации и повторяемости измерений, взятых на образцах цементного теста. Циклические и динамические испытания на осевое сжатие были выполнены на десяти датчиках с использованием шасси NI PXIe-1073 для сбора данных. Шасси было оборудовано тремя модулями: генератором электроэнергии, мультиметром, используемым для электрических испытаний, и системой сбора данных для тензодатчиков, модель PXIe-4330, 8 каналов, разрешение 24 бита, максимальная частота дискретизации 25 кГц, фильтры сглаживания.Сжимающие нагрузки прикладывались с помощью пневматической универсальной динамической испытательной машины с сервоуправлением модели IPC Global UTM14P с камерой с контролируемой температурой. Для электрических испытаний конфигурации измерения с двумя и четырьмя датчиками проводились при контролируемой температуре 20 ° C.

Циклические нагрузки варьировались от 0,5 до 2,0 кН при постоянной скорости 1 кН / с, в то время как динамические нагрузки варьировались от 0,5 до 1,5 кН с синусоидальными формами сигналов возрастающих частот от 0.От 25 до 8,0 Гц. Перед обоими типами электромеханических испытаний каждый датчик подвергали поляризации в течение 10 минут с приложением напряжения 5 В.

Что касается электрических испытаний, в двухзондовой конфигурации датчики подвергались воздействию электрического напряжения, равного 5 В, с диапазоном измерения тока, равным 1,0 мА, с использованием внутренних электродов для измерения тока, в то время как в четырехзондовой конфигурации. В конфигурации на внешние электроды подавали ток 15 мА с диапазоном измерения напряжения 10 В и измеряли падение напряжения на внутренних.Электрические измерения проводились с частотой дискретизации 1000 Гц. В обоих случаях временные ряды сопротивления были получены с использованием первого закона Ома.

На рисунке 3 показана установка электромеханических динамических испытаний для конфигурации с двумя зондами: источник питания и система сбора данных для электрических измерений и тензодатчики (рисунок 3 (а)), инструментальный образец, помещенный в камеру. с контролируемой температурой (рис. 3 (b)) и системой сбора данных пневматической испытательной машины для нагрузок и смещений (рис. 3 (c)).


Измерительный коэффициент сенсоров на основе цемента с углеродными нанотрубками был рассчитан с использованием следующего уравнения: где - приращение электрического сопротивления, - электрическое сопротивление без деформации и - осевая деформация (положительная при сжатии).

3.3. Полномасштабные испытания

CNTCS, использованные для натурных испытаний, были такими же, как те, что использовались для электромеханических испытаний. Электрические выходы датчиков и тензодатчиков были получены с использованием конфигурации с двумя датчиками и коаксиальными кабелями для значительного снижения шума измерения [31].Ранее испытанные датчики были встроены в усиленную балку во время ее формования. Образец среднего пролета был приспособлен для измерений. Балка имела квадратное сечение 25 × 25 см 2 и длину 220 см. Его просто поддерживали две стальные опоры, установленные на расстоянии 200 см. Балка была усилена продольными стальными стержнями диаметром 8 мм и скобами, как показано на рисунке 4 (а). На рис. 4 (б) показана усиленная балка со встроенными датчиками после 28 дней отверждения.Подробный вид единственного цементирующего датчика с углеродными нанотрубками показан на рисунке 4 (c). Испытания со статическими нагрузками и вибрациями были выполнены после поляризации в течение тридцати минут с приложением распределенной статической нагрузки приблизительно 1 кН / м и случайных ударов во времени и пространстве с использованием молотка с инструментами, соответственно. Во время испытаний на датчик подавалось напряжение 2,5 В с диапазоном измерения тока 1,0 мА. Частота дискретизации составляла 1000 Гц.

4. Результаты и обсуждение
4.1. Электрические испытания

На рис. 5 показаны электрические выходные данные десяти датчиков на основе цемента с углеродными нанотрубками, полученные с помощью двухзондового (рис. 5 (а)) и четырехзондового (рис. 5 (б)) методов. Сопротивления, полученные при использовании конфигураций с двумя и четырьмя датчиками, имели среднее значение 609 Ом и 215 Ом соответственно с соответствующими коэффициентами вариации 0,16 и 0,24. Более низкие значения сопротивления, полученные с помощью 4-зондового метода, обусловлены особой электрической конфигурацией, которая устраняет сопротивление электрического контакта [33].Результаты демонстрируют удовлетворительную повторяемость электрического сопротивления датчиков, особенно для 2-зондового метода, при этом полученный коэффициент вариации очень похож на коэффициент вариации других свойств бетоноподобных материалов, таких как его прочность на сжатие [34 ]. Разброс значений сопротивления в рассматриваемом наборе номинально идентичных датчиков, вероятно, связан с неоднородной природой композитов и разной степенью однородности дисперсии нанонаполнителей, что не может гарантировать идеальную однородность.

4.2. Электромеханические испытания

Электромеханические испытания проводились с применением как циклических, так и динамических сжимающих нагрузок (рис. 6) с использованием конфигураций с двумя и четырьмя датчиками. На рисунках 7 и 8 представлены временные характеристики средней деформации, измеренной тензодатчиками, и нормализованного сопротивления, полученные при циклических и динамических испытаниях, соответственно, для одного конкретного образца в конфигурации с 4 зондами. Как показано на этих фигурах, приложение сжимающих нагрузок вызвало отрицательные изменения электрического сопротивления в датчиках из-за среднего уменьшения расстояния между нанотрубками.Это изменение сопротивления было полностью обратимым, в результате чего уменьшение сжимающей нагрузки привело к увеличению сопротивления, которое восстановилось после предыдущего уменьшения. Все графики показывают четкую деформационную чувствительность датчиков и очень низкое значение шума. Измерительные факторы датчиков были рассчитаны с учетом среднего изменения сопротивления каждого образца для всех различных частот нагрузки. На рисунках 9 и 10 показано изменение GF и нормированного изменения сопротивления при увеличении частот нагрузки (0.25, 0,5 и 1 Гц и от 2 до 8 Гц с шагом 2 Гц) с использованием 2-зондового и 4-зондового методов соответственно. Эти кривые можно рассматривать как функции частотной характеристики датчиков и использовать для оценки динамической линейности в исследуемом диапазоне механических частот, при этом идеально линейный динамический датчик имел бы функцию идеально горизонтальной частотной характеристики. Представленные результаты показывают, что конфигурации как с двумя, так и с четырьмя датчиками дают аналогичные результаты и подчеркивают сходное поведение чувствительности образцов.Однако следует отметить, что значения GF значительно более разбросаны, чем значения недеформированного электрического сопротивления, с коэффициентом вариации 1,72 и 1,79 для 2-зондового и 4-зондового методов, соответственно. Это влечет за собой необходимость индивидуальной калибровки каждого датчика перед внедрением, особенно если для задачи мониторинга необходимы точные значения, а не только формы сигналов деформации. Такой разброс значений GF можно объяснить близостью смеси 1% MWCNTs к порогу перколяции.Предыдущая теоретическая работа авторов [35, 36] продемонстрировала, что GF является максимальным, близким к порогу перколяции [24], но также очень чувствителен к небольшим изменениям параметров материалов и небольшим изменениям качества дисперсии нанонаполнителя. Рисунки 8 и 9 также показывают приемлемую линейность выходных сигналов датчиков, особенно на более высоких частотах, даже если некоторые образцы демонстрируют увеличивающуюся функцию частотной характеристики, а другие - уменьшающуюся функцию частотной характеристики.

4.3. Полномасштабные испытания

После определения характеристик отдельных датчиков семь образцов были встроены в железобетонную балку для полномасштабного эксперимента. Сначала статические нагрузки были приложены к верхней части балки. Затем были проведены вибрационные испытания. На рис. 11 показаны средняя деформация, измеренная с помощью электрических тензодатчиков, и электрический ток, выдаваемый встроенным образцом, находящимся в середине пролета, при статических нагрузках. Загрузка и разгрузка луча четко видны во временной истории деформации, а также во временной истории выходного сигнала встроенного датчика.Встроенный датчик также четко определяет изменения деформации, возникающие в зоне сжатия балки во время четырех приложений статической нагрузки.

Чтобы лучше понять возможности встроенных нанокомпозитных датчиков по измерению деформации, были проведены испытания на вибрацию путем случайных ударов молотка по балке. На рисунке 12 показана временная диаграмма электрического тока, полученного с помощью образца CNTCS номер 6, помещенного в середине пролета, при этом сигнал был отфильтрован фильтром верхних частот с частотой среза 5 Гц, чтобы устранить остаточный дрейф из-за эффекта поляризации. .Удары молота четко показаны на Рисунке 12 (а). На рисунке 12 (b) показан подробный вид одиночного удара молота, показывающий форму волны затухающей вибрации балки.

Чувствительность встроенных датчиков также была проанализирована путем сравнения деформации, измеренной тензодатчиками, и деформации, вычисленной по выходным данным цементных образцов. На рис. 13 (а) показаны перекрывающиеся отфильтрованные временные диаграммы, полученные в результате испытаний встроенного образца в середине пролета. Измеренная деформация представляет собой среднее значение выходного сигнала двух тензодатчиков, размещенных на боковых сторонах образца, в то время как предполагаемая деформация датчика рассчитывается с использованием (3).Результаты, показанные на Рисунке 13, демонстрируют очень хорошее соответствие между измеренными и оцененными деформациями. Небольшая разница между двумя величинами объясняется тем, что CNTCS измеряет среднюю деформацию в своем объеме, в то время как тензодатчики измеряют деформацию на боковых поверхностях датчика на фиксированной глубине от верха луча. Хорошее соответствие между CNTCS и тензодатчиками особенно заметно на подробных изображениях на рисунках 13 (b) и 13 (c). Следует отметить, что измеренные деформации очень малы и, в частности, составляют несколько десятков микродеформаций.Этот уровень деформации соответствует на два порядка меньше, чем предельная деформация сжатия бетона. Этот результат демонстрирует, что встроенный CNTCS может использоваться для мониторинга условий деформации в полноразмерных RC-структурах.

Спектральный анализ выходных сигналов тензодатчиков и CNTCS, полученных при испытании на вибрацию, был проведен с целью проверки возможности использования интеллектуальных датчиков для модальной идентификации только на выходе и SHM на основе вибрации RC-конструкций. На рисунке 14 показаны функции спектральной плотности мощности (PSD) полученных сигналов и, в частности, средней деформации, измеренной с помощью двух тензодатчиков, приложенных к встроенному образцу в середине пролета (рисунок 13 (a)), и электрического выхода тот же датчик (Рисунок 13 (b)), после высокочастотной фильтрации обоих сигналов выше 5 Гц.Обе функции PSD, показанные на рисунке 13, демонстрируют один и тот же ведущий пик на частоте 64,45 Гц, предположительно связанный с первой вертикальной модой луча, что подтверждает возможность использования встроенной CNTCS для динамического мониторинга и модальной идентификации RC-структур только на выходе. .

5. Выводы

В статье представлены экспериментальные исследования по использованию датчиков на основе цемента, легированных многослойными углеродными нанотрубками, в качестве встроенных интеллектуальных датчиков деформации для статического и динамического мониторинга железобетонных компонентов.Экспериментальная кампания началась с определения электрических и электромеханических характеристик значительного количества образцов с целью исследования повторяемости и точности поведения датчиков в ненагруженных условиях, а также при приложении как статических, так и динамических механических нагрузок. Функции частотной характеристики, в частности, продемонстрировали определенную степень линейности выходных сигналов датчиков в диапазоне от 0 до 8 Гц, хотя наблюдался некоторый разброс калибровочного коэффициента там, где коэффициент вариации был больше 1.7. После этого этапа предварительной характеристики датчики были встроены в верхнюю часть полномасштабной железобетонной балки. После отверждения балка подвергалась как статическим, так и динамическим импульсным нагрузкам, и поведение новых наномодифицированных датчиков на основе цемента было исследовано путем сравнения их выходных данных с выходными данными традиционных тензодатчиков. Было замечено, что новые датчики на основе цемента способны (i) четко определять статические нагрузки, действующие на балку, (ii) обеспечивать точные измерения деформации, включая деформации, вызванные импульсными динамическими нагрузками в диапазоне нескольких десятков микродеформаций. , что на два порядка ниже предельной деформации сжатия бетона, и (iii) обеспечить измерения динамической деформации, позволяющие идентифицировать собственные частоты вибрации балки.В целом, результаты, представленные в документе, расширяют знания об использовании цементирующих датчиков деформации, легированных углеродными нанотрубками, для мониторинга железобетонных конструктивных элементов, а также демонстрируют острую необходимость в калибровке датчика.

Конфликты интересов

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

Выражение признательности

Эта работа была частично поддержана Regione Umbria в рамках POR Umbria ESF 2007e2013, Axis II Employment-Objective и Axis IV Human-Capital Objective l, а также Министерством экономики и соревнований Испании в рамках проекта DPI2014-53947- Р.Энрике Гарсиа-Масиас также получил стипендию FPU от Министерства образования Испании (Ref. FPU13 / 04892). Также выражается признательность за поддержку со стороны Министерства образования, университетов и исследований Италии (MIUR) в рамках финансируемого проекта, представляющего соответствующий национальный интерес, «SMART-BRICK: новый чувствительный к деформации нанокомпозитный глиняный кирпич, обеспечивающий самоконтроль каменных конструкций».

Описание приложения - Портландцементный бетон - Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожных покрытий

ПОРТЛЕНД ЦЕМЕНТ
БЕТОННОЕ ДВИЖЕНИЕ
Описание приложения

ВВЕДЕНИЕ

Покрытия из портландцементного бетона (PCC) (или жесткие покрытия) состоят из плиты PCC, которая обычно поддерживается зернистым или стабилизированным основанием, и основания.В некоторых случаях плита PCC может быть покрыта слоем асфальтобетона. Бетон из портландцемента

производится на центральном заводе и доставляется на строительную площадку в транзитных миксерах или дозируется непосредственно в автобетоносмесители, а затем смешивается на строительной площадке. В любом случае PCC затем выгружается, разравнивается, выравнивается и уплотняется, как правило, с использованием оборудования для укладки бетонных скользящих форм.

МАТЕРИАЛЫ

Основные компоненты PCC включают крупный заполнитель (щебень или гравий), мелкий заполнитель (обычно природный песок), портландцемент и воду.Заполнитель действует как наполнитель, который скрепляется затвердевшей пастой портландцемента, образованной в результате химических реакций (гидратации) между портландцементом и водой. Помимо этих основных компонентов, для улучшения или изменения свойств свежего или затвердевшего бетона часто используются дополнительные вяжущие материалы и химические добавки.

Бетонный заполнитель

Крупные и мелкие заполнители, используемые в ОКК, составляют от 80 до 85 процентов смеси по массе (от 60 до 75 процентов смеси по объему).Правильная сортировка заполнителя, прочность, долговечность, ударная вязкость, форма и химические свойства необходимы для прочности и рабочих характеристик бетонной смеси.

Портландцемент и дополнительные вяжущие материалы

Портландцементы - это гидравлические цементы, которые затвердевают и затвердевают, вступая в реакцию с водой посредством гидратации с образованием каменной массы. Портландцемент обычно составляет около 15 процентов смеси ОКК по весу. Портландцемент производится путем дробления, измельчения и смешивания выбранного сырья, содержащего в соответствующих пропорциях извести, железо, кремнезем и глинозем.Большинство частиц портландцемента имеют диаметр менее 0,045 мм (сито № 325).

Портландцемент в сочетании с водой образует цементный пастообразный компонент бетонной смеси. Паста обычно составляет от 25 до 40 процентов от общего объема бетона. Воздух также является компонентом цементного теста, занимая от 1 до 3 процентов от общего объема бетона, до 8 процентов (обычно от 5 до 8 процентов) в бетоне с воздухововлекающими добавками. В абсолютном выражении цементирующие материалы составляют от 7 до 15 процентов смеси, а вода - от 14 до 21 процента.

Дополнительные вяжущие материалы иногда используются для изменения или улучшения свойств цемента или бетона. Обычно они включают пуццолановые или самоцементные материалы. Пуццолановые материалы представляют собой материалы, состоящие из аморфного кремнеземистого или кремнисто-глиноземистого материала в тонкоизмельченной (порошкообразной) форме, аналогичной по размеру частицам портландцемента, которые в присутствии воды вступают в реакцию с активатором, обычно с гидроксидом кальция и щелочами. образовывать составы, обладающие вяжущими свойствами.Описание различных видов пуццоланов и их спецификации приведены в ASTM C618. Самоцементирующиеся материалы - это материалы, которые вступают в реакцию с водой с образованием продуктов гидратации без какого-либо активатора.

Дополнительные вяжущие материалы могут влиять на удобоукладываемость, выделяемое при гидратации тепло, скорость набора прочности, структуру пор и проницаемость затвердевшего цементного теста.

Зола уноса угля, образующаяся при сжигании битуминозных углей, проявляет пуццолановые свойства.Пары кремнезема также представляют собой пуццолановый материал, почти полностью состоящий (на 85 процентов или более) из очень мелких частиц (в 100 раз меньше, чем портландцемент), которые обладают высокой реакционной способностью.

Угольная зола, образующаяся при сжигании суббитуминозного угля, проявляет самоцементные свойства (не требуются дополнительные активаторы, такие как гидроксид кальция). Точно так же измельченный гранулированный доменный шлак реагирует с водой с образованием продуктов гидратации, которые придают шлаку вяжущие свойства.

Угольная зола и измельченный гранулированный доменный шлак могут быть смешаны с портландцементом до производства бетона или добавлены отдельно в бетонную смесь (добавка). Пары кремнезема используются исключительно в качестве добавки.

Химические и минеральные добавки

Добавка - это материал, отличный от портландцемента, воды и заполнителя, который используется в бетоне при смешивании для изменения свойств свежего или затвердевшего бетона. Химические добавки делятся на три основные категории.Они включают водовосстанавливающие агенты, воздухововлекающие агенты и закрепляющие агенты. Химические добавки для бетона описаны в ASTM C494.

Водоредуцирующие вещества - это химические вещества, которые используются для уменьшения количества воды, которое необходимо добавить в смесь, в то же время обеспечивая эквивалентную или улучшенную удобоукладываемость и прочность.

Воздухововлечение увеличивает устойчивость бетона к разрушению при замораживании и оттаивании, увеличивает сопротивление образованию накипи (поверхностной дезинтеграции), которое возникает в результате воздействия химикатов для борьбы с обледенением, повышает устойчивость к сульфатному воздействию и снижает проницаемость.Воздухововлечение может быть достигнуто путем добавления воздухововлекающей добавки во время перемешивания. Выпускается множество промышленных воздухововлекающих добавок. Описания и спецификации описаны в ASTM C260.

Агенты для схватывания могут использоваться для замедления или ускорения схватывания бетона. Замедлители схватывания иногда используются для компенсации ускоряющего воздействия жаркой погоды или для задержки схватывания, когда укладка бетона может быть затруднена. Ускорители применяют, когда желательно как можно быстрее набрать прочность, чтобы выдержать расчетные нагрузки.Хлорид кальция - это активный материал, который чаще всего используется в качестве ускорителя. Агенты схватывания (замедлители схватывания и ускорители) более подробно описаны в ASTM C494.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Бетонный заполнитель

Поскольку заполнители, используемые в бетонных смесях, составляют приблизительно от 80 до 85 процентов бетонной смеси по массе (от 60 до 75 процентов бетонной смеси по объему), используемые заполнители оказывают сильное влияние на свойства и характеристики смеси в обоих случаях. пластичное и затвердевшее состояние.Ниже приводится список и краткий комментарий некоторых из наиболее важных свойств заполнителей, которые используются в бетонных смесях для мощения:

  • Градация - гранулометрический состав частиц заполнителя влияет на относительные пропорции, цементирующие материалы и требования к воде, удобоукладываемость, прокачиваемость, экономичность, пористость, усадку и долговечность. Гранулометрический состав частиц заполнителя должен представлять собой комбинацию размеров, которая приводит к минимуму пустот.
  • Поглощение - абсорбция и состояние поверхностной влаги заполнителей должны быть определены таким образом, чтобы можно было контролировать чистое содержание воды в бетоне.
  • Форма частиц и текстура поверхности - форма частиц и текстура поверхности как крупных, так и мелких заполнителей оказывают значительное влияние на свойства пластичного бетона. Шероховатые, угловатые или удлиненные частицы требуют больше воды для производства работоспособного бетона, чем гладкие, округлые, компактные заполнители, и в результате этим заполнителям требуется больше вяжущих материалов для поддержания того же водоцементного отношения.Угловые или плохо гранулированные заполнители могут привести к получению бетона, который будет труднее перекачивать, а также труднее отделить. Прочность затвердевшего бетона обычно увеличивается с увеличением угловатости крупного заполнителя, и следует избегать плоских или удлиненных крупных частиц заполнителя. Округлые мелкие частицы заполнителя более желательны из-за их положительного влияния на удобоукладываемость пластичного бетона.
  • Сопротивление истиранию - сопротивление истиранию заполнителя часто используется как общий показатель его качества.
  • Прочность - устойчивость к замерзанию и оттаиванию необходима для заполнителей бетона и связана с пористостью заполнителя, абсорбцией, проницаемостью и структурой пор.
  • Вредные материалы - заполнители не должны содержать потенциально вредных материалов, таких как куски глины, сланцы или другие рыхлые частицы, а также другие материалы, которые могут повлиять на его химическую стабильность, устойчивость к атмосферным воздействиям или объемную стабильность.
  • Прочность частиц - для обычных бетонных покрытий прочность заполнителя проверяется редко.Обычно он намного больше и, следовательно, не является таким критическим параметром, как прочность пасты или связь паста-заполнитель. Прочность частиц - важный фактор в высокопрочных бетонных смесях.

В Таблице 24-5 представлен список стандартных методов испытаний, которые используются для оценки пригодности обычных минеральных заполнителей для дорожных покрытий из портландцементного бетона.

Таблица 24-5. Процедуры испытаний бетонных заполнителей.

Имущество Метод испытаний Артикул
Общие технические условия Бетонные заполнители ASTM C33
Готовый бетон ASTM C94 / AASHTO M157M
Бетон, полученный объемным дозированием и непрерывным перемешиванием ASTM C685 / AASHTO M241
Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям ASTM C125
Градация Размеры заполнителя для строительства дорог и мостов ASTM D448 / AASHTO M43
Ситовый анализ мелкого и крупного заполнителя ASTM C136 / AASHTO T27
Поглощение Удельный вес и абсорбция грубого заполнителя ASTM C127 / AASHTO T85
Удельный вес и абсорбция мелкозернистого заполнителя ASTM C128 / AASHTO T84
Форма частицы и текстура поверхности Плоские и удлиненные частицы в крупном агрегате ASTM D4791
Содержание неплотных пустот в мелкозернистом заполнителе
(Под влиянием формы частицы, текстуры поверхности и градации)
ASTM C1252 / AASHTO TP33
Индекс формы и текстуры агрегатных частиц ASTM D3398
Сопротивление истиранию Устойчивость к разрушению крупнозернистого заполнителя в результате истирания и ударов в машине в Лос-Анджелесе ASTM C535
Устойчивость к разрушению мелкозернистого грубого заполнителя в результате истирания и ударов в машине в Лос-Анджелесе ASTM C131 / AASHTO T96
Прочность Совокупный индекс прочности ASTM D3744 / AASHTO T210
Прочность агрегатов при использовании сульфата натрия или сульфата магния ASTM C88 / AASHTO T104
Прочность заполнителей при замораживании и оттаивании AASHTO T103
Вредные компоненты Петрографическое исследование заполнителей бетона ASTM C295
Органические примеси в мелкозернистом заполнителе для бетона ASTM C40
Куски глины и рыхлые частицы в агрегатах ASTM C142
Пластиковая мелочь в отсортированных заполнителях и почвах с использованием теста на эквивалентность песка ASTM D2419
Стабильность объема Возможное изменение объема комбинаций цемент-заполнитель ASTM C342
Ускоренное обнаружение потенциально опасного расширения строительного раствора из-за щелочно-кремнеземной реакции ASTM C227

Портлендский цемент и дополнительные вяжущие материалы

Хотя он составляет от 7 до 15 процентов от абсолютного объема бетонной смеси, это затвердевшая паста, которая образуется в результате гидратации цемента при добавлении воды, которая связывает частицы заполнителя вместе с образованием каменной массы.Следовательно, свойства бетона в пластичном и затвердевшем состоянии в значительной степени зависят от свойств цементирующего материала, который может состоять только из портландцемента или смесей портландцемента с дополнительными вяжущими материалами. Некоторые из наиболее важных свойств цементного вяжущего включают:

  • Химический состав - различия в химическом составе, особенно с дополнительными вяжущими материалами, которые могут быть менее однородными, чем портландцемент, могут повлиять на начальную и конечную прочность, выделяемое тепло, время схватывания и устойчивость к вредным материалам.
  • Тонкость помола - крупность цемента или дополнительных вяжущих материалов влияет на тепловыделение и скорость гидратации. Более мелкие материалы реагируют быстрее, с соответствующим увеличением раннего развития прочности, в основном в течение первых 7 дней. Мелкость также влияет на удобоукладываемость, поскольку чем мельче материал, тем больше площадь поверхности и сопротивление трению пластичного бетона.
  • Прочность - относится к способности цементного теста сохранять свой объем после схватывания и связан с присутствием чрезмерного количества свободной извести или магнезии в цементе или дополнительном вяжущем материале.
  • Время схватывания - время схватывания цементного теста является показателем скорости, с которой происходят реакции гидратации и увеличивается прочность, и может использоваться в качестве индикатора того, подвергается ли паста нормальным реакциям гидратации.
  • False Set - ложное схватывание или преждевременное затвердевание цементного теста проявляется в значительной потере пластичности без выделения тепла вскоре после смешивания бетона.
  • Прочность на сжатие - прочность на сжатие зависит от состава и крупности цемента. Прочность на сжатие для различных цементов или цементных смесей устанавливается путем испытания прочности на сжатие кубиков раствора, приготовленных с использованием стандартного гранулированного песка.
  • Удельный вес - удельный вес не является показателем качества цемента, но требуется для расчетов при проектировании бетонной смеси. Удельный вес портландцемента составляет примерно 3.15.

Таблица 24-6 предоставляет список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки конструкции смеси или ожидаемых характеристик портландцемента и дополнительных вяжущих материалов для использования в бетонных смесях для дорожных покрытий.

Таблица 24-6. Процедуры испытаний портландцемента и дополнительных вяжущих материалов.

Имущество Метод испытаний Артикул
Общие технические условия Портлендский цемент ASTM C150
Гидравлический цемент с добавками ASTM C595
Расширяющийся гидравлический цемент ASTM C845
Использование пуццолана в качестве минеральной добавки ASTM C618
Технические характеристики измельченного доменного шлака ASTM C989
Технические характеристики дыма кремнезема ASTM C1240
Химический состав Химический анализ гидравлических цементов ASTM C114
Тонкость Тонкость помола гидравлического цемента на 150 мкм (No.100) и 75 мкм (№ 200) сита ASTM C184 / AASHTO 128
Тонкость помола гидравлического цемента и сырья по ситам 300 мкм (№ 50), 150 мкм (№ 100) и 75 мкм (№ 200) мокрыми методами ASTM C786
Тонкость помола гидравлического цемента на сите 45 мкм (№ 325) ASTM C430 / AASHTO T192
Тонкость помола портландцемента с помощью прибора для определения воздухопроницаемости ASTM C204 / AASHTO T153
Тонкость помола портландцемента по мутномеру ASTM C115 / AASHTO T98
Прочность цемента Расширение автоклава портландцемента ASTM C151 / AASHTO T107
Время схватывания Время схватывания гидравлического цемента иглой Вика ASTM C191 / AASHTO T131
Время схватывания гидравлического цемента иглами Гиллмора ASTM C266 / AASHTO T154
Время схватывания гидравлического цементного раствора модифицированной иглой Вика ASTM C807
Ложный набор Раннее застывание портландцемента (метод строительного раствора) ASTM C359 / AASHTO T185
Раннее укрепление портландцемента
(Метод вставки)
ASTM C451 / AASHTO T186

БЕТОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Пропорции бетонных смесей для дорожных покрытий определяются в лаборатории во время испытаний конструкции смеси.Это включает определение оптимальных характеристик смеси как в пластичном, так и в затвердевшем состоянии, чтобы гарантировать, что смесь может быть правильно размещена и консолидирована, доведена до требуемой текстуры и гладкости и будет иметь желаемые свойства, необходимые для эксплуатационных характеристик дорожного покрытия. Правильно спроектированные, уложенные и затвердевшие бетонные смеси для мощения следует оценивать на предмет следующих свойств:

Свеже смешанный (пластик) бетон

  • Slump - просадка указывает на относительную консистенцию пластичного бетона.Бетон пластичной консистенции не крошится, а медленно течет без расслоений.
  • Технологичность - удобоукладываемость - это мера простоты укладки, уплотнения и отделки свежезамешенного бетона. Бетон должен быть податливым, но не расслаиваться и не растекаться.
  • Время схватывания - знание скорости реакции между вяжущими материалами и водой (гидратация) важно для определения времени схватывания и затвердевания. Время схватывания бетонных смесей не коррелирует напрямую со временем схватывания цементного теста из-за потери воды и разницы температур.
  • Air Content - количество захваченного или захваченного воздуха в пластиковом бетоне может повлиять на удобоукладываемость бетонной смеси и снизить ее склонность к кровотечению.

Закаленный бетон

  • Прочность - бетонные покрытия должны обладать достаточной прочностью на изгиб, чтобы выдерживать расчетные транспортные нагрузки (повторение нагруженных осей), которые будут применяться в течение срока службы объекта.Хотя прочность на сжатие также можно измерить, прочность на изгиб более важна для конструкции и характеристик бетонных покрытий.
  • Плотность - плотность бетонных смесей для мощения варьируется в зависимости от количества и относительной плотности заполнителя, количества захваченного или захваченного воздуха, а также содержания воды и вяжущих материалов в бетоне.
  • Прочность - затвердевшее бетонное покрытие должно быть устойчивым к повреждениям от замерзания и оттаивания, намокания и высыхания, а также химического воздействия (например.г., из хлоридов или сульфатов в солях для борьбы с обледенением).
  • Air Content - готовый и затвердевший бетон должен иметь достаточно воздуха, захваченного затвердевшим цементным тестом, чтобы выдерживать циклы замораживания и оттаивания.
  • Сопротивление трению - для безопасности пользователя поверхность открытого бетонного покрытия должна обеспечивать соответствующее сопротивление трению и стойкость к полировке в условиях дорожного движения. Сопротивление трению зависит от используемых заполнителей и прочности бетона на сжатие.
  • Объемная стабильность - бетонные смеси для мощения должны быть объемно стабильными и не должны расширяться из-за реакционной способности щелочных заполнителей. Бетонные смеси для мощения не должны давать чрезмерной усадки при высыхании.

Таблица 24-7 предоставляет список стандартных лабораторных тестов, которые в настоящее время используются для оценки конструкции смеси или ожидаемых характеристик бетонных смесей для дорожного покрытия.

Таблица 24-7. Процедуры испытаний бетонных материалов для мощения.

Имущество Метод испытаний Артикул
Общие технические условия Готовый бетон ASTM C94 / AASHTO M157
Бетон, полученный объемным дозированием и непрерывным перемешиванием ASTM C685 / AASHTO M241
Бетонные заполнители ASTM C33
Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям ASTM C125
Использование пуццолана в качестве минеральной добавки ASTM C618
Технические характеристики измельченного доменного шлака ASTM C989
Химические добавки для бетона ASTM C494
Воздухововлекающие агенты ASTM C260
Технические характеристики дыма кремнезема ASTM C1240
Спад Осадка гидравлического цементного бетона ASTM C143 / AASHTO T119
Технологичность Растекание бетона ASTM C232 / AASHTO T158
Увлажнение и закрепление Время схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению ASTM C403
Прочность Прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона ASTM C39 / ASHTO T22
Прочность бетона на изгиб
(Использование простой балки с нагрузкой в ​​третьей точке)
ASTM C78 / AASHTO T96
Предел прочности при расщеплении цилиндрических образцов бетона ASTM C496 / AASHTO T198
Содержание воздуха Микроскопическое определение параметров системы воздух-пустота в твердом бетоне ASTM C457
Содержание воздуха в свежезамешенном бетоне методом давления ASTM C231 / AASHTO T152
Содержание воздуха в свежем бетоне объемным методом ASTM C173 / AASHTO T196
Удельный вес, текучесть и содержание воздуха в бетоне ASTM C138
Плотность Удельный вес, абсорбция и пустоты в затвердевшем бетоне ASTM C642
Прочность Устойчивость бетона к быстрому замерзанию и оттаиванию ASTM C666
Устойчивость бетонных поверхностей к образованию накипи, подверженных воздействию химикатов для борьбы с обледенением ASTM C131 / AASHTO T96
Стабильность объема Изменение длины затвердевшего гидроцементного раствора и бетона ASTM C157
Изменение длины бетона из-за реакции щелочно-карбонатных пород ASTM C1105

СПРАВОЧНИКИ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Руководство ACI по бетонной практике, Часть 1 - Материалы и общие свойства бетона .Американский институт бетона, Детройт, Мичиган, 1994.

Косматка, С. Х. и У. К. Панарезе. Проектирование и контроль бетонных смесей . Портлендская цементная ассоциация, Скоки, Иллинойс, 1995 г.

Невилл, А. М. Свойства бетона, четвертое издание. John Wiley & Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1996.

Предыдущая | Содержание | Следующий

Испытания на изгиб и численный анализ

3.1. Модель конечных элементов

Численный анализ испытания 4PB был выполнен с помощью программного обеспечения конечных элементов DIANA [28] в 2D в качестве плоского напряженного состояния. Топология FE-сетки, используемой в анализе, показана на. Сетка состоит из квадратных изопараметрических плоских элементов напряжения с функцией квадратной формы (тип CQ16M ) из восьми узлов [28]. Максимальный размер одного элемента составляет 10 мм, а минимальный - 1 мм (элементы в области надреза). Для обеспечения правильного поведения зоны контакта бетон-полимер были использованы дополнительные контактные элементы (тип CL12I ) с нулевой толщиной в зоне контакта с 95% прочностью бетона на разрыв.Граничные условия определены как жесткие опоры. Правая опора была смоделирована как скользящая в горизонтальном направлении без какого-либо возможного эффекта трения.

Модель конечных элементов для исходного образца ( вверху ) и отремонтированного образца ( внизу ).

3.2. Материальные модели

Материальная модель для бетона, используемая в анализе, основана на модели размазанных трещин [29] и была сформулирована в общих деформациях в соответствии с концепцией [30,31] и алгоритмом DIANA [28].При анализе используется модель вращающейся трещины. Для сжатого бетона предполагается линейно-упругая зависимость напряжения от деформации. Поведение бетона при растяжении описывается экспоненциальным поведением после растрескивания в следующей форме [28]:

σnncr (εnncr) = exp (−εnncrεnn.ultcr)

(1)

где σnncr - напряжение, перпендикулярное трещине, εnncr - деформация в том же направлении, Gf - энергия разрушения, ft - предел прочности бетона на растяжение, а h - ширина полосы трещины, которая здесь принимается как квадратный корень площади конечных элементов.показывает материальные константы, используемые для бетона и полимера в численном моделировании.

Таблица 2

Механические свойства бетона и полимера.

6 900 Бетон
Материал E [МПа] ν [-] f t [МПа] G f [Н / мм]
36,700 0,20 3,73 0,150 1
Полимер типа PT 700 0.49 20,0 н / д

Максимальные растягивающие напряжения в системе были равны прочности бетона на растяжение; в этом диапазоне полимер ведет себя как линейно-упругий материал [18]. Таким образом, полимер моделировался как линейно-эластичный ( f ct << f pt ).

Чтобы учесть это влияние грунтовочного слоя между поврежденным бетоном и полимером, был смоделирован межфазный слой нулевой толщины.Была принята нелинейная модель интерфейса с прочностью, равной 95% прочности бетона на растяжение. Остальные параметры были откалиброваны эмпирически на основании экспериментальных результатов ().

Механические параметры границы раздела между бетоном и полимером на сжатие ( слева, ) и растяжение ( справа, ).

3.3. Стратегия решения

Использовался инкрементно-итерационный подход к решению в соответствии с методом Ньютона – Рафсона. Для первых шагов анализа (до нагрузки F = 6000 Н) была проведена процедура контроля нагрузки; шаг нагрузки на этой фазе равнялся 200 Н.После достижения нагрузки F = 6000 Н и до нагрузки растрескивания система переключилась на процедуру контроля длины дуги с шагом нагрузки 100 Н. Критерии сходимости предполагали норму силы и смещения. Из-за относительно небольших деформаций при анализе учитывалась только нелинейность материала, а нелинейный геометрический анализ был исключен. Два мастер-узла управления располагались на нижнем крае образцов рядом с надрезом. Результаты смещения этих узлов были названы деформацией CMOD.

3.4. Численные результаты

Основной целью анализа было сравнение разработанной численной модели с экспериментальными результатами. Значения максимальных сил из эксперимента отличаются по сравнению со значениями из численного анализа менее чем на 9% для исходных образцов и менее чем на 7% для отремонтированных образцов (). Таким образом, общая эффективность, полученная в результате экспериментальных испытаний, составила 87%, а численный расчет - 88%.

Таблица 3

Сравнение результатов экспериментальных испытаний и численных расчетов.

Параметр Исходный образец Восстановленный образец
Эксперимент FE-анализ Эксперимент FE-анализ
Нагрузка отказа 8,63 7,84 7,52 7,00
CMOD при F макс. [мкм] 47,7 27,4 132.7 131,2
Деформация при F max , E knn [-] 0,071 1 0,038 0,015 1 0,00 Энергия энергии [Н / мм] 0,193 0,087 0,408 0,318

По отношению к CMOD при максимальной нагрузке (растрескивающей нагрузке) разница между экспериментальными результатами и расчетами для исходных образцов для испытаний составила 43% и 1% для отремонтированных экземпляров.Столь высокая разница в результатах деформации была обусловлена ​​жесткостью испытательного стенда. Следует отметить, что разница CMOD при растрескивающей нагрузке между исходным и отремонтированным образцами при численном анализе составила 4,8 раза.

показывает экспериментальную и численную зависимость напряжения от деформации (CMOD). Численный анализ исходных образцов правильно воспроизвел путь в докритической фазе. Однако разница хорошо видна в посткритической фазе, когда экспериментальные образцы ведут себя более пластично.Возможное объяснение - механизм разрушения дуги из-за трения в обеих опорах. В МКЭ такое явление не моделировалось. Трение о опорах увеличивает несущую способность изгибаемых элементов за счет изменения направления основных напряжений. Фактически, основные сжимающие напряжения σ 1 проходили по кривой линии (эффект свода) и вблизи опор их направление не было параллельным краю элемента. Однако следует подчеркнуть, что численная модель правильно воспроизводит докритическую фазу и механизм отказа.

FE в сравнении с результатами эксперимента - диаграмма номинальное напряжение-CMOD для исходного ( слева, ) и отремонтированного образца ( справа, ).

Подобно исходным образцам, поведение отремонтированных образцов в FE-анализе сопоставимо с экспериментальными результатами. Отмечено, что не только докритический путь воспроизведен правильно, но и для посткритической фазы численные результаты являются удовлетворительными. Вероятно, использование гиперупругой модели для полимерного материала (вместо линейной) [9] позволяет лучше прогнозировать путь после отказа.

Сравнение первоначальной (исходный образец) и последующей (отремонтированный образец) энергии повреждения, оцененной по площади под кривыми в, также подтверждает это наблюдение (энергия повреждения определяется здесь как площадь под кривой напряжение-CMOD до максимальной нагрузки) . Средняя энергия повреждения, полученная в эксперименте, составила 0,193 Н / мм и 0,408 Н / мм для исходных и отремонтированных образцов соответственно.