Жби жбк производство: Все о жби и жбк

Содержание

Производство ЖБИ-конструкций на заводе в СПб

Предлагаем купить железобетонные изделия с завода по лучшим ценам! Вся продукция прошла строгий контроль качества.

Каталог ЖБИ-продукции в СПб

Наш холдинг – это группа компаний объединенных под торговой маркой Альфа Бетон. Альфа Бетон — это надежный производитель и добросовестный партнер по поставкам бетонных, железобетонных и металлических конструкций в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Работаем для Вас с 2006 года и за более чем 15-летний стаж работы мы сумели занять одно из ключевых мест на рынке производства ЖБИ в СПб и добиться высокого качества изготавливаемой нашим заводом ЖБИ-продукции.

Мы готовы предложить заказчикам полный комплекс услуг: от изготовления железобетонных конструкций и других материалов на комбинате до их реализации с доставкой от завода ЖБИ в Санкт-Петербурге до места проведения работ. Доступна также аренда спецтехники для решения различных строительных задач.

Бетонные изделия с завода


В нашем каталоге есть разные виды ЖБИ для дорожного строительства и инженерных сетей, а также изделия для обустройства колодцев и канализации на загородных участках.

Там же указаны цены железобетонных изделий.

Для изготовления ЖБИ на заводе нашей компании применяются современные материалы и качественное оборудование. Готовые цементно-бетонные изделия полностью соответствует стандартам качества для промышленных предприятий. Все реализуемые товары проходят ОТК.

Производство железобетонных конструкций

В нашей производственной фирме можно купить ЖБИ конструкции и другие строительные материалы по минимальным ценам. К каждому клиенту применяется гибкий подход. При большом объеме закупок промышленных железобетонных изделий в СПб предоставляются скидки. Постоянным заказчикам доступны дополнительные льготы при реализации стройматериалов.

Поставки ЖБИ в Санкт-Петербург и Ленинградскую область

Наличие большого товарного запаса и собственного автопарка манипуляторов гарантирует быстрые поставки бетонных изделий и других стройматериалов в кратчайшие сроки. Мы доставим Ваш заказ в любую точку Санкт-Петербурга и ближайших пригородов.

Приглашаем к сотрудничеству как частных лиц, так и организации. Будем рады видеть Вас в числе наших партнеров!

Цены на железобетонные конструкции можно посмотреть в прайс-листе:

Прайс-лист ЖБИ Почему МЫ:
  1.   Оптовые цены от производителя, самые низкие среди конкурентов

    Мы являемся производителем, поэтому продаем железобетонные изделия по оптовым ценам.

  2.   Широкий ассортимент ЖБИ

    У нас есть все виды продукции, производимой на заводе железобетонных изделий.
    Представлены все типы и размеры бетонных конструкций и их технические характеристики.

  3.   Оперативность обработки заказов, быстрая доставка

    Мы дорожим каждым клиентом, поэтому выполняем заказы в максимально сжатые сроки.
    Доставка осуществляется как по Санкт-Петербургу, так и по другим городам Северо-Запада.

ЖБИ.

Технологии производства

Железобетонные изделия – это довольно-таки распространенный вид композиционного материала, который используется для разных видов строительства – таких, как жилищные комплексы, промышленные здания и прочие постройки. Известны ЖБИ достаточно давно и активно применяются в строительстве еще с конца девятнадцатого века.

Железобетонная конструкция – это определенного вида арматура из стали, которая залита бетоном. Бетон используется в ЖБК во избежание коррозии металлической арматуры. Сама же стальная арматура входит в состав ЖБК потому, что имеет огромную прочность и противостоит различным изгибам и растяжениям.

Каждое изделие, которое изготавливается из железобетонных материалов, создается на основе специального, характерного лишь для него армирования, определенный состав бетона и свою, отличную от других, систему изготовления.

Любая ЖБК имеет свою определенную и нормированную нагрузку, превышать которую категорически воспрещено. Системы монтажа также значительно разнятся друг с другом, в зависимости от конструкции.

Нарушение таких схем, которые, кстати, известны как монтажникам, так и строителям, ведет к крайне нежелательным последствиям, которые в конечном итоге могут необратимо повлиять на конечный результат работы. Сама же надежность ЖБИ, как оговаривалось выше, достаточно высока, и то, насколько она будет работать на заказчика, зависит от самого владельца. Ведь только от правильного использования и правильного хранения изделие будет служить заказчику столько, сколько потребуется.

По способам технологий производства, ЖБК подразделяются на 3 блока: изготовление железобетонных изделий в неперемещаемых, перемещаемых и непрерывно формирующихся формах. Первый вид характеризуется тем, что весь процесс изготовления происходит в стационарном режиме. Изделия, которые изготавливаются в перемещаемой форме, делаются, соответственно, на определенных постах (конвейерным либо поточно-агрегатным способом), которые специализируются на выполнении таких ЖБИ. И последний вид непрерывного формирования характеризуется тем, что ЖБИ изготавливаются на вибропрокатных станках.

Такой способ зарекомендовал себя как наиболее экономический и наименее трудоемкий процесс.

Итак, хотя технологии производства ЖБК могут быть абсолютно различными, каждый заказчик найдет среди них именно то, что ему действительно требуется, учитывая при этом различные факторы, которые в дальнейшем напрямую повлияют на качество проделанных работ.

Завод по производству железобетонных изделий (ЖБИ) в Екатеринбурге

Завод по производству железобетонных изделий «Запсибнефтестрой» находится в городе Качканар, Свердловской области.
Cвою историю завод начинает с 1978 года, в этот год в города ХМАО и ЯНАО были отгружены первые партии дорожных плит, далее по приказу Министерства промышленности ГлавТюменьНефтеГаза был назначен первый Генеральный директор. За более чем 30 лет работы завод железобетонных изделий «Запсибнефтестрой» заслужил репутацию надежного производителя и делового партнера.

На сегодняшний день предприятие является одним из крупнейших заводов Свердловской области и УРФО, занимающихся производством железобетонных изделий для Нефтегазового комплекса Западной Сибири.

Основным преимуществом железобетонных изделий производимых на нашем предприятии являются, высокие показатели прочности (свыше 100%), водонепроницаемость (W12), морозостойкости (F300-400), что подтверждается проведёнными испытаниями аккредитованной лабораторией.

Производственные мощности составляют до 350 тысяч куб.м сборного железобетона в год. Железобетонные изделия и продукции, изготовлением которых занимается завод, применяются во многих сферах, в том числе при строительстве газо- и нефтепроводов, временных и постоянных дорог, жилых и промышленных зданий, линий электропередач.

В перечень выпускаемой продукции входят:

  • дорожные плиты ПДН Aт-IV, A-IV, Ат-V, A-V;
  • дорожные плиты ПД 30.15.30;
  • аэродромные плиты ПАГ-14, ПАГ-18;
  • стойки для опор ЛЭП;
  • утяжелители для трубопроводов УБО-1420, УБО-1020;
  • фундаментные блоки ФБС.

Завод оснащен современным оборудованием для производства ЖБИ. Проведена модернизация технологических процессов, установлена автономная система обеспечения газом, которая позволяет непрерывно поддерживать производственный цикл, имеется энергосберегающее оборудование. Наличие собственной лаборатории и четкий контроль в процессе производства позволяют обеспечивать выпуск продукции высочайшего качества.

Завод ЖБИ «Запсибнефтестрой» находится на перекрестке энергетических и транспортных магистралей между Тюменским Севером, промышленными областями Урала и Поволжья. Такое расположение, а также высокая производительность, развитая логистика и наличие на складе готовой продукции позволяют бесперебойно поставлять сборный железобетон в достаточных объемах.

Высокие показатели достигаются благодаря уникальной сырьевой базе завода ЖБИ.

В производстве используется, щебень и песок из плотных горных пород Гусевогорского месторождения Титаномагниевых железных руд (М1200, М1400)Качканарского Горно-обогатительного комбината (ЕВРАЗ КГОК). Армирование изделий осуществляется в соответствии с ГОСТ и ТУ, утверждённых для каждого вида продукции, цемент марки М400. Наличие мощной инфраструктуры позволяет консолидировать запасы готовых железобетонных изделий до 17 000 м3.

Возможный объем отгрузки – до 250-300 вагонов в месяц. Завод «Запсибнефтестрой» занимается производством ЖБИ и поставляет продукцию заказчикам из Екатеринбурга и Свердловской области, а также других регионов. Для предприятий Среднего Урала заказы могут доставляться автотранспортом сразу на строительные площадки. Мы гарантируем индивидуальный подход и выгодные условия сотрудничества каждому заказчику. Более подробную информацию вы можете найти на нашем официальном сайте, или позвонив нашим менеджерам.

Завод ЖБК — ООО «Сатурн-Р»

Завод ЖБК «Сатурн-Р» включает в себя цех железобетонных изделий, арматурный цех, цех по производству таумалитовых изделий и бетоно-растворный узел.

Так в цехе ЖБИ производятся:

  • колонны сплошного сечения от 300х300 мм до 500х500 мм.
  • плоские элементы наибольшим размером 6000х3000 мм,
  • перемычки типа 2ПБ,
  • лестничные ступени ЛС и лестничные марши ЛМ,  
  • блоки ФБС,
  • сваи сплошного сечения 300х300 мм по серии 1. 011.1-10 вып1,
  • кольца стеновые, а также плиты перекрытий и днища для колец,
  • панели ограждений размером 2,5х2,5 и фундаменты для них.

Изделия для дорог:

  • камни бетонные по ГОСТ 6665-91,
  • плиты дорожные ненапряженные.

На складе готовой продукции вся номенклатура имеется в наличии.

Готовы изготовить изделия по чертежам заказчика.

Арматурный цех в котором производят:

  • сетку кладочную, сетку сварную по размерам заказчика,
  • закладные детали,
  • гнутые элементы из арматуры, отдельные стержни.

Работаем с чертежами заказчика, так же производим сварку стержней для безотходного производства (контактно стыковая сварка).

Цех таумалитовых изделий занимается производством стеновых панелей и блоков с утеплителем из фибролитовых плит толщиной 100 мм:

  • стеновые панели трехслойные для межквартирных и межкомнатных перегородок толщиной 180 мм 6000х3000 мм,
  • стеновые панели пятислойные в качестве наружных ограждающих конструкций максимальными размерами 6000х3000 мм.
  • блоки стеновые трехслойные различных размеров.

Бетоно-растворный узел производит круглосуточно и в любых объемах бетоны согласно ГОСТ 7473-2010 и растворы ГОСТ 28013-98.

Прайс листы: бетон, раствор (PDF)  железобетон (PDF)

 

Железобетон – обзор

1.6.5.1 Характеристики бетона, армированного текстилем

TRC [21] состоит из мелкозернистого цементного вяжущего и щелочестойкой стеклоткани. Значение предварительного напряжения ткани для ее лучшего использования демонстрируется путем проведения испытания на растяжение. Основываясь на преимуществах, реализуемых за счет предварительного напряжения ткани, Refs. [21,26–29] иллюстрируют пригодность предложенного метода для достижения улучшенных характеристик ж/б балок при одновременном усилении их с помощью TRC.

Мелкозернистое цементное вяжущее, состоящее из ПК (578 кг/м 3 ), ФА (206 кг/м 3 ), СФ (41 кг/м 3 ), песка кварцевого (589 кг/м m 3 ), порошок кварца (QP) (354 кг/м 3 ), воду (330 кг/м 3 ) и СП на основе поликарбоксилата. Потоки, измеренные с помощью аппарата минислюм, имеют начальное значение более 150 % и 80 % через 1 час. Кубическая прочность смеси на сжатие составляет 44,5 МПа (±4,2%).

Стеклоткань, используемая в качестве армирования, представляет собой щелочестойкую арматуру сетчатого типа с размером ячеек 25×25 мм.Характеристика одноосного растяжения была проведена на образцах ткани длиной 500 мм и шириной 60 мм. Отмечено, что максимальная несущая способность ткани на единицу ширины составляет около 45 кН/м, и при начальной реакции ткани наблюдается провисание (см. реакцию только ткани на рис. 1.10). Более подробную информацию о характеристике текстиля можно увидеть в другом месте [21]. Исследования показали, что для выпрямления пряжи во время литья TRC для достижения лучшего действия композита требуется определенное усилие натяжения.

Рисунок 1.10. Типичное напряжение-деформация для текстиля.

В опубликованных исследованиях [21,26–30] предварительное напряжение/механическое растяжение применялось к текстилю во время литья TRC. Соответственно, для определения вклада текстиля в TRC были отлиты и испытаны прямоугольные образцы размером 500 (длина) × 60 (ширина) × 8 мм (толщина) с механически растянутым текстилем. Подробности о методологии механического растяжения и тесте сообщает Gopinath [21]. Сравнение результатов с TRC с ненапряженным текстилем показано на рис.1.10, где образцы ТРК имели три и четыре слоя текстиля, помещенные в форму без приложения какого-либо механического усилия во время отливки образца, а в других случаях к текстильным слоям прикладывалось механическое усилие с помощью специально сконструированного устройства во время отливки. Основываясь на зависимости нагрузки от смещения, номинальное напряжение для текстиля было получено в соответствии с процедурами, упомянутыми в ACI 549 [31], путем деления нагрузки на площадь поперечного сечения текстильного армирования 33,58 мм 2 /м.Зависимость напряжения от деформации трех- и четырехслойных армированных предварительно напряженных и ненапряженных тканей в ТРК показана на рис. 1.10. Кроме того, деформация была получена путем деления смещения LVDT с расчетной длиной 350 мм.

Ответы также были наложены на различные характеристики ткани в TRC, полученные в результате одноосного испытания (см. рис. 1.10). Когда TRC отливают без какого-либо механического растяжения (без предварительного напряжения) ткани, видно, что наклон многократного растрескивания и стабилизированного состояния параллелен наклону ткани, как показано на рис.1.10. Однако необходимо получить максимальную деформацию, поскольку ткани в TRC не удлиняются до тех пор, пока не будет достигнута деформация разрушения в ткани. Когда текстиль подвергается предварительному напряжению/механическому растяжению, наклон ткани в состоянии многократного растрескивания параллелен наклону ткани. Однако, как только TRC переходит в стабилизированное состояние, наклоны голой ткани и ткани в TRC не параллельны. Замечено, что есть особое пятно (0,8%), где напряжение в голом текстиле совпало с напряжением, испытываемым текстилем в TRC.Это указывает на то, что до этого момента используется весь потенциал ткани, а после этого преимущественно используется только способность ткани к удлинению. После деформации 0,8% жесткость ткани в TRC ниже по сравнению с тканью без покрытия, что указывает на дефицит жесткости, вызванный преждевременным выходом из строя определенной части нитей и преждевременным отслоением сердцевинных нитей. Это было дополнительно подтверждено с помощью рентгеновского КТ-анализа, который объясняется в следующем разделе.

Из исследований, проведенных [21,26-29], сообщается, что прочность на растяжение голого текстиля выше по сравнению с текстилем в TRC как в предварительно напряженных, так и в ненапряженных случаях. Это связано с тем, что текстильные нити, а также их размещение сильно неоднородны и, следовательно, создают частично прерывистое распределение напряжения в пряже в сочетании с TRC. Это иллюстрирует низкую пластичность одиночных нитей. Было обнаружено, что TRC с предварительно напряженным текстилем испытывает большее напряжение (около 60%) по сравнению с TRC с ненапряженным текстилем.Это указывает на то, что предварительное напряжение может улучшить характеристики композита и привести к лучшему использованию текстиля в TRC. Предельное напряжение голого текстиля составляет около 1400 МПа. Предварительно напряженные текстильные изделия могут испытывать предельное напряжение около 900 МПа, тогда как в случае TRC без предварительного напряжения максимальное испытываемое напряжение составляет всего 400 МПа, что указывает на недостаточное использование текстиля. Чтобы использовать преимущества, предлагаемые предварительно напряженными TRC, эта концепция может быть расширена для усиления на изгиб ж/б балок с помощью TRC.

КОМПОЗИТЫ И БЕТОН | CompositesWorld

Источник: AltusGroupC-GRID — это тяжелая волокнистая углеродно-эпоксидная сетка, используемая в качестве замены вторичной стальной армирующей сетки в сборных железобетонных откидных панелях и архитектурных приложениях. Размер сетки варьируется в зависимости от типа бетона и заполнителя, а также требований к прочности панели.

Источник: братья Хьюз.Мост O’Fallon Park в Колорадо был полностью построен из композитной арматуры вместо традиционной стальной арматуры и имеет цельное композитное мостовое полотно.

Источник: Hughes Bros.

Композитная арматура зарекомендовала себя на строительном рынке благодаря проверенной коррозионной стойкости. Новые и обновленные руководства по проектированию и протоколы испытаний облегчают инженерам задачу определения FRP

.

Источник: Бетон, армированный LaFargeFiber, использовался для изготовления этих предварительно напряженных балок моста на испытательном полигоне FHWA.Арматура не потребовалась из-за пластичности материала и более высокой прочности, обеспечиваемой стальными армирующими волокнами, добавленными в бетонную смесь.

Предыдущий Следующий

Недорогой и универсальный бетон — просто лучший строительный материал для многих применений.Проблема заключается в том, как сделать так, чтобы бетон выдерживал экологические и структурные нагрузки для долгосрочной работы.

Настоящий композитный бетон обычно состоит из гравия и песка — заполнителя, связанных вместе в матрице мелкозернистого портландцемента, с металлической арматурой, обычно включаемой для прочности. Он превосходно работает при сжатии, но имеет тенденцию быть хрупким и несколько слабым при растяжении. Растягивающие напряжения, а также пластическая усадка во время отверждения приводят к образованию трещин, в которые может попасть влага, что в конечном итоге приводит к коррозии закладного металла и возможной потере целостности по мере износа металла.

Полимерные композиты, армированные волокном (FRP), уже давно рассматривались как материал, позволяющий улучшить характеристики бетона. Американский институт бетона (ACI) и другие группы, такие как Японское общество инженеров-строителей, сыграли важную роль в разработке спецификаций и методов испытаний композитных армирующих материалов, многие из которых сегодня приняты и хорошо зарекомендовали себя в бетонном строительстве. «В дополнение к документам с рекомендациями по проектированию у нас теперь есть методы испытаний», — говорит Джон Бусел, председатель комитета 440 ACI, созданного в 1990 году для предоставления инженерам и проектировщикам информации и указаний по композитным материалам. Методы испытаний описаны в ACI 440.3R-04. (Этот и другие важные опубликованные документы, связанные с композитной арматурой бетона, можно найти на соответствующей боковой панели «Руководства по проектированию бетона»). информировать конкретных практиков о множестве новых приложений и новых рыночных возможностях», — говорит Бусел.

Композитная арматура и арматурные сетки продолжают находить применение в ряде приложений.Совсем недавно были разработаны продукты, и начали распространяться применения фибробетона, материала, в котором используются стальные или полимерные волокна в качестве армирования тротуаров, плит перекрытий и сборных изделий.

КОМПОЗИТНАЯ АРМАТУРА: УСТАНОВЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

За последние 15 лет композитная арматура прошла путь от экспериментального прототипа до эффективной замены стали во многих проектах, особенно в условиях роста цен на сталь.«Арматура из стекловолокна широко используется, и это очень конкурентный рынок», — говорит Дуг Гремель, директор по неметаллической арматуре компании Hughes Bros. (Сьюард, Небраска), признанного производителя арматурной продукции. «Состояние знаний отрасли о материале намного лучше, чем 10 лет назад».

Для некоторых строительных проектов, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ) в больницах или подходы к пунктам взимания платы за проезд, в которых используется технология радиочастотной идентификации (RFID) для идентификации клиентов с предоплатой, композитная арматура является единственным выбором.Стальную арматуру использовать нельзя, так как она мешает электромагнитным сигналам. В дополнение к электромагнитной прозрачности, композитная арматура также обладает исключительной коррозионной стойкостью, малым весом (около одной четверти веса стали) и теплоизоляцией, так как препятствует передаче тепла в строительстве. Двумя крупнейшими производителями являются Hughes и Pultrall (Thetford Mines, Канада).

Композитная арматура обычно изготавливается методом пултрузии с использованием ровингов из стекловолокна Е и винилэфирной смолы со стандартными методами формования. Изделия Hughes Aslan изготавливаются со спиральной обмоткой для создания волнистого профиля, в то время как стержень Pultrall V-ROD имеет гладкую поверхность. Оба имеют внешнее песчаное покрытие, нанесенное во время производства, чтобы создать шероховатую поверхность для оптимальной адгезии. По словам Гремеля, для достижения наилучших коррозионных свойств и стойкости к высокому содержанию щелочи в портландцементе, а также прочной связи необходима высококачественная винилэфирная смола в сочетании с волокнами правильного размера.

Поскольку механические свойства стекловолокна отличаются от свойств стали, конструкция бетонной конструкции с композитной арматурой разработана с использованием ACI 440.1R-03, Руководство по проектированию и строительству железобетонных конструкций, армированных стеклопластиковыми стержнями . По словам Басела, руководство учитывает изгиб, удобство обслуживания, разрыв при ползучести и усталость, а также касается сдвига и детализации хомутов. И Hughes, и Pultrall являются членами Совета производителей арматуры FRP под эгидой American Composites Manufacturers Assn. (ACMA) и сотрудничают с ACI в разработке минимальных стандартов производительности для арматуры. Хотя композитная арматура не может быть согнута на стройплощадке в непредвиденных условиях, Гремель говорит, что это не проблема.«Стальные стержни с эпоксидным покрытием также нельзя согнуть, не нарушив эпоксидное покрытие», — утверждает он. «Мы можем предварительно согнуть стекловолоконные стержни во время производства по проекту инженера в соответствии с подробным графиком, как это и должно быть сделано». С выпуском новых методов испытаний бетона с композитной арматурой владельцы и проектировщики теперь могут быть уверены, что конструкция будет работать так, как ожидалось. Гремель отмечает, что тестовый документ будет преобразован в стандарт ASTM.

Pullrall V-ROD распространяется в США.S. исключительно компанией Concrete Protection Products Inc. (CPPI, Даллас, Техас). Президент CPPI Сэм Стир (Sam Steere) сообщает о нескольких недавних проектах с использованием V-ROD, в том числе о новом мосте через американское шоссе I-65 в округе Ньютон, штат Индиана. Трехпролетный мост длиной 58 м/191 фут имеет ширину 10,5 м/34,5 фута с железобетонным настилом, установленным на стальных двутавровых балках, поддерживаемых бетонными опорами. Бетонный настил толщиной 203 мм/8 дюймов армирован стальной арматурой с эпоксидным покрытием в нижней половине, но коррозионно-стойкий композитный стержень V-ROD используется в верхней половине, где вероятность контакта с противогололедными солями максимальна.Были размещены композитные стержни двух размеров, каждый на центральном расстоянии 152 мм/6 дюймов — стержень №5 (диаметром 16 мм/0,625 дюйма) в поперечном направлении и №6 (диаметром 19 мм/0,75 дюйма) в поперечном направлении. продольное направление. Исследователи из Университета Пердью оснастили всю конструкцию волоконно-оптическими датчиками для постоянной оценки производительности деки через удаленное соединение. По словам Стира, это первое использование композитного стержня в настиле моста Министерством транспорта штата Индиана.

Hughes Bros. Aslan 100 стекловолоконных стержней недавно были установлены на монолитном бетонном мосту в Моррисоне, штат Колорадо, построенном Департаментом транспорта Колорадо (CDOT) в сотрудничестве с Департаментом парков и отдыха города и округа Денвер. В мосте длиной 13,8 м/45 футов, который пересекает Медвежий ручей, использовалась арматура из стекловолокна в опорах, опорах, боковых стенках, парапетах и ​​изогнутой монолитной бетонной арке. Цельный полностью композитный настил, который находится на вершине бетонной арки, был изготовлен компанией Kansas Structural Composites (Рассел, штат Канзас).). В литые элементы были включены арматурные стержни различных размеров, в том числе № 5, № 6 и № 7 (диаметр 19 мм/0,75 дюйма). Гремель отмечает, что для достижения детального дизайна требовалось множество изогнутых стремян и уникальных форм, добавляя, что все они были изготовлены на заводе перед отправкой. Инженер CDOT Марк Леонард (Mark Leonard) говорит, что штат успешно использовал композитную арматуру в прошлых проектах и ​​выбрал Aslan, потому что Hughes предложил самую низкую цену. Хотя на палубе минимальное движение на низких скоростях, Леонард говорит, что проектировщик моста Парсонс Бринкерхофф (Денвер, штат Колорадо.), следовали всем рекомендациям по проектированию ACI и использовали новые методы испытаний ACI440.3R-04 для сертификации материалов.

Ожидается, что рынок композитной арматуры станет еще более конкурентным по мере того, как новый материал — базальтовое волокно — закрепится на рынке. Компания Sudaglass Fibre Technology (Хьюстон, штат Техас), производитель базальтового волокна с предприятиями в России и Украине, заложила фундамент американского производственного предприятия в северном Техасе, сообщил исполнительный вице-президент Sudaglass Грэм Смит. Базальтовая/эпоксидная арматура в настоящее время производится в Украине методом пултрузии и находится в процессе сертификации для U. С. строительство, по Смиту.

Обладая плотностью, лишь немного превышающей плотность обычного стекловолокна, базальтовые волокна компании имеют гораздо более широкий температурный диапазон от -260°C до 982°C (от -436°F до 1850°F) по сравнению с номинальным диапазоном -60° от C до 650°C (от -76°F до 1202°F) для стекла и температура плавления 1450°C (2642°F), что делает базальт полезным в приложениях, требующих огнестойкости. Кроме того, Смит отмечает, что материал демонстрирует отличную стойкость к содержанию щелочи в бетоне, не прибегая к специальным проклейкам, используемым для защиты стекловолокна.

Независимо от выбора армирования, ожидается, что композитная арматура будет пользоваться широкой популярностью среди лиц, принимающих решения по проекту. «Суть в том, что хороший инженер или конструктор пытается решить проблему коррозии», — заключает Гремель. «При увеличении стоимости проектных материалов на 5–7 % вы продлеваете срок службы конструкции на 10–20 лет с помощью этого продукта».

КОМПОЗИТНЫЕ РЕШЕТКИ В СБОРНЫХ ПАНЕЛЯХ: ВЫСОКИЙ ПОТЕНЦИАЛ

Начиная с CT впервые сообщалось об использовании армированных волокном полимерных сеток в сборных железобетонных строительных панелях («Композитные решения отвечают растущим требованиям гражданского строительства», CT , август 2002 г., стр.40), на рынке наблюдается значительный рост, говорит Бусел. «Это приложение огромно», — утверждает он. «Там огромный потенциал».

Возглавляет проект AltusGroup, консорциум пяти производителей сборного железобетона и производителя арматуры TechFab LLC (Андерсон, Южная Каролина), созданный специально для продвижения технологии CarbonCast, в которой сетки C-GRID из углеродного волокна/эпоксидной смолы заменяют традиционную стальную сетку или арматура в сборных конструкциях в качестве вторичной арматуры. TechFab является совместным предприятием Hexcel (Дублин, Калифорния, 50/50).) и Chomarat Group (Le Cheylard, Франция). На данный момент членами AltusGroup являются Oldcastle Precast (Эджвуд, Мэриленд), HIGH Concrete Structures (Денвер, Пенсильвания), два завода по производству сборных железобетонных изделий, принадлежащие Cretex Companies (Элк-Ривер, Миннесота) и Metromont Prestress (Гринвилл, Южная Каролина), но новые члены скорее всего, будут добавлены в связи с растущим объемом продаж, говорит Джон Карсон, директор по коммерческому развитию TechFab и руководитель программы по технологии C-GRID.

AltusGroup предлагает широкий ассортимент продукции CarbonCast, включая структурные и неструктурные теплоизоляционные стеновые панели и архитектурную облицовку.C-GRID обычно заменяет вторичные армирующие элементы из стальной проволочной сетки — в большинстве случаев для первичного армирования по-прежнему используется обычная стальная арматура. C-GRID изготавливается с использованием эффективного запатентованного процесса квазиткачества, который выравнивает наложенные основные и уточные углеродные волокна большого жгута, смоченные быстроотверждаемой эпоксидной смолой, в открытую структуру. Отверстия в решетке различаются по размеру от 25,4 мм до 76 мм (от 0,25 дюйма до 3 дюймов) в зависимости от требований к прочности панели, типа бетона и размера заполнителя. В процессе производства сетке придается шероховатая поверхность, что повышает прочность сцепления между сеткой и затвердевшим бетоном.Решетки со стеклянными, арамидными или полимерными волокнами в сочетании с любой из множества смол также доступны в линейке продуктов TechFab MeC-GRID. Углеродные и неуглеродные сетки находят применение в других областях, таких как декоративные элементы, монолитный бетон и ремонт/восстановление.

По словам Карсона, панели CarbonCast обладают значительными преимуществами. C-GRID намного легче и обладает почти в семь раз большей прочностью на растяжение, чем сталь. Растрескивание из-за усадки при отверждении значительно снижается, а C-GRID не подвергается коррозии, что устраняет часто неприглядное окрашивание поверхности, которое происходит на бетонных панелях со стальными решетками.Его коррозионная стойкость позволяет использовать бетонное покрытие толщиной всего 6,35 мм/0,25 дюйма, в то время как для защиты стальной сетки от влаги может потребоваться покрытие толщиной до 76,2 мм/3 дюйма. Таким образом, вес панели может быть снижен на целых 66% по сравнению с обычным сборным железобетонным каркасом. Более легкие панели позволяют снизить общий вес стены, что, в свою очередь, требует менее прочного стального основания, что приводит к значительному снижению затрат на строительство. C-GRID также не обладает теплопроводностью, поэтому теплоизоляционные свойства панели не ухудшаются.Кроме того, отверстия в панелях можно вырезать на месте работы с помощью электропилы, что невозможно при использовании стальной сетки. Все эти преимущества приводят к снижению затрат на транспортировку, монтаж и надстройку для более эффективного строительства.

На сегодняшний день продано более 3 миллионов футов 2 панелей CarbonCast, а спрос настолько высок, что TechFab недавно объявила о крупных планах расширения. На новом заводе разместится дополнительная линия по производству сетки, которая, по словам Карсона, должна быть введена в эксплуатацию к октябрю этого года.Это объявление последовало за многолетним соглашением компании с Zoltek Corp. (Сент-Луис, Миссури), поставщиком волокна Panex 35 для больших жгутов, используемого в C-GRID. По словам Карсона, соглашение обеспечит стабильные поставки для C-GRID в первые годы запуска продукта. «Zoltek был нашим основным поставщиком волокна и сторонником этого проекта с самого первого дня», — отмечает он.

Сборные панели использовались в самых разных проектах, таких как кинотеатры, церкви и гаражи.Недавним проектом стал офисно-складской комплекс 2 Cardinal Health площадью 332 000 футов недалеко от Балтимора, штат Мэриленд. Для формирования вертикальных наружных стен двухэтажного здания были отлиты панели CarbonCast длиной до 15,5 м/51 фута. Каждая панель представляет собой сэндвич-конструкцию с пенопластовой изоляцией толщиной 152 мм/6 дюймов (достигающей значения изоляции R-16) между лицевыми листами, состоящими из наружного слоя толщиной 50 мм/2 дюйма (бетонного слоя) и 100-мм/4-дюймового слоя. Внутренняя сетка толщиной в дюйм, C-GRID, расположенная перпендикулярно сторонам панели, соединяет внутреннюю и внешнюю сучки, обеспечивая усиление на сдвиг.

«С этой концепцией мы продвигаемся вперед, — говорит Карсон. «Мы добавляем новые продукты, чтобы соответствовать росту приложений».

АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОБЕТОН: СТАНОВИТСЯ ПРОЧНЫМ

Использование коротких волокон в бетоне для улучшения свойств было общепринятой технологией на протяжении десятилетий и даже столетий, учитывая, что в Римской империи строительные растворы армировались конским волосом. Армирование волокном повышает ударную вязкость и пластичность бетона (способность пластически деформироваться без разрушения), выдерживая часть нагрузки в случае разрушения матрицы и останавливая рост трещин.Доктор Виктор Ли из Мичиганского университета исследовал свойства высокоэффективных цементных композитов, армированных волокном, очень высокоэффективной подгруппы фибробетона, и он считает, что признание этого материала будет расти до тех пор, пока его характеристики , низкая стоимость и простота исполнения сохраняются.

«Использование этого материала может привести к отказу от поперечной арматуры, что приведет к снижению материальных и трудовых затрат», — говорит Ли. «Более тонкая структура уменьшает объем материала и мертвую нагрузку, а также упрощает транспортировку.Такое общее снижение затрат может легко оправдать стоимость материала, армированного волокнами».

Официальное признание фибробетона стимулировало публикацию стандартов и руководств по его использованию за последние пять лет (см. CT , июль/август 2001 г., стр. 44). С тех пор коммерческие приложения расцвели.

Гигант строительных материалов Lafarge SA (Париж, Франция) уже почти десять лет продвигает свой сверхвысококачественный фибробетон под торговой маркой Ductal, предназначенный для широкого спектра объектов гражданской инфраструктуры и архитектуры.Ductal представляет собой смесь портландцемента, микрокремнезема, кварцевой муки, мелкого кварцевого песка, пластификаторов, воды и стальных или органических волокон, обычно длиной 12 мм/0,5 дюйма. Вик Перри, вице-президент и генеральный директор Ductal, говорит, что сочетание мелкодисперсных порошков, выбранных по относительному размеру зерна, создает максимальное уплотнение во время отверждения, что приводит к полному отсутствию непрерывной пористости, что практически исключает проникновение влаги и возможную коррозию стальных волокон. В целях безопасности волокна из поливинилового спирта (PVAL) обычно используются в архитектурных или декоративных целях, чтобы исключить любую возможность окрашивания поверхности, которая может возникнуть при ржавчине стальных волокон, и устранить абразивность там, где контакт с человеком вызывает беспокойство. Материалы продаются в больших мешках производителям сборных железобетонных изделий или поставщикам готовых бетонных смесей.

«Добавление волокон заставляет материал деформироваться пластичным образом и выдерживать растягивающие нагрузки», — говорит Перри. «Волокна обеспечивают прочность и улучшенные микроструктурные свойства».

В зависимости от типа используемого волокна, прочность на сжатие материала Ductal составляет от 150 МПа до 200 МПа (от 21 750 до 29 000 фунтов на кв. дюйм), по сравнению со стандартным бетоном от 15 МПа до 50 МПа (от 2 175 до 7 250 фунтов на кв. дюйм).Испытанная прочность на изгиб достигает 40 МПа/5800 фунтов на квадратный дюйм, говорит Перри. Ductal, армированный стальными волокнами Lafarge Forta, использовался в сборных конструкциях и в нескольких конструкциях мостовых балок с предварительным напряжением. В Сен-Пьер-ла-Кур, Франция, автомобильный мост длиной 20 м/65 футов был спроектирован с 10 дуктальными балками двутавровой балки, поддерживающими традиционный монолитный железобетонный настил толщиной 170 мм/6,5 дюймов, армированный арматурой. Сборные балки, которые не содержат арматуры, имеют глубину 600 мм/24 дюйма и предварительно напряжены толщиной 13 мм/0.5-дюймовые стальные тросы, размещенные в нижнем фланце. Натяжение применяется к пряди до того, как Ductal заливается в форму балки. Как только бетон покрывает пряди и материал начинает затвердевать, их разрезают, что фактически создает сжимающее напряжение в бетонной смеси.

Когда вы подвергаете предварительно напряженную балку любому изгибу, объясняет Перри, она не испытывает напряжения растяжения, а вместо этого «разжимается», что значительно повышает производительность. Из-за прочности Ductal балки не требуют арматуры, что значительно снижает вес на фут.

Канальные конструкции, имеющие в поперечном сечении форму заглавной греческой буквы «Π» (по сути, коробчатая балка без нижней полки), функционируют как настил и балки на экспериментальном мосту, установленном на испытательном участке Федерального управления автомобильных дорог США (FHWA). ) Лаборатория Тернера Фэрбэнка, чтобы исследовать пригодность проекта для будущего строительства шоссе. Балка/настил «Π» спроектированы таким образом, чтобы выдерживать конфигурации нагрузки HL-93 Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO).

«Дуктальные балки позволяют использовать более длинные пролеты при том же весе балки», — говорит Перри. «Со временем мы увидим фибробетон в балках и настилах мостов».

SI Бетонные системы. (Чаттануга, Теннесси) — производитель армирующих волокон для бетона. SI предлагает Novomesh, Fibermesh и другие волокнистые продукты, которые используются в качестве альтернативы армирующей стальной проволочной сетке и легкой арматуре как в коммерческих, так и в жилых помещениях, говорит Хэл Пейн из SI, менеджер по стратегическим альянсам.SI предлагает полипропиленовые (ПП) волокна, стальные волокна, макросинтетические волокна и специальные смеси. По словам Пейна, изделия из полипропиленового волокна компании SI имеют решающее значение для борьбы с «ранними возрастными» усадочными трещинами, чтобы предотвратить их перерастание в серьезные дефекты по мере затвердевания бетона. Новомеш 950 является новым продуктом для компании и состоит из смеси грубых моноволокон макросинтетических и сопоставленных, фибриллированных микросинтетических волокон. По словам Пейна, этот продукт дает такой же хороший результат, как и стальная фибра, при использовании по назначению для коммерческих плит перекрытий.

Kingspan (Шерберн, Мальтон, Северный Йоркшир, Великобритания) — специалист по бетонным конструкциям, использующий добавки для бетонных волокон от Bekaert Building Products (Фридрихсдорф, Германия). Фасонные стальные волокна Dramix компании Bekaert добавляются в бетон для изготовления полов и крыш без армирующих стальных сеток. Сообщается, что этот продукт идеально подходит для тесных строительных площадок, таких как трехэтажный комплекс Spurriergate в глубине исторического британского города Йорк. Поскольку бетон не требует армирования стальной сеткой, затраты на стальную сетку и трудозатраты, необходимые для доставки громоздких рулонов, а затем резки и размещения их в многоэтажных зданиях перед заливкой бетона, полностью исключаются. Армированные фиброй бетонные полы проекта были уложены за одну операцию, просто путем подачи армированного волокном материала непосредственно на каждый этаж с помощью автоматизированного насосного оборудования.

В Австралии, Франции, Японии и США временные руководства по проектированию (перечисленные на боковой панели) теперь содержат рекомендации и допустимые нормы для фибробетона, что является важным фактором его более широкого признания проектировщиками, инженерами и лицами, принимающими решения по проектам на рынке инфраструктуры. . «Этот материал предлагает такие решения, как скорость строительства, улучшенный внешний вид, превосходная долговечность и коррозионная стойкость», — заключает Перри.«Это приводит к сокращению объема технического обслуживания и увеличению срока службы конструкции».

Примечание редактора: Следите за нашей предстоящей статьей об использовании композитных материалов для ремонта инфраструктуры ( CT , июнь 2005 г. ), а также за будущими статьями о стержнях из стекловолокна и предварительном напряжении.

Типы железобетона: стекловолокно, стальное волокно и искусственный цементный композит (ECC)

История железобетона

Волокна использовались для армирования бетона с доисторических времен, хотя технология значительно улучшилась, как и в других областях.В древности для изготовления сырцовых кирпичей использовали солому и известковый раствор, а для их армирования использовали конский волос. По мере развития волокнистой технологии цемент был армирован асбестовыми волокнами в начале двадцатого века.

В середине двадцатого века проводились обширные исследования по использованию композитных материалов для армирования бетона. Позже использование асбеста для армирования бетона не рекомендовалось из-за обнаружения риска для здоровья. Новые материалы, такие как сталь, стекло и синтетические волокна, заменили асбест для армирования. Активные исследования этой важной технологии все еще продолжаются. Бетон, армированный фиброй, считается одним из величайших достижений в области строительства в двадцатом веке.

Бетон, армированный стекловолокном (GFRC)

Бетон, армированный стекловолокном, уже более 25 лет успешно используется для армирования бетона в дополнение к стали. GFRC изготавливается в виде больших панелей простой конфигурации или сложных форм с использованием специальных технологий.Первоначально компоненты GFRC крепились непосредственно к зданиям с помощью металлических шпилек. Выявлено, что стеклопластик значительно смещается, в связи с чем происходит замена прямых анкеров на скользящие анкеры. В некоторых конструкциях GFRC используется для разнородной облицовки, такой как керамическая плитка, кирпич и архитектурные цели.

Бетон, армированный стальным волокном (SFRC)

Бетон, армированный стальным волокном, представляет собой композитный материал, который можно напылять. Он состоит из гидравлических цементов со стальными волокнами, которые распределены хаотично и имеют прямоугольное поперечное сечение. Стальная фибра укрепляет бетон, выдерживая растрескивание при растяжении. Прочность на изгиб фибробетона выше, чем у неармированного бетона. Армирование бетона стальной фиброй носит изотропный характер, что повышает сопротивление разрушению, разрушению и усталости. Сталефибробетон способен выдерживать легкие и большие нагрузки.

Различные типы волокон, используемых для армирования бетона

Бетон, армированный натуральными волокнами (NFRC) состоит из целлюлозных волокон, полученных из сосен.Эта категория также дает хорошие результаты. Переработанные ковровые отходы успешно используются для армирования бетона с использованием волокон ковровых отходов.

Бетон, армированный полипропиленовым волокном (PFR): Полипропилен является дешевым и распространенным полимером, широко используемым благодаря его устойчивости к формирующимся химическим реакциям.

Асбестовые волокна: Эти волокна дешевы и обеспечивают цементу механическую, химическую и термическую стойкость, хотя бетон, армированный асбестовым волокном, имеет низкую ударную вязкость.

Углеродные волокна: Эти волокна стали использоваться в последнее время благодаря их очень высокому модулю упругости и прочности на изгиб. Такие характеристики, как прочность и жесткость, лучше, чем у стальных волокон, хотя они более подвержены повреждениям.

Технический цементный композит (ECC)

Недавно был разработан фибробетон, который получил название Engineered Cementitious Composite (ECC). Утверждается, что этот бетон на 40 % легче обычного бетона, сопротивление растрескиванию превышает 500 раз, а деформационное упрочнение превышает несколько процентов деформации.Таким образом, пластичность значительно выше, чем у обычного бетона. Он также известен как гибкий бетон, так как его можно легко формовать и формировать. Он может самостоятельно восстанавливать мелкие трещины за счет реакции с углекислым газом и дождевой водой, делая бетон прочнее.

Авторы изображений

Глиняные кирпичи

8-футовый высокоскоростной туннель из железобетона

Типы бетона — Byram Concrete & Supply, LLC

Высокопрочный бетон

Бетон с прочностью от 6000 фунтов на квадратный дюйм. до более 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Бетон обладает высокой прочностью на изгиб и высокой стойкостью к истиранию. Преимущества высокопрочного бетона заключаются в потенциальном уменьшении арматурной стали, уменьшении статической нагрузки и потенциальном уменьшении размера колонны для увеличения полезной площади пола в высотных зданиях.

Самоуплотняющийся бетон (SCC)

Высокотекучий нерасслаивающийся бетон, который растекается по месту, заполняет опалубку и герметизирует арматуру без какого-либо механического уплотнения.Он используется для архитектурной отделки, жестких конфигураций арматуры, сложных форм и ограниченных зон (например, просверленных валов), где нельзя использовать механическую вибрацию.

Прочный бетон

Бетон, специально разработанный для суровых погодных условий, характерных для тротуаров и бордюров, подверженных циклам замерзания и оттаивания, солям против обледенения и вспахиванию. Этот продукт имеет низкое водоцементное отношение (макс. 0,45), высокую прочность (4500 фунтов на квадратный дюйм) и высокое содержание цемента (6.5 мешков на ярд, мин.) для дальнейшего уплотнения бетона. Город Нью-Йорк и другие муниципалитеты включают спецификации для этих сложных приложений, чтобы попытаться увеличить срок службы.

Цвет Бетон

Бетон, смешанный с цветным пигментом, чтобы получить любой цвет на ваш выбор. Преимущество заключается в полностью смешанном цельном цвете, который сохраняется в течение всего срока службы бетона. Это отличная альтернатива морилкам и красителям, наносимым на стандартный серый бетон, которые могут выцветать или иметь вариации цвета в зависимости от качества аппликатора.Приложения применяются везде, где можно разместить бетон, и часто устанавливаются с различными текстурами, напоминающими кирпич, булыжник, плитняк или другую отделку.

Легкий бетон

Бетон, изготовленный из легкого заполнителя, который значительно снижает общий вес, но обеспечивает стандартную прочность бетона. Этот продукт повышает огнестойкость и идеально подходит для плит на металлических настилах легких/тяжелых коммерческих зданий. Это может снизить требования к конструкционной стали за счет уменьшения статической нагрузки бетона.

Бетон, армированный волокном

Существует два различных типа армирующих волокон; Микросинтетическое волокно и макросинтетическое волокно. Микросинтетическое волокно используется в качестве вторичного армирования для защиты бетона от усадочных трещин и повышения стойкости к замораживанию/оттаиванию. Макросинтетическое волокно — это бетон, в состав которого входит определенное количество волокна, которое заменяет сварную проволочную сетку или может использоваться в качестве вторичного армирования. Фибра смешивается с бетоном для равномерного распределения продукта.Преимущества включают в себя повышенную прочность на изгиб, уменьшение трещин при пластической усадке, снижение трудозатрат, увеличение производительности и повышение коэффициента безопасности. Области применения варьируются от складских полов, настилов мостов, септических резервуаров, торкрет-бетона и коммерческих плит на грунте.

Текучий бетон-заполнитель (CLSM)

Самоуплотняющийся цементный раствор, в основном используемый в качестве обратной засыпки вместо уплотненного грунта. Прочность на сжатие этого продукта составляет приблизительно 100 фунтов на квадратный дюйм. и могут быть раскопаны вручную позже, если это необходимо.Области применения включают: обратные засыпки, структурные засыпки, основания дорожных покрытий, подстилающие слои, укладку трубопроводов, контроль эрозии, заполнение пустот, ядерные объекты и рекультивацию мостов. Изделие выгружается и размещается быстро, безопасно и легко с минимальными усилиями человека. Уплотнение не требуется, а оседание и оседание после отверждения не происходит. Кроме того, компания предоставляет различные услуги в связи с нашей продажей готовых бетонных изделий, которые могут помочь клиентам снизить себестоимость бетона на месте. Эти услуги включают автоматизированные системы планирования и отслеживания, нашу технологию Byram Text Alert и парк современных смесителей с фронтальной выгрузкой.

Область применения джутового волокна для армирования бетонного материала | Текстиль и одежда Экологичность

Материалы

Местное необработанное джутовое волокно, показанное на рис. 1, использовалось без какой-либо обработки. Это джутовое волокно с четырьмя различными длинами нарезки (10, 15, 20 и 25 мм), также показанное на рис. 2, наносили на бетонную смесь в различных объемных процентах.В качестве вяжущего применялся обычный портландцемент; нормальная консистенция которого составляла 30 %, время начального схватывания 132 мин, время окончательного схватывания 07:00 ч. В качестве крупного заполнителя использовали песок (модуль крупности = 2,5) и хорошо отсортированный кирпичный щебень 25 мм вниз.

Рис. 1 Рис. 2

Отрезанные куски необработанного джутового волокна

Бетонная смесь

Состав смеси – это подбор ингредиентов смеси и их пропорций, необходимых в бетонной смеси.Состав смеси предполагает наличие количества цемента, мелкого и крупного заполнителя (кирпичная крошка, показанная на рис. 3), а также необходимо знать соотношение между водоцементным отношением и заданной прочностью. Поскольку целью исследования является изучение влияния включения джутового волокна на механические свойства бетона, расчет состава смеси с заданной прочностью в исследовании не проводился. Вместо этого использовалось общепринятое соотношение компонентов смеси, используемое в Бангладеш и других соседних странах, таких как части Индии и Пакистана.С этой целью в настоящем исследовании использовались два различных соотношения компонентов смеси: цемент/песок/кирпичная крошка (по объему) = 1:2:4 и 1:1,5:3 и соотношение вода/цемент (по весу) 0,60 и 0,55. осторожно поддерживается. При приготовлении бетонной смеси первоначально в бетонную смесь добавляли джутовое волокно разной длины и объемного содержания и наблюдали за эффективностью смешивания для получения лучшего расположения джута. И, наконец, было выбрано джутовое волокно длиной 10, 15, 20 и 25 мм с объемной дозировкой 0, 0,1, 0,25, 0,50 и 0,75%; и, наконец, образцы были подготовлены для определенного набора параметров.В таблице 1 показано расчетное количество материалов для одной переменной, тогда как другие могут быть получены с помощью той же процедуры.

Рис. 3 Таблица 1 Количество различных материалов для изготовления призмы с соотношением компонентов 1:2:4

Подготовка образца для испытаний

Были использованы различные параметры бетонных композитов, длина и объемная доля содержания джутового волокна. Разная длина волокна 10, 15, 20 и 25 мм и содержание 0, 0.1, 0,25, 0,50 и 0,75 %. Три разных образца: кубы (150 мм × 150 мм × 150 мм), призмы (450 мм × 150 мм × 150 мм) и цилиндры (150 мм × 300 мм) были отлиты для определения прочности на сжатие, изгиб и растяжение композиты соответственно. Волокна обрезали до указанной длины вручную ручными ножницами. Смешивание ингредиентов производилось с помощью тарельчатого миксера, и джутовые волокна медленно и равномерно добавлялись в бетонную смесь, чтобы можно было подтвердить равномерное распределение нитей по всему бетону.В смеситель добавляли цемент и проводили перемешивание с последующим добавлением воды до достижения однородности. Такой способ перемешивания бетона продолжался около 3 мин. Затем свежезамешанный бетон заливали в формы куба, призмы и цилиндра. После этого образцы оставляли на 24 ч для расформовки. Затем их выдерживали в воде не менее 28 дней. По окончании периода отверждения образцы высушивали на воздухе в течение 24 часов перед испытанием.

Экспериментальная программа

Настоящее исследование состоит из определения прочности на изгиб, сжатие и растяжение бетонных композитов с джутовым волокном и сравнивалось с аналогичными показателями простого бетона. Универсальная испытательная машина (модель-UTN-100, Индия, грузоподъемность 980 кН) для испытания на растяжение и автоматическая испытательная машина на сжатие (MATEST srl, Италия, грузоподъемность 3000 кН), показанные на рис. 4, для испытания на сжатие и автоматический изгиб Для испытаний на изгиб использовалась машина для испытаний на прочность (MATEST srl, Италия, грузоподъемность 150 кН). Кроме того, анализировались микроскопические изображения испытуемых образцов.

Рис. 4

Автоматическая машина для испытаний на сжатие (MATEST s.r.l.)

Испытание на прочность при сжатии

Прочность бетона на сжатие является мерой его способности противостоять статической нагрузке, когда последняя стремится его раздавить.Испытание прочности на сжатие является наиболее распространенным; многие желательные характеристики бетона связаны с его прочностью, и, следовательно, прочность бетона на сжатие при проектировании конструкций имеет первостепенное значение. Кроме того, прочность на сжатие дает хорошее и четкое представление о том, как на прочность влияет увеличение объемной дозировки волокна в испытуемых образцах. В AS 1012 упоминается, что образцы для прочности на сжатие должны иметь диаметр 150 мм и высоту 300 мм, но это относится только к максимальному размеру заполнителя более 20 мм, в то время как кубический образец со стороной 150 мм (AS 1012 2002 г. ), а интенсивность нагрузки качественно определяется в мегапаскалях.Процедура испытания на сжатие проводилась в соответствии с методом испытаний AS 1012.9.

Испытание на прочность при изгибе

Прочность бетона на изгиб является мерой его способности сопротивляться изгибу и может быть выражена в терминах модуля разрыва. Таким образом, при проведении испытаний бетона на прочность при изгибе с использованием несущих блоков использовался метод двухточечной нагрузки, который гарантировал, что силы, приложенные к балке, были перпендикулярны поверхности образца и прикладывались без эксцентриситета. Во время испытания реакция всегда была параллельна направлению приложенной силы. Процедура испытаний проводилась в соответствии с методом испытаний ASTM C 78-00. Расстояние до точки нагрузки (l) составляет 133 мм, а до точки опоры (L) – 400 мм, при этом нагрузка прикладывалась непрерывно и без какого-либо удара с постоянной скоростью до точки разрыва. Прикладывайте нагрузку со скоростью, которая постоянно увеличивает предельное напряжение волокна 1,21 МПа/мин. Наконец, были получены результаты в виде полной нагрузки в килоньютонах и интенсивности нагрузки в мегапаскалях.

Испытание на прочность при растяжении

Исследование механических свойств бетона может быть обоснованно представлено посредством анализа прочности на растяжение. Хрупкость и малая прочность бетона на растяжение делают бесперспективной борьбу с прямым напряжением. Следовательно, измерение прочности на растяжение является обязательным для определения нагрузки, при которой бетонные элементы могут треснуть; следовательно, растрескивание происходит из-за нарушения натяжения. Испытания на расщепление (иногда называемые испытаниями на растяжение при расщеплении) являются хорошо известными косвенными испытаниями, используемыми для определения прочности бетона на растяжение.Процедура испытания состоит в приложении сжимающей линейной нагрузки вдоль противоположных образующих бетонного цилиндра, расположенного с горизонтальной осью между сжимающими плоскостями. Испытание на прочность на растяжение при раскалывании проводили в соответствии с методом испытаний ASTM C 496/M496.

Аддитивное производство на основе экструзии углеродобетона: концепция и технико-экономическое обоснование

Материалы (Базель). 2020 июнь; 13(11): 2568.

Поступила в редакцию 5 мая 2020 г.; Принято 1 июня 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась в других статьях в PMC. .

Abstract

Аддитивное производство с использованием материалов на основе цемента требует надежных подходов для прямой бесшовной интеграции арматуры в конструкционные и неконструкционные элементы во время их изготовления.Пропитанные минералами углеродно-волокнистые композиты (MCF) представляют собой новый тип некоррозионной арматуры, обладающий большим потенциалом в этом отношении. MCF не только обладает высокими механическими характеристиками и долговечностью, но также может легко обрабатываться и формоваться в свежем состоянии и, более того, автоматизироваться. В этой статье описаны различные концепции непрерывной, полностью автоматизированной интеграции арматуры MCF в 3D-печать бетона на основе послойной экструзии.Более того, для одного из представленных и обсуждаемых подходов, а именно 3D-печати бетона с подачей МКВ из непрерывной стационарной линии пропитки и осаждением МКВ между бетонными нитями, было проведено технико-экономическое обоснование с использованием портального 3D-принтера. Небольшие стены были напечатаны и в конечном итоге использованы для изготовления образцов для механических испытаний. Испытания на трехточечный изгиб, проведенные на двух балках различной геометрии, показали значительное повышение как прочности на изгиб, так и, в частности, деформируемости образцов, армированных MCF, по сравнению с образцами из простого бетона.

Ключевые слова: цифровое строительство, аддитивное производство, 3D-печать бетона, многослойная экструзия, армирование углеродным волокном

1. Введение

исследовательские группы. Несколько пилотных проектов уже продемонстрировали высокий потенциал новых технологий цифрового производства [1,2,3]. В рамках аддитивного производства (АП) с бетоном, также часто называемого 3D-печатью бетона (3DCP), методы, основанные на послойной экструзии, кажутся на современном этапе наиболее перспективным подходом как с точки зрения его экономической целесообразности, так и с точки зрения эффективности. перспективно его использование в строительной практике [4,5].Несмотря на то, что был достигнут значительный прогресс в печати с использованием мелкозернистого раствора [3,6] и настоящего бетона [7], интеграция армирования, необходимого в большинстве бетонных конструкций, остается серьезной проблемой [5,8,9,10].

Пока часто используемые решения предполагают прерывистую укладку стальных стержней между отдельными слоями бетона [11] или печать бетонной опалубки и укладку в нее обычной стальной арматуры с последующим заполнением опалубки вибрированным или самоуплотняющимся бетоном; см., например, [12].Предварительно напряженные железобетонные элементы также могут быть реализованы с использованием последнего подхода [3]; в качестве альтернативы можно применять неограниченное предварительное напряжение печатных затвердевших бетонных элементов [13]. Во всех этих случаях укладка арматуры представляет собой отдельный производственный этап, выполняемый традиционным способом. Тем не менее, есть некоторые предложения по автоматизации этого шага путем сборки сборных арматурных элементов [13,14] или применения методов аддитивного производства [15].

В нескольких публикациях рассматривается интеграция армирования непосредственно в процесс 3D-печати.Наиболее простым подходом является работа с короткими дисперсными волокнами, так что армирование является частью композитного материала, наносимого методом экструзии [16,17,18,19,20]. Несмотря на то, что характеристики современных армированных фиброй бетонов, таких как композиты на основе деформационно-твердеющего цемента (SHCC), действительно замечательны [21], короткие волокна не могут заменить непрерывные армирующие элементы в большинстве конструкционных применений.

Другой подход заключается в оснащении бетонной печатающей головки устройством, которое автоматически размещает стальную проволоку непосредственно перед соплом.Затем через сопло [22, 23, 24, 25] выдавливается бетонная нить, покрывающая проволоку. Однако из-за своей гладкой поверхности стальная проволока или пучки проволочных прядей образуют очень слабое сцепление с окружающим бетоном. Использование такой арматуры также ограничивает геометрическую свободу АД из-за относительно высокой жесткости арматуры на изгиб. Кроме того, защита от коррозии может стать проблемой, если вместо нержавеющей стали используется обычная сталь. Лим и др. использовали геополимерный (ГП) бетон, модифицированный короткими волокнами поливинилового спирта (ПВС), вместо матрицы на основе цемента в сочетании со стальным тросом [23].При испытаниях на изгиб эта комбинация привела к увеличению максимальной силы изгиба до 290 % по сравнению с образцами без стальных тросов. Однако из-за плохой связи между кабелем и матрицей GP наблюдалось ярко выраженное вытягивание.

Многообещающая альтернативная концепция, предложенная Марчментом и Санджаяном [26], использует вместо проволоки полосу текстильного армирования, намотанную на носитель, закрепленный на печатающей головке. Текстиль герметизируется путем нанесения слоев бетона на обе его стороны с помощью специальной раздвоенной насадки.Хотя в этом случае свобода формы также ограничена, в некоторой степени может быть реализовано усиливающее действие в вертикальном направлении в дополнение к действию в горизонтальном направлении за счет целенаправленного наложения полос текстиля внахлест.

В данной статье описывается новый подход, сформулированный двумя первыми авторами этой статьи, который вскоре будет запатентован. Упомянутый подход обещает преодолеть вышеупомянутые недостатки и ограничения, связанные с использованием стального троса или текстильных полос, при этом обеспечивая как горизонтальное, так и вертикальное армирование набивных бетонных элементов.Эта технология основана на новом композите, то есть углеродном волокне, пропитанном минералами (MCF), разработанном в последние годы в Институте строительных материалов Технического университета Дрездена [27,28,29]. Использование углеродных волокон (УВ) в качестве армирования бетона дает значительные преимущества по сравнению со стальными стержнями: УВ не подвержены коррозии, имеют гораздо меньший удельный вес при значительно более высокой прочности на растяжение; см. например [30]. В результате можно производить более тонкие, более устойчивые и экономичные конструкции без компромиссов за счет долговечности и несущей способности [30,31]. Обратите внимание, что ровинги УВ всегда необходимо пропитывать связующим перед использованием, чтобы обеспечить передачу усилий между отдельными нитями и связь арматуры с бетонной матрицей. В отличие от традиционных текстильных армирующих материалов, где ровинг из углеродного волокна пропитывается полимерной матрицей [32], в качестве пропиточного материала для МКФ используется микродисперсная суспензия на минеральной основе. Одна или несколько ровингов могут быть пропитаны в процессе производства перед интеграцией в аддитивное производство бетона.Несколько ровингов можно впоследствии перерабатывать по отдельности или связывать в более толстые нити [33].

В предыдущих публикациях была представлена ​​технология пропитки и исследованы механические характеристики этого нового типа арматуры [27,28]. По сравнению с арматурой из углеродного волокна, связанной полимером, MCF демонстрирует превосходное сцепление с бетоном. В случае MCF достаточная прочность связи была измерена даже при температурах до 500 °C [28, 29]. Новое армирование также дешевле и экологичнее по сравнению с версией на полимерной основе.Однако особый интерес представляет факт значительного повышения технологической гибкости MCF, особенно в отношении новых подходов к автоматизированному производству. Меччерин и др. [33] привели несколько примеров автоматизированного изготовления арматурных систем из МКВ: одномерных элементов, таких как стержни и полосы, двухмерных арматур в виде матов и трехмерных корпусов в качестве примеров арматуры для балкона и балкона. элементы оболочки. Работа показала, что МКВ можно легко сформировать в негидратированном состоянии, минимальные радиусы изгиба очень малы, так что можно реализовать любую желаемую форму.В этой статье предлагается несколько оригинальных подходов для интеграции MCF непосредственно в процесс 3D-печати бетона. Основной задачей является внедрение процесса пропитки УВ в технологическую цепочку 3D-печати бетона. Предлагаемые подходы различаются типом процесса пропитки (стационарная или мобильная), способом подачи МКВ к печатающей головке (одноэтапный или двухэтапный процесс), а также решением интеграции МКВ в бетон (непосредственно в печатная бетонная нить или между бетонными нитями). Кроме того, предложены оригинальные решения по размещению арматуры вне горизонтальной плоскости и варьированию степени армирования в набивном бетоне. Наконец, было проведено технико-экономическое обоснование одной выбранной концепции, и здесь представлены результаты механических испытаний, демонстрирующие высокий потенциал технологий аддитивного производства с использованием армированного бетона MCF.

2. Концепции прямого внедрения армирования MCF в 3D-печати бетона

Внедрение армирования MCF непосредственно в процесс аддитивного производства требует надежных решений для непрерывной пропитки углеродной ровницы, транспортировки/подачи ровницы к печатающей головке и, наконец, интеграция арматуры в бетон.Применяются различные методы обработки, которые представлены и обсуждаются в этом разделе. Отметим, что предложенные подходы могут быть реализованы с разными манипуляторами для перемещения печатающей головки. Далее в качестве основы показан портальный манипулятор, но эту технологию можно использовать и с другими роботизированными системами. Обратите внимание, что размеры шестерни не приводятся в этой статье намеренно. Как правило, представленные настройки можно масштабировать до любого размера, необходимого для удовлетворения требований конкретных сценариев приложений.

2.1. Производство MCF и поставка на печатающую головку

2.1.1. Стационарный процесс пропитки

Качественная пропитка всего углеродного волокна суспензиями на минеральной основе является обязательным условием для любой технологии обработки, представленной в этой статье. Это обеспечивает надежное взаимодействие между отдельными нитями CF и очень хорошее сцепление пряжи с бетонной матрицей. схематически показана соответствующая установка для непрерывной пропитки в потоке.

Стационарная линия пропитки пряжи.

Сначала ровинг из углеродного волокна сматывается с катушки, выравнивается и направляется в ванну с суспензией. На этом этапе могут быть легко применены предварительные обработки, такие как модификации плазмы [27] или предварительное смачивание; эта тема здесь не рассматривается. Затем ровница проводится через подвесную ванну, гребенку с несколькими собранными валками. Ролики, обычно три или пять, позволяют разматывать пряжу веером путем многократного отклонения, что обеспечивает почти полное проникновение минеральных частиц между несколькими тысячами волокон CF.Затем свежепропитанная пряжа направляется через коническую насадку, которая способствует удалению избыточной суспензии и формированию МКВ. Изготовленный таким образом MCF может подаваться на печатающую головку тремя различными способами, как показано в следующих разделах.

2.1.2. Поставка MCF из катушки (двухэтапный процесс)

В этом подходе производство MCF и фактическая 3D-печать бетона представляют собой два последовательных этапа с определенным временным интервалом между ними. Хотя этот подход не интегрирован в непрерывный процесс, он имеет некоторые преимущества.Это исключает возможные столкновения управляемой MCF с печатающей головкой, движущейся по траектории, что резко снижает вероятность ошибок процесса. Кроме того, этот подход обеспечивает максимальную гибкость в отношении использования различных роботизированных систем и печати сложной геометрии.

На первом этапе производится ровинг MCF, как описано в разделе 2.1.1; смотрите также . После выхода из насадки она наматывается на шпулю. При этом поперечное сечение ровинга изменяет форму поперечного сечения с круглой на эллиптическую из-за небольшого бокового сжатия, вызванного намоткой.Затем эта катушка присоединяется непосредственно к печатающей головке; видеть . Во время печати MCF разматывается и поставляется для интеграции либо в бетонную нить, либо между бетонными нитями; эти варианты представлены в разделе 2.2. В зависимости от скорости реакции вяжущего в пропиточной суспензии и применяемых химических добавок катушку можно использовать в течение нескольких часов. Однако следует избегать обезвоживания MCF.

3D-печать бетона с подачей углеродного волокна с минеральной пропиткой (MCF) из катушки.

2.1.3. Подача MCF из непрерывной стационарной линии пропитки (одноэтапный процесс)

Как показано на рисунке, при таком подходе пряжа CF сначала пропитывается на месте и выравнивается рядом с принтером. После выхода из конического сопла MCF направляется к печатающей головке и интегрируется в процесс многослойной экструзии, как подробно описано в разделе 2.2. Этот непрерывный процесс обеспечивает полную интеграцию MCF в бетонную матрицу «свежий-в-свежем» и, следовательно, высочайшую степень совместимости обоих материалов.Быстрая интеграция пропитанной пряжи в бетон обеспечивает идеальные условия отверждения MCF и наилучшие свойства сцепления между обоими компонентами. Кроме того, непрерывный производственный процесс выгоден с точки зрения управления качеством и экономической целесообразности. Однако, как указывалось выше, прямая подача MCF в печатающую головку приводит к некоторым недостаткам в отношении гибкости всего процесса и печати изделий сложной геометрии.

3D-печать бетона с подачей MCF из непрерывной стационарной линии пропитки.

2.1.4. Подача MCF с мобильного устройства для пропитки (одноэтапный процесс)

Еще одним вариантом является пропитка пряжи CF с помощью компактного устройства, прикрепленного непосредственно к печатающей головке; видеть . Очевидно, что производительность как катушки CF, так и суспензионной ванны значительно ниже по сравнению со стационарной производственной линией MCF. Это означает перерывы в процессе 3D-печати, когда необходимо изготовить элементы среднего и большого размера. Более того, возможности для растяжения и первоначального выравнивания углеродных нитей, а также для предварительной и последующей обработки армирования ограничены.Однако у этого подхода есть и свои сильные стороны, поскольку он сочетает в себе ключевые преимущества двух других методов: он предлагает как прямое включение свежепропитанного ровинга CF в 3D-бетон во время печати, так и высокий уровень геометрической свободы и гибкости процесса.

3D-печать бетона с помощью MCF, подаваемой с мобильного устройства для пропитки.

2.2. Интеграция MCF в бетонные элементы

Для интеграции арматуры MCF в печатный бетон в рамках 3D-печати на основе экструзии возможны два различных способа: (1) интеграция MCF непосредственно в печатную бетонную нить и (2) нанесение MCF на печатную бетонную нить и наложение на нее последующей бетонной нити. Дополнительными требованиями в рамках обоих подходов могут быть (1) свободный запуск и остановка подачи MCF и интеграция в бетон и (2) регулируемая степень армирования. Очевидно, что эти требования повышают уровень сложности системы печати, но повышают ее гибкость и общую эффективность при целевом использовании армирования.

2.2.1. Интеграция MCF в бетонную нить

Интеграция арматуры непосредственно в бетонную нить — это подход, который недавно применялся в нескольких исследовательских проектах [22,23,26].Гибкая арматура вставляется в насадку через отверстие на ее обратной стороне, а лицевая сторона насадки формирует бетонную нить со встроенной арматурой. Этот подход представляется выгодным также при интеграции арматуры MCF, поскольку он обещает лучшую связь между арматурой и бетоном по сравнению с вариантом, в котором MCF укладывается между слоями бетона. иллюстрирует настройку, как это предусмотрено. MCF подается через два ролика, вращающихся в противоположных направлениях и направляемых через трубку, вставленную на задней стороне сопла. Есть и ограничения такой установки: (1) укладка арматуры без бетона невозможна или, по крайней мере, проблематична, и (2) укладка арматуры возможна только параллельно с нанесенными слоями. Сценарий печати, показанный в качестве примера на рис. 7a,b, вряд ли может быть реализован, когда MCF интегрируется непосредственно в бетонную нить.

Интеграция MCF в бетонную нить: ( a ) подача нити MCF к соплу и ( b ) поперечное сечение печатного слоя с включенным армированием MCF.

2.2.2. Интеграция MCF между бетонными нитями

При втором подходе армирование MCF помещается между двумя последовательно нанесенными слоями бетона. Первая часть настройки описана выше. Однако трубка, направляющая MCF, не вводит пряжу в сопло, а укладывает ее перед соплом непосредственно перед тем, как она пройдет то же самое место. Во время укладки арматуры MCF ранее напечатанная бетонная нить выступает в качестве подложки; затем ровинг сразу же покрывается следующим печатным слоем бетона, выдавливаемым печатающей головкой; видеть . Примечательно, что свежая нить МКВ при этом может слегка сжиматься и, следовательно, менять свою первоначальную круглую форму поперечного сечения на эллиптическую. Первый подход, показанный на , по сравнению со вторым подходом, показанным на , имеет как преимущества, так и недостатки. Основное преимущество заключается в том, что MCF может также наноситься независимо от бетона. Это облегчает изготовление элементов со сложной геометрией и специфическими схемами армирования. Весь процесс становится более гибким, особенно если используется сопло с вертикальным направлением выброса; видеть ; .С отрицательной стороны следует ожидать более слабой связи между арматурой и бетоном. Потенциально, в зависимости от режима печати и, в первую очередь, реологических свойств бетона, армирование в межслойном стыке может даже ослабить связь между этими слоями бетона.

Интеграция MCF между бетонными нитями: ( a ) схема подачи пряжи и ( b ) поперечное сечение двух печатных слоев бетона с армированием MCF между ними.

Аспекты реализации для интеграции арматуры MCF между слоями бетона: ( a ) непрерывное наложение MCF при выборочной укладке бетона, ( b ) создание перекрытия нитей MCF, ( c ) вертикальное наложение MCF и конкретный.

2.2.3. Дальнейшие аспекты реализации

Бетонные конструкции обычно требуют усиления во всех трех пространственных направлениях для обеспечения адекватной несущей способности в соответствующих сценариях нагрузки. Хотя до сих пор не реализовано полностью автоматизированное производство бетонных элементов, армированных во всех трех пространственных направлениях, предлагаемые подходы интеграции MCF в 3D-печать бетона действительно приближают аддитивные технологии к этой цели.

Возможность наплавки арматуры в плоскости x–y очевидна для обоих подходов, представленных в разделе 2.2.1 и Раздел 2.2.2. Однако встраивание МКВ в бетонную нить исключает вариант прямого контакта/нахлеста армирующих нитей/прядей, тогда как создание таких перекрытий весьма возможно, когда арматура может быть уложена независимо от бетона, т. е. в случае МКВ, интегрированной между бетонные нити. Обратите внимание, что во многих случаях перекрытие сегментов арматуры необходимо для достижения оптимальных несущих элементов конструкции. Пример таких перекрытий показан на рисунках а, б для стены с продольной и поперечной арматурой.Для реализации таких структур необходимо хорошо контролировать перерывы в потоке бетона, при этом MCF непрерывно подается и откладывается; см. Уже нанесенный MCF покрывается бетонной нитью на следующем этапе обработки; см. б. В результате может быть достигнуто полное армирование в нескольких направлениях в пределах плоскости со звуковым взаимодействием отдельных нитей/прядей.

Размещение арматуры вне горизонтальной плоскости возможно при обоих подходах, при этом ограничения, касающиеся возможности нахлеста арматуры, остаются в случае встраивания MCF непосредственно в бетонные нити.С одной стороны, можно создавать наклонные траектории печати, как это уже было продемонстрировано для 3D-печати без армирования, например, путем целенаправленного изменения толщины слоев бетона [34] или путем нанесения бетонных нитей на изогнутую платформу [35]. С другой стороны, после укладки нескольких (железобетонных) слоев и набора достаточной прочности стены на ее поверхности можно отпечатать наклонные или даже вертикально армированные бетонные слои. c показан пример размещения вертикальной арматуры MCF, в конечном итоге покрытой бетонными нитями.

Наконец, следует отметить, что степень армирования печатного бетона может варьироваться путем:

  • укладки одной, двух или нескольких ровингов рядом друг с другом,

  • связывания нескольких ровингов в более толстый

  • использование нитей CF разной тонкости,

  • изменение размеров бетонных нитей и т.д. Дрезден.

    3. ТЭО – материалы и методы

    3.1. Сырье

    Арматура MCF представляет собой углеродную нить, пропитанную суспензией на минеральной основе. В этом исследовании использовали SIGRAFIL C T50-4.4/255-E100 производства SGL Group (Висбаден, Германия) и содержащий приблизительно 50 000 отдельных нитей CF. дает дополнительные технические данные. Чтобы обеспечить высокую степень пропитки, для приготовления суспензии необходима смесь ультрадисперсных связующих. В частности, микроцементы Mikrodur R-X и Mikrodur P-U производства Dyckerhoff (Висбаден, Германия) с d95 максимум 9.5 мкм использовали с суспензией кремнезема Centrilit Fume SX и суперпластификатором MSH flüssig производства MC Bauchemie (Боттроп, Германия). Соотношение воды и связующего 0,8 и соотношение суперпластификатора и связующего 3,6% были выбраны для достижения благоприятных реологических свойств суспензии. б дает точный состав пропитывающей суспензии.

    Таблица 1

    Технические характеристики углеродной пряжи.

    01 Диаметр нити [мкм] 4400
    Количество нитей 50 000 50 000
    Тонкость пряжи [TEX] 3450
    Плотность [G / см³] 1. 8
    6.9
    4400
    7 255
    Размеры 9 Epoxy
    Уровень проклейки [% по массе] 1,0

    Таблица 2

    [KG] SX [KG] 904
    ( A ) ( B )
    CEM I 52,5 R Opterra [KG] 538 Микродур RX [G] 417. 5
    215 Mikrodur PU [G] 417.5 417.5
    162 Centritit Peume SX [G] 417.5
    Sand 0,006-02 (BCS 413) [кг] 656 Суперпластификатор MSH Flussig [г] 37. 6
    Песок 0–2 [кг] 979 Вода [г] 387.5
    Песок 0–4 [кг]
    Суперпластификатор Sky 593 BASF [кг] 16
    Вода [кг] 276

    Состав мелкозернистого бетона, использованного для 3D-печати в этом исследовании, был адаптирован из предыдущих исследований в Техническом университете Дрездена [7,36,37]. Обратите внимание, что авторы следовали предпосылке использования как можно более высокой фракции заполнителя и, соответственно, максимально возможного максимального размера заполнителя для выбранного поперечного сечения нити, ср. Раздел 3.3 и размеры образцов, изготовленных для механических испытаний, см. Раздел 3.4. Таким образом, был выбран состав с максимальным размером заполнителя 4 мм. Тестирование и корректировку реологических свойств свежей смеси для 3D-печати проводили в соответствии с требованиями, описанными в т.ч.г. [7,38]. Подробная информация о составе бетона. Смесь вяжущего состояла из CEM I 52.5 R (OPTERRA Zement GmbH, Верк Карсдорф, Германия), золы-уноса Steament H-4 (STEAG Power Minerals GmbH, Динслакен, Германия) и кремнеземной суспензии EMSAC 500 SE (BASF, Фридрихсхафен, Германия). . Дополнительно для регулирования реологии свежей смеси использовали суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира (PCE) (BASF, Германия).

    3.2. Изготовление МКФ и замес бетона

    Замешивание пропиточной суспензии проводили в два этапа. Во-первых, все ингредиенты были предварительно смешаны с помощью стандартного кухонного блендера. Затем для полного диспергирования всех минеральных частиц использовали T 50 digital ULTRA-TURRAX® в течение двух минут при 7000 об/мин. Процесс пропитки проводили в соответствии с разделом 2.1.1. а показана вся используемая линия, включая гребенку с пятью роликами (б). После пропитки пряже придавали форму с помощью конической насадки с внутренним диаметром 3,8 мм.

    Изготовление MCF: ( a ) вся установка и ( b ) пятироликовая прокладка, используемая для пропитки.

    Бетон для 3D-печати был изготовлен с использованием одновального тарельчатого смесителя. Твердые материалы сначала смешивали в сухом состоянии в течение двух минут, после чего добавляли жидкие компоненты. Начальная скорость вращения 25 об/мин была увеличена до 45 об/мин через одну минуту и ​​впоследствии поддерживалась в течение четырех минут.

    3.3. 3D-печать элементов из углеродного бетона

    3D-печать бетона была выполнена с подачей MCF из непрерывной стационарной линии пропитки, таким образом, с использованием одноэтапного процесса, описанного в разделе 2. 1.3 и интеграция MCF между бетонными нитями, как представлено в разделе 2.2.2. После выхода из формирующего сопла МКФ подавался непосредственно на портальный робот, подробно описанный в [7]. Печатающая головка содержала архимедов винтовой механизм для выдавливания бетона. Питание экструдера осуществлялось из бетонной емкости, выполненной в виде усеченного конуса емкостью 60 л. Последовательная подача бетона в экструдер обеспечивалась винтовыми металлическими лопастями. Сечение печатных нитей составляло 85 мм × 27 мм.Скорость печати составляла 20 мм/с, а скорость потока была установлена ​​на уровне 2,75 л/мин.

    Портальный робот и все связанные с ним двигатели и датчики управлялись с помощью специализированного программного обеспечения с использованием сценариев LUA, встроенных в графический интерфейс пользователя (GUI). Инструкции по печати образцов, т. е. координаты, скорости, направления и параметры потока материала, были предопределены в сценариях или контролировались вручную через графический интерфейс.

    Подача MCF была организована таким образом, чтобы обеспечить укладку арматуры практически без напряжения.Для этого был разработан роликовый питатель для задней части сопла; см. а, б. MCF автоматически наносилась на предварительно напечатанную нить и сразу же покрывалась следующим слоем бетона. Повторяя этот процесс несколько раз, была изготовлена ​​стена из армированного углеродом бетона. Для программы испытаний, представленной в этой статье, были изготовлены стены из 11 слоев. Промежуток времени между слоями составлял примерно 3 мин. После печати образцы закрывали полиэтиленовой пленкой на сутки.показан вырез печатной стены с арматурой MCF, хорошо интегрированной между слоями бетона. Также видно, что поперечные сечения МКВ не круглые, как в случае с коническим соплом, а сглажены в эллиптическую форму из-за непосредственного покрытия бетоном.

    Печать стен из армированного углепластика: ( a ) общий вид и ( b ) подробный вид насадки с питателем MCF.

    Вырез печатной стены, показывающий арматуру MCF между слоями бетона.

    3.4. Подготовка образцов и механические испытания

    Через шесть дней после процесса печати бетон, армированный MCF, был подготовлен для механических испытаний. Чтобы оценить эффективность этой новой арматуры, из печатных стенок были выпилены образцы балок двух разных геометрий: (1) размеры 120 мм × 40 мм × 40 мм, с арматурой MCF, расположенной по центру; см; 2) размеры 120 мм × 20 мм × 25 мм, при расположении МКВ в зоне растяжения; см. б.Целью использования образцов двух разных геометрических форм было достижение двух разных степеней армирования бетона (тонина армирующей нити оставалась постоянной). Обратите внимание, что в обеих геометриях арматура расположена на 20 мм ниже верхней части образца; таким образом, степень армирования образцов второго типа в два раза выше, чем у образцов первого типа. Кроме того, для обеих геометрий были изготовлены эталонные образцы без армирования.

    Поперечное сечение образцов для механических испытаний: ( a ) 40 мм × 40 мм с центральным расположением MCF и ( b ) 25 мм × 20 мм с арматурой, расположенной в зоне растяжения.

    Испытания на трехточечный изгиб проводились в возрасте 7 дней с использованием траектории Zwick-Roell 1200 с тензодатчиком 600 кН; видеть . Пролет 100 мм, скорость перемещения 0,5 мм/с. Для каждой комбинации параметров было испытано шесть образцов.

    Испытание на трехточечный изгиб образца, армированного MCF.

    4. ТЭО: результаты и обсуждение

    4.1. Образцы с поперечным сечением 40 мм × 40 мм и центральным армированием MCF

    представлены репрезентативные кривые сила-смещение для образцов 40 мм × 40 мм с армированием MCF и без него.В начале нагружения кривые имели почти линейный ход до среднего значения силы 1,94 кН при смещении примерно 0,9 мм; смотрите также . В этом диапазоне поведение образцов с армированием и без него было практически одинаковым. Тем не менее последний разрушился при достижении средней максимальной силы 1,96 кН, что соответствует средней прочности на изгиб 4,58 МПа. В образцах, армированных MCF, трещина образовалась примерно при том же уровне напряжения, после чего усилие упало примерно до 1. 1 кН. В дальнейшем наблюдалось выраженное увеличение силы, которое можно отнести к механической активации МКФ. Средняя максимальная полученная сила составила 2,69 кН, что соответствует увеличению несущей способности или прочности на изгиб на 38% по сравнению с обычным бетоном. Однако гораздо отчетливее было увеличение смещения при максимальном усилии; он вырос на порядок.

    Репрезентативные кривые сила-смещение для образца с поперечным сечением 40 мм × 40 мм.

    Таблица 3

    Результаты испытаний на изгиб образцов с поперечным сечением 40 мм × 40 мм.

    07 C 04 F
    Образец Ссылка Армированные образцы
    Макс. Усилие [кН] Первая трещина [кН] Макс. Force [KN] Увеличение Количество трещин Без отказа
    2 2.17 3.30 69% 1 Slip
    B B 2. 12 1,98 1.98 11% 11% 1
    9 C 9049
    3.49 78% 1 Slip
    D 1. 70 1.56 2.17 11%
    11% 9
    9
    1,93 2.46 26% 1 Slip
    1. 69 2,17 2,57 32% 1 Скольжение
    Среднее 1,96 1,94 2,69 38%
    Коэфф. вар. 11% 12% 21% 77%

    a показывает репрезентативный образец с усилением MCF после испытаний.Образовалась только одна трещина, что указывает на выдергивание нити как на механизм отказа. Хотя частичное отслоение арматуры от матрицы, вероятно, произошло до достижения максимального усилия, можно предположить, что отслоение было полным, а начало фактического отрыва совпадает со значительным падением усилия после достижения его максимума.

    Испытываемые образцы с поперечным сечением ( a ) 40 мм × 40 мм и ( b ) 20 мм × 25 мм.

    Для оценки эффективности армирования была оценена растягивающая сила при разрушении.При этом изгибающий момент в поперечном сечении с трещиной, в середине балки, выражался растягивающей силой в арматуре MCF F t, MCF , сжимающей силой в бетоне F c, C и расстоянием , или рычаг, между двумя силами. Хотя точное расположение арматуры MCF можно было измерить в поперечных сечениях с трещинами, высота зоны сжатия принималась равной 5% от высоты образца, а форма кривой сжимающего напряжения предполагалась прямоугольной.Расчетные усилия F t,MCF находились в диапазоне от 2,2 до 4,6 кН, т.е. в среднем 3,1 кН, что соответствует растягивающему напряжению в углеродных нитях от 1177 до 2462 МПа, т.е. в среднем 1659 МПа.

    4.2. Образцы с поперечным сечением 20 мм × 25 мм и МКВ, расположенной в зоне растяжения

    Показатели прочности на изгиб образцов с поперечным сечением 20 мм × 25 мм и МКВ, расположенной в зоне растяжения, значительно отличались от таковых. образцов сечением 40 мм × 40 мм; видеть .Среднее максимальное усилие эталонных образцов составило 0,56 кН, что соответствует прочности на изгиб 8,42 МПа; смотрите также . Различие в прочности на изгиб более крупных образцов из простого бетона можно объяснить размерными эффектами; см., например, [39]. Для армированных образцов образование первой трещины не было четко обнаружено, в отличие от испытаний на образцах 40 мм × 40 мм. Кроме того, вместо одной трещины образовалось несколько узких трещин, что отразилось на небольших перепадах кривых сила-перемещение при увеличении прогиба.Среднее значение максимальной силы составило примерно 1,9 кН, что означает увеличение на 238 % по сравнению с обычным бетоном, а смещение при максимальной силе увеличилось на порядок.

    Репрезентативные кривые сила-смещение для образца с поперечным сечением 25 мм × 20 мм.

    Таблица 4

    Результаты испытаний на изгиб образцов с поперечным сечением 25 мм × 20 мм.

    — 06 2 2.18 9 06
    Образец Ссылка Армированные образцы
    Макс. Усилие [кН] Первая трещина [кН] Макс. Сила [кН] Увеличение Количество трещин Reks Mode
    1,54 174% 2 Del.
    B 0.62 0.62 0.50 1.51 169% 169% 2 Del.
    C 0.49 0.69
    289% 289% 3 Del. /slip
    D 0.56 202 260% 2 Del./slip
    E 0.56 297% 297% 2 9
    F
    0,70406 1. 92 241% 1 Del.
    Средние 0.56 0,63 1,90 238%
    Коэфф. вар. 8% 18% 16% 23%

    Наблюдаемый окончательный вид разрушения – расслоение и отслоение бетонного покрытия, сопровождающееся выдергиванием нити; см. б.В основном из-за плохо определенного разрушения расчет растягивающей силы в арматуре F t,MCF не мог быть выполнен здесь.

    5. Резюме и выводы

    Авторы предложили и критически обсудили различные подходы к внедрению пропитанного минералами углеродного волокна (MCF) в аддитивном производстве методом послойной экструзии. Эти подходы различаются по способу подачи MCF к печатающей головке и по способу, которым армирование интегрируется в процесс печати как таковой.Пока отдельные представленные варианты демонстрируют определенные преимущества и недостатки в зависимости от сценария применения, в совокупности они наглядно демонстрируют высокую гибкость и адаптивность новой технологии при ее перспективном применении в цифровом строительстве. Однако предстоит проделать большую работу для реализации подходов на реальных производственных объектах.

    Первый шаг к этому был сделан с помощью технико-экономического обоснования, описанного в статье. Реализованный подход заключался в 3D-печати бетона с подачей МКВ из непрерывной стационарной линии пропитки и нанесением МКВ между бетонными нитями. Портальный робот использовался в качестве 3D-принтера для изготовления небольших стен, из которых вырезались образцы для механических испытаний. Испытания на трехточечный изгиб показали значительное увеличение прочности на изгиб образцов, армированных MCF, по сравнению с образцами из обычного бетона. Еще большее влияние — усиление на порядок — наблюдалось в отношении деформируемости балок. В ходе текущих исследований в Техническом университете Дрездена будут реализованы, протестированы и представлены дальнейшие подходы с точки зрения их осуществимости и усиливающей эффективности.

    В последующем исследовании предстоит решить несколько вопросов, которые не были в центре внимания настоящей публикации. Первым аспектом является влияние реологических свойств бетона, предназначенного для печати, на процесс интеграции армирования MCF и сцепление между MCF и бетоном. Во-вторых, сам процесс производства МКВ и режим подачи МКВ к печатающей головке необходимо осветить с точки зрения получаемых механических свойств композита. Кроме того, влияние модальностей процесса печати, т.е.г., временные интервалы между слоями, нуждается в уточнении. Затем необходимо более тщательно изучить поведение при деформации и разрушении для различных режимов нагружения, таких как изгиб, одноосное растяжение и сдвиг. Кроме того, технология должна быть проверена на сложной геометрии с трехмерным армированием. Наконец, необходимо изучить поведение усадки и долговечность печатных бетонных элементов, армированных MCF.

    Вклады авторов

    Вклады авторов перечислены в следующих категориях: концептуализация, В.М. и А.М.; курирование данных и формальный анализ, Т.С. и А.М.; приобретение финансирования, В.М.; расследование, А.М. и Т.С.; методология, В.М. и А.М.; администрирование и надзор за проектом, В.М. и М.Л., визуализация, А.М. и Т.С.; написание первоначального проекта, В.М., А.М. и М.Л., рецензирование и редактирование, В.М. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

    Финансирование

    Авторы признательны за финансовую поддержку проектов «V2. 6 – Неорганически связанные армирующие конструкции» в рамках проекта Zwanzig20 C³ – Углеродный бетонный композит Федеральным министерством образования и исследований (BMBF).Кроме того, они благодарят Немецкую федерацию промышленных исследовательских ассоциаций (AiF) за финансирование проекта «Неорганически связанные стержневые волокнистые армирующие конструкции, изготовленные методом трехмерного напыления ровинга.

    Конфликт интересов

    Настоящим авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Ссылки

    1. Wangler T., Roussel N., Bos F.P., Salet T.A.M., Flatt R.J. Цифровой бетон: обзор. Цем. Конкр. Рез. 2019;123:105780. дои: 10.1016/j.cemconres.2019.105780. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]2. Чжан Дж., Ван Дж., Донг С., Ю С., Хань Б. Обзор текущего прогресса и применения 3D-печатного бетона. Композиции Часть А Прил. науч. Произв. 2019;125:105533. doi: 10.1016/j.compositesa.2019.105533. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]3. Салет Т.А.М., Ахмед З. Ю., Бос Ф.П., Лаагланд Х.Л.М. Дизайн 3D-печатного бетонного моста путем тестирования. Виртуальный физ. Прототип. 2018;13:222–236. doi: 10.1080/17452759.2018.1476064. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4.Басуэлл Р.А., де Сильва В.Р.Л., Джонс С.З., Дирренбергер Дж. 3D-печать с использованием экструзии бетона: дорожная карта для исследований. Цем. Конкр. Рез. 2018;112:37–49. doi: 10.1016/j.cemconres.2018.05.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Де Шуттер Г., Лесаж К., Меччерин В., Нерелла В. Н., Хаберт Г., Агусти-Хуан И. Видение 3D-печати бетоном: технические, экономические и экологические возможности. Цем. Конкр. Рез. 2018;112:25–36. doi: 10.1016/j.cemconres.2018.06.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Басуэлл Р.А., Соар Р., Гибб А., Торп А. Строительство произвольной формы: крупномасштабное быстрое производство для строительства. автомат. Констр. 2007; 16: 224–231. doi: 10.1016/j.autcon.2006.05.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Меччерине В., Нерелла В. Н., Уилл Ф., Нетер М., Отто Дж., Краузе М. Крупномасштабная цифровая бетонная конструкция — концепция CONPrint3D для монолитной 3D-печати на месте. автомат. Констр. 2019;107:102933. doi: 10.1016/j.autcon.2019.102933. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Аспроне Д., Менна К., Бос Ф.П., Салет Т.А., Мата-Фалькон Дж., Кауфманн В. Переосмысление арматуры для цифрового изготовления из бетона. Цем. Конкр. Рез. 2018;112:111–121. doi: 10.1016/j.cemconres.2018.05.020. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Меччерине В., Нерелла В.Н. Включение армирования в 3D-печать бетоном. Бетон Штальбетонбау. 2018; 113: 496–504. doi: 10.1002/best.201800003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Хамиди Ф., Аслани Ф. Аддитивное производство цементных композитов: материалы, методы, возможности и проблемы.Констр. Строить. Матер. 2019; 218: 582–609. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.05.140. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Аспроне Д., Ауриккио Ф., Менна С., Меркури В. 3D-печать железобетонных элементов: технология и подход к проектированию. Констр. Строить. Матер. 2018;165:218–231. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.01.018. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Хак Н., Лауэр В.В. Mesh-Mould: роботизированные пространственные сетки в качестве железобетонной опалубки. Архит. Дес. 2014;84:44–53. doi: 10.1002/ad.1753. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15.Мехчерин В., Графе Дж., Нерелла В.Н., Спаниол Э., Хертель М., Фюссель У. Стальная арматура, напечатанная на 3D-принтере для цифровой бетонной конструкции — производство, механические свойства и поведение сцепления. Констр. Строить. Матер. 2018;179:125–137. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.202. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Огура Х., Нерелла В.Н., Меччерин В. Разработка и испытания деформационно-твердеющих композитов на основе цемента (SHCC) в контексте 3D-печати. Материалы. 2018;11:1375. doi: 10.3390/ma11081375.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]17. Ли В.К., Бос Ф.П., Ю К., МакГи В., Нг Т.Ю., Фигейредо С.К., Нефс К., Меччерин В. , Нерелла В.Н., Пан Дж. и др. О появлении специально разработанных для 3D-печати цементных композитов с деформационным упрочнением (ECC/SHCC) Cem. Конкр. Рез. 2020;132:106038. doi: 10.1016/j.cemconres.2020.106038. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 18. Чжу Б., Пан Дж., Нематоллахи Б., Чжоу З., Чжан Ю., Санджаян Дж. Разработка инженерных цементных композитов для 3D-печати со сверхвысокой пластичностью при растяжении для цифрового строительства.Матер. Дес. 2019;181:108088. doi: 10.1016/j.matdes.2019.108088. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Hambach M., Möller H., Neumann T., Volkmer D. Портландцементная паста с выровненными углеродными волокнами, обладающая исключительно высокой прочностью на изгиб (>100 МПа) Cem. Конкр. Рез. 2016;89:80–86. doi: 10.1016/j.cemconres.2016.08.011. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Хамбах М., Фолькмер Д. Свойства армированного волокном портландцементного теста, напечатанного на 3D-принтере. Цем. Конкр. Композиции 2017;79:62–70. doi: 10. 1016/j.cemconcomp.2017.02.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Куросу И., Либшер М., Мехчерин В., Беллманн С., Мишель С. Поведение при растяжении высокопрочных деформационно-твердеющих композитов на основе цемента (HS-SHCC), изготовленных из высокоэффективных полиэтиленовых, арамидных и ПБО волокон. Цем. Конкр. Рез. 2017; 98:71–81. doi: 10.1016/j.cemconres.2017.04.004. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Бос Ф., Ахмед З., Ютинов Э., Салет Т. Экспериментальное исследование металлического троса в качестве арматуры в бетоне, напечатанном на 3D-принтере. Материалы. 2017;10:1314.doi: 10.3390/ma10111314. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]23. Лим Дж. Х., Панда Б., Фам К.-К. Улучшение характеристик изгиба геополимерных композитов, напечатанных на 3D-принтере, с армированием в процессе производства стальным тросом. Констр. Строить. Матер. 2018;178:32–41. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.010. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24. Ма Г., Ли З., Ван Л. , Бай Г. Геополимерный композит, армированный микрокабелем, для экструзионной 3D-печати. Матер. лат. 2019; 235:144–147. doi: 10.1016/j.matlet.2018.09.159. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 25. Ли З., Ван Л., Ма Г. Механическое улучшение геополимерных композитов, армированных непрерывным стальным микрокабелем, для 3D-печати, подверженных различным условиям нагрузки. Композиции Часть Б англ. 2020;187:107796. doi: 10.1016/j.compositesb.2020.107796. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Марчмент Т., Санджаян Дж. Метод армирования сеткой для 3D-печати бетона. автомат. Констр. 2020;109:102992. doi: 10.1016/j.autcon.2019.102992. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Шнайдер К., Либольдт М., Либшер М., Фрёлих М., Хемпель С., Батлер М., Шрёфль С., Мехчерин В. Покрытие на минеральной основе обработанных плазмой ровингов из углеродного волокна для углеродобетонных композитов с улучшенными механическими характеристиками. Материалы. 2017;10:360. doi: 10.3390/ma10040360. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]28. Шнайдер К., Мишель А., Либшер М., Террери Л., Хемпель С., Мехчерин В. Армирование из углеродного волокна с минеральной пропиткой для повышения термостойкости тонкостенных бетонных конструкций.Цем. Конкр. Композиции 2019;97:68–77. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2018.12.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 29. Шнайдер К., Мишель А., Либшер М., Мехчерин В. Связующие свойства пропитанных минералами и полимерами армирующих конструкций из углеродных волокон при температурах до 500 °C. Бетон Штальбетонбау. 2018; 113: 886–894. doi: 10.1002/best.201800072. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Элиг Д., Шладиц Ф., Френцель М., Курбах М. Текстильный бетон — обзор реализованных проектов. Бетон Штальбетонбау.2012; 107: 777–785. doi: 10.1002/best.201200034. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 31. Меччерин В. Новые композиты на основе цемента для усиления и ремонта бетонных конструкций. Констр. Строить. Матер. 2013;41:365–373. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.11.117. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Лю Т., Лю С., Фэн П. Всесторонний обзор механических свойств пултрузионных композитов FRP, подверженных долгосрочным воздействиям окружающей среды. Композиции Часть Б англ. 2020;191:107958. doi: 10.1016/j.compositesb.2020.107958. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 33. Мехчерин В., Мишель А., Либшер М., Шнайдер К., Гросманн С. Композиты из углеродного волокна, пропитанные минералами, как новое армирование для бетонных конструкций: перспективы материалов и автоматизации. автомат. Констр. 2020;110:103002. doi: 10.1016/j.autcon.2019.103002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 36. Нерелла В.Н., Нетер М., Икбал А., Батлер М., Мехчерин В. Количественная оценка экструдируемости вяжущих материалов для цифрового строительства в потоке. Цем. Конкр.Композиции 2019;95:260–270. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2018.09.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 37. Нерелла В.Н., Хемпель С., Меччерин В. Влияние свойств поверхности раздела слоев на механические характеристики бетонных элементов, изготовленных методом экструзионной 3D-печати. Констр. Строить. Матер. 2019; 205: 586–601. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.235. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 38. Меччерине В., Нерелла В.Н. 3D-печать бетона методом селективного осаждения — требования к свежему бетону и испытаниям. Бетон Штальбетонбау.2019;114:24–32. doi: 10.1002/best.201800073. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 39. Карихалоо Б.Л., Абдалла Х.М., Сяо К.З. Размерный эффект в бетонных балках. англ. Фракт. мех. 2003; 70: 979–993. doi: 10.1016/S0013-7944(02)00161-3. [CrossRef] [Google Scholar]

    Реальность бетона — Critical Concrete

    Реальность бетона

    Ищете альтернативный, устойчивый способ заниматься архитектурой? Подайте заявку на нашу аспирантуру прямо сейчас!

    Бетон, как наиболее используемый строительный материал во всем мире, оказывает огромное влияние на наши города, общество и окружающую среду.Большая часть наших исследований основана на идее создания альтернативы традиционным методам строительства, таким как строительство из бетона. В этой статье мы рассмотрим основные и актуальные знания и информацию о бетоне, чтобы понять, почему важно думать об альтернативных решениях для будущего наших строительных привычек. Эта статья станет частью серии небольших статей, посвященных осмысленным знаниям, чтобы понять, почему так важно переосмыслить наши традиционные подходы к строительству.

    Бетон, цемент и строительные растворы – определения

    Чтобы дать краткий обзор того, о чем мы говорим в частности, мы сначала определим наиболее важные термины, которые нам понадобятся для понимания всей темы, касающейся бетона.
    Четыре важных термина, о которых вы должны знать и понимать их точные определения: 

    Типичный состав бетона

    цемент // сегмент

    Цемент является основным компонентом бетонной смеси.Этот продукт в основном изготавливается из измельченного известняка, смешанного со сланцами и сланцами, измельченного в мелкий порошок и нагретого примерно до 1450°C. Тепло вызывает химическую реакцию, также известную как прокаливание.[1] Эта реакция наряду с процессом нагревания вызывает большое количество выбросов двуокиси углерода , что делает производство цемента важным фактором выбросов парниковых газов. Весь процесс происходит в гигантском смесителе, называемом цементной печью. [2] Наиболее популярным видом цемента является портландцемент , , разработанный в Англии в начале 19 века.[3]

    бетон // ˈkänˌkrēt

    Бетон представляет собой искусственный строительный материал, который состоит из вяжущего вещества, такого как цемент или известь , в дополнение к воде и заполнителям (песок и гравий), а также возможным добавкам (например, зольная пыль или пластификаторы). Цементирующая часть разжижается водой. При добавлении воды в цемент вызывается химическая реакция и начинается процесс кристаллизации. На следующем этапе добавляются некоторые добавки, такие как гравий и песок. Эти агрегаты скрепляются жидким цементом. Как только вся смесь затвердеет, этот процесс завершится затвердеванием продукта, называемого бетоном.

    миномет // ˈmôrdər

    Раствор представляет собой рабочую пасту, используемую для связывания кирпичей, камней или для заполнения щелей и отверстий. Основа состоит из вяжущего вещества (например, гашеной извести, золы или, чаще всего в настоящее время, цемента), с добавлением воды и мелкого заполнителя, в основном песка.

    Строительный раствор – один из древнейших строительных материалов, используемый уже много тысячелетий.Связующим веществом долгое время служила гашеная известь, вулканический пепел или глина. В девятнадцатом веке был изобретен портландцемент. С этого времени стал популярным цементный раствор , заменивший старые вяжущие продукты.

    Эти два вида раствора различаются по двум параметрам. С одной стороны, цементные растворы обычно более пригодны для обработки из-за более быстрого отверждения, более высокой водостойкости и меньшего растрескивания, с другой стороны, бесцементные растворы значительно сокращают выбросы парниковых газов при обработке. Он даже может поглощать CO2, что, по-видимому, происходит при растрескивании известкового раствора, так что воздух (особенно CO2) может поглощаться. Поглощая CO2, известковый раствор становится еще прочнее.[4] Проще говоря: это экологически чистая и более устойчивая альтернатива .

    железобетон // ˈˌrēinˈfôrst ˈkänˌkrēt

    В большинстве случаев бетон комбинируют со стальной арматурой, чтобы компенсировать низкую прочность на растяжение. Способность бетона реагировать на сжимающую нагрузку в десять раз больше, чем способность выдерживать растягивающую нагрузку.[5]

    Более совершенным и усовершенствованным вариантом традиционного армированного бетона является предварительно напряженный бетон . Чтобы сделать бетонные конструкции более устойчивыми к растягивающим усилиям, натягивают сухожилия, арматуру с высокими эксплуатационными характеристиками. В основном эти сухожилия представляют собой провода или арматурные стержни с резьбой. При применении в монолитном бетоне бетонная часть сжимается, что придает конструкции более высокие эксплуатационные характеристики в процессе эксплуатации. [6]

    Почему цементобетон так популярен?

    Его популярность объясняется многими причинами: его свойства жидкого камня были революционными и позволили сделать из бетона почти любую форму.

    Цементобетонные конструкции могут быть сегментированы и сборные, что делает их пригодными для крупных строительных проектов; и после затвердевания это очень прочный материал, способный выдерживать большие нагрузки. Дизайнеры взяли на вооружение универсальный материал, и в настоящее время мы находим мебель и аксессуары, изготовленные из этого материала, в любой форме.

    Использование бетона восходит к древним временам. Римляне освоили использование гидравлической извести в качестве вяжущего вещества, получившего название « opus caementicium ».После падения Римской империи использование бетона сошло на нет, пока не возродилось в начале 19 века. Вместо использования гидравлической извести был изобретен портландцемент, дальнейшее развитие старой версии, что привело к значительному росту популярности бетона в строительной промышленности. Первыми зданиями того времени были мосты, фундаменты и гавани, чему способствовала прочность на сжатие и обрабатываемость нового материала.

    В конце 19-го века железные стержни, а позже и стальную арматуру стали добавлять в бетон для увеличения прочности на растяжение.В основном он был разработан французом Жозефом Монье [8] — изобретение, которое в настоящее время повсеместно используется в строительной отрасли. Это изобретение привело к значительному росту популярности в секторе жилого и социального жилья. По сравнению с обычными домами того времени, новые проекты домов из бетона были более прочными, устойчивыми к термитам и огню. Удобоукладываемость бетона сделала его быстрым и простым в использовании на месте. Сборно-разборные и серийные разработки строительных элементов значительно сокращают затраты. В 50-х годах прошлого века бетон сыграл важную роль в развитии архитектурного стиля брутализма, социально-эстетического архитектурного движения, демонстрирующего необработанные, честные конструкции, часто используемые для крупномасштабных гражданских и общественных проектов. Этот архитектурный стиль был доминирующей силой в течение следующих двух десятилетий. [9]

    Кроме того, сырье для бетона доступно в больших количествах по всему миру, что делает производство бетона дешевым. Известняк, песок и гравий довольно дешевы.Основные затраты на переработку связаны с производством цемента.

    Какое количество ресурсов необходимо для производства цементобетона?

    Цементобетон состоит из четырех основных компонентов (цемент, вода, песок и гравий). Для железобетона есть дополнительный компонент – сталь. Помимо этих материалов, для производства основных ингредиентов требуется больше сырья. Для производства одной тонны цемента необходимо примерно две тонны сырого известняка. [10] Производство цемента является энергоемким процессом. Одна тонна цемента потребляет около 120 кВтч энергии при технологическом нагреве. Эта энергия в основном получается из ископаемого топлива и сжигания отходов. [11]

    Рецепт цементобетона

    Существует несколько различных рецептов изготовления бетона. Рецептуры в основном отличаются соотношением цемента и добавляемых заполнителей. Бетон можно смешивать в различных соотношениях, чтобы получить более высокую несущую способность или получить более высокую способность противостоять различным воздействиям, таким как морская вода, влага или мороз.

    Следующие рецепты дают вам общее представление о том, как может выглядеть классическая бетонная смесь:
    Стандартная бетонная смесь состоит из 1 части воды (7,7%), 2 частей цемента (15,4%), 4 частей. песок (30,7%) и 6 частей гравия (46,1%). [12]

    Чем выше нагрузка, тем больше цемента вам потребуется (например, для бетонной колонны, фундамента требуется 1 часть воды (11,1%), 2 части цемента (22,2%), 2 части песка (22,2%) и 4 части гравия (44,4%).
    Около 70% возводимых бетонных конструкций армируются сталью, поэтому в производимый бетон обычно приходится добавлять определенный процент стальной арматуры (60-80 кг/м3 бетона).[13]

    Это означает, что тонна бетона в среднем состоит из:

    • 77 кг воды (7,7%)
    • 154 кг цемента (15,4%)
    • 307 кг песка (30,7%)
    • 461 кг гравия (46,1%)
    Состав 1 тонны бетона

    Где используется бетон?

    Использование цементобетона имеет различные области применения в строительстве и дизайне. Поскольку он был разработан в начале XIX века как мощный конструкционный материал, его можно найти в нескольких конструктивных элементах.Конструктивные элементы из бетона можно разделить на три основные категории:

    1. Массивные горизонтальные и вертикальные несущие элементы, такие как фундаменты и стены, используемые для малых и средних зданий, таких как жилые дома.
    2. филигранные каркасные строительные элементы, такие как колонны и балки, в основном используемые в высотных зданиях и крупных коммерческих зданиях
    3. специальные строительные элементы для инфраструктурных и особых типологий зданий, таких как мосты, туннели, дамбы или бункеры.

    Где полезен бетон?

    В настоящее время бетон используется по-разному. Все конструктивные элементы могут быть изготовлены из бетона и в большинстве случаев реализуются из этого материала.
    Но действительно ли необходимо заменять другие распространенные методы строительства бетоном?
    Бетон имеет смысл использовать в конструкциях, несущие элементы которых должны выдерживать большие нагрузки на сжатие. Высотное здание высотой в несколько сотен метров? Туннель? Плотина? Точно! – Существуют области применения, в которых ни один другой материал не работает так же хорошо, как бетон, но во многих случаях бетон используется в небольших проектах, где он не нужен и его пропорции слишком велики.

    Насколько устойчив цементобетон?

    Бетон, безусловно, является одним из строительных материалов с почти неограниченным диапазоном использования. Как упоминалось ранее, использование бетона имеет много преимуществ. Но всегда есть две стороны медали.

    Общее определение устойчивости означает удовлетворение потребностей настоящего без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои потребности. Устойчивость часто обсуждается в экологических терминах.Это также может быть связано с двумя другими важными темами: обществом и экономикой.

    Явное и скрытое воздействие на окружающую среду

    Сравнение круговой диаграммы между странами по выбросам CO2 и производству цемента

    Воздействие на нашу окружающую среду цементной промышленности и строительства из бетона огромно. Производство цемента является энергоемким процессом. Эта энергия в основном получается из ископаемого топлива или сжигания отходов [14]. Кроме того, химический процесс производства цемента высвобождает одну молекулу углекислого газа на каждую молекулу гидрата силиката кальция. На каждую тонну произведенного цемента выбрасывается одна тонна CO2 только при его химической обработке . [15] Помимо огромного количества выделяемого диоксида углерода, во время процесса выбрасывается много других опасных загрязнителей воздуха, таких как NOX или PM10. [16]

    Цемент — это только часть бетона. Добавленные заполнители, такие как гравий и песок, добываются в огромных количествах, чтобы покрыть потребности бетонной промышленности. Многие экологические системы страдают от таких негативных последствий, как потеря земель в результате эрозии, разрушение естественной среды обитания, запечатывание и загрязнение почвы.Некоторые из этих заполнителей, особенно песок, должны быть доставлены по всему миру для удовлетворения потребностей. [17] Просто чтобы дать краткое представление об одной из самых больших проблем в мире бетонной промышленности — новые развивающиеся страны Ближнего Востока, такие как Объединенные Арабские Эмираты или Катар, должны импортировать большое количество песка, чтобы удовлетворить их огромный спрос на бетон. строительной промышленности, несмотря на то, что такие города, как Дубай или Катар, расположены посреди песчаных пустынь. [18] Однако не весь песок, который мы можем найти на земном шаре, пригоден для производства бетона; Пустынный песок слишком мелкий и круглый, чтобы его можно было использовать в качестве заполнителя. [19]
    Кроме того, производство бетона требует больших затрат. Для этого требуется почти 10% годового промышленного водозабора, а 75% производства бетона приходится на регионы, которые уже сталкиваются с нехваткой воды и засухой. [20]

    Кроме того, следует подчеркнуть влияние на общество . Интернационализация архитектуры и современные строительные технологии негативно влияют на народные строительные технологии и местную архитектуру. Новые здания, как правило, строятся современным способом с использованием современных материалов, таких как бетон.Экономическая эффективность, внедрение новых строительных технологий и временной аспект являются причинами значительного сокращения традиционно строящихся проектов.

    Влияние глобализации и индустриализации на традиции строительства.

    Сравнение использования бетона и других строительных материалов

    Одной из основных проблем, вызванных этой ситуацией, является потеря строительных знаний и традиций . На смену традиционным методам строительства приходят современные подходы.Во всем мире дома и города веками строились в соответствии с местными традициями. Теперь знания, которые были получены в ходе длительного и продолжительного процесса, могут быть потеряны через несколько десятилетий.

    Основные причины утраты народной архитектуры вызваны растущей глобализацией и индустриализацией мира. Инновации в строительных технологиях можно легко распространить по миру, полностью подключенному к Интернету. Редкие материалы, недоступные на месте, могут быть легко доставлены из любого места — и они перемещаются в огромных количествах по всей планете.

    Переработка цементного бетона

    Экономическая устойчивость бетона всегда упоминается как большое преимущество. Тем не менее, есть несколько фактов, которые должным образом не принимаются во внимание. Производство бетона дешево по сравнению с другими материалами. Основная причина этого заключается в том, что заполнители, необходимые для смешивания бетона, доступны в больших количествах почти повсюду на планете. Но в последнее время местная доступность некоторых компонентов, таких как песок, уменьшается.[21] Наши ресурсы на планете конечны, поэтому использование и монетизация ресурсов, как если бы они были бесконечными, является неустойчивым. Чтобы решить эту проблему, бетонная промышленность пытается подчеркнуть, что их продукт подлежит вторичной переработке, но чтобы было ясно: бетон не подлежит вторичной переработке . Переработка означает возврат материала на предыдущую стадию циклического процесса. В случае указанного материала это совершенно невозможно . При обжиге переработка сырьевого ресурса известняка подходит к точке невозврата.После того, как цемент сделан, процесс необратим. Не существует коммерчески жизнеспособного процесса его переработки.[22] Недавние методы повторного использования бетона заключаются в его измельчении и использовании в основном в качестве сыпучего материала для инфраструктурных проектов. В некоторых случаях этот бетонный щебень можно использовать в качестве заполнителя для частичной замены гравия в бетоне. Тем не менее, количество таких заменителей невелико, и, в конце концов, для получения нового бетона по-прежнему требуется дополнительное количество воды, цемента, песка и гравия.Многие эксперты критикуют больший потенциал повторного использования измельченного бетона для новых бетонных проектов, [24] усилия, которые должны быть расширены в будущем.

    Противоречивая долговечность бетонных конструкций

    Многие сторонники часто называют долговечность бетона большим преимуществом. Использование бетона без добавления каких-либо других материалов (например, арматуры из металла) технически создает очень прочный строительный материал. Несмотря на это, большая часть применяемого бетона армируется, чтобы реагировать на растягивающие напряжения.Но применение железобетона с точки зрения долговечности является противоречием с точки зрения. Здесь природа неизбежно может сократить срок службы зданий, построенных из железобетона. Из-за разного теплового расширения и неизбежного окисления использованной стальной арматуры бетонные конструкции быстро изнашиваются в течение срока службы. Недавние исследования показали, что существует 50%-ная вероятность того, что железобетонные конструкции не выдержат своей нагрузки с точки зрения несущей способности уже через 35 лет эксплуатации.[25]

    Чем можно заменить бетон на цементной основе?

    Бетон как разновидность жидкого камня нашел применение во всех областях строительства. Но всегда ли необходимо использовать бетон? Есть новые материалы, а также проверенные и проверенные методы строительства, которые в основном были заменены бетонными растворами. Замена обычного бетона на основе портландцемента может значительно сократить выбросы парниковых газов и другие воздействия на окружающую среду. По сути, есть два основных способа избежать чрезмерного использования классического бетона на основе портландцемента.Первый заключается в том, чтобы заменить или избежать использования , самого загрязняющего ингредиента классического бетона, портландцемента. Во втором сценарии могут быть применены различные подходы к строительству с чередованием материалов или других строительных технологий .

    Заменители цемента

    Прежде всего, бетон на основе портландцемента в большинстве случаев может быть заменен пылевидной золой-уносом (PFA) , которая является побочным продуктом процессов сжигания угля. Другим заменителем с большим потенциалом является Молотый гранулированный доменный шлак (GGBS) , который способен заменить портландцемент до 90%.GGBS заменил бетон, схватывающийся медленнее, чем бетон, изготовленный из обычного портландцемента. Чем выше количество GGBS в цементной смеси, тем больше времени требуется для отверждения. Помимо этого, положительный побочный эффект использования бетона, замещенного GGBS, заключается в том, что он продолжает набирать прочность в течение более длительного периода, что приводит к повышению общей прочности и ожидаемого срока службы. [26] Тем не менее, упомянутые заменители являются побочными продуктами других отраслей, таких как производство угля, стали или алюминия, которые также оказывают огромное негативное влияние на нашу окружающую среду.

    Свежий бетон

    В течение последнего десятилетия несколько ученых начали работу над экологичными альтернативами бетону. Наиболее передовые подходы используют микроорганизмы, такие как водоросли, бактерии или грибы, для производства биоцемента (CaCO3), используя метаболическую активность этих микроорганизмов. [27,28] Некоторые из этих биопродуктов обладают сходными свойствами с классическим портландцементом и представляют собой осуществимую и жизнеспособную альтернативу обычному бетону на основе портландцемента.

    Альтернативные методы строительства

    Помимо замены обычного бетона, связанного с ингредиентами, существует множество проверенных и надежных методов строительства, которые применялись в народных стилях строительства и местных архитектурных традициях.Нет убедительных доказательств, оправдывающих использование бетона в качестве основного строительного материала для решения большинства строительных задач.

    В этой таблице представлена ​​серия более экологически безопасных решений для обычного использования цементобетона:

    Элемент строительства


    0
    Экологически чистая альтернатива (не исчерпывающие)
    Фонды for point foundations) [29]
    Gabion Foundations [30]
    Pillars Усиленный бетон
    Сталь 9040
    Деревянные конструкции 9040 (Бамбук, сосна, GLT — клей ламинированная древесина)
    Картонные трубки
    Стены Усиленный) Бетон
    кирпича
    стальные сэндвич-панели
    деревянные конструкции 9106 деревянные конструкции (CLT — Креста ламинированная древесина, рамочные конструкции)
    Rammed Earth (глина)
    Hempcrete
    кирпича
    настил цементная стяжка глины
    деревянные планки
    крыши р Эйнфоровый бетон (плоские крыши)
    стальные сэндвич-панели
    деревянные конструкции
    соломенные крыши
    зеленые крыши
    Hempcrete
    1
    тротуар Cement Pasting
    асфальт 9040
    натуральный камень:
    булыжник, гранит
    гипс гипсовая штукатурка
    цементная штукатурка
    картон + известковая штукатурка [31]
    конопляная штукатурка
    штукатурка на соломенной глине

    Заключение

    Бетон играет важную роль в строительстве. Дальнейшее развитие новых индустриальных экономик с огромным спросом на бетон определяет постоянную тенденцию роста бетонной промышленности. Помимо своих преимуществ и большой популярности, бетон оказывает много негативного воздействия на глобальное потепление, экологические системы, культуру строительства и социальное развитие города. Важно отметить, что бетон не подлежит вторичной переработке. Нынешнюю систему в бетонной промышленности можно охарактеризовать как систему «от колыбели до могилы». Ресурсы извлекаются, используются, а затем тратятся впустую и сбрасываются или, в лучшем случае, перерабатываются.Из-за химического процесса цемент, самый важный ингредиент обычного бетона, никогда не будет перерабатываться, что подчеркивает неустойчивость всей отрасли. Его быстрая и широкая доступность и низкие производственные затраты делают его популярным для многих крупномасштабных проектов.

    Тем не менее, в последнее время появились подходы к разработке более устойчивых альтернатив классическому бетону на основе портландцемента, в которых пытаются избежать или свести к минимуму использование вяжущих компонентов, стремясь к большему повторному использованию и переработке ресурсов.

    Кроме того, изучение забытых народных решений вновь открывает области исследований для продвижения вперед к более экологичной архитектуре. Следите за нашими постоянными исследованиями в социальных сетях и, если вы можете и хотите поддержать инициативу, сделайте небольшое пожертвование на нашем Patreon!

    Источники

    [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978008034720250023X , открыт 12.08.2020

    [2] https://www.britannica.ком/технология/цемент-строительный-материал/Добыча-и-переработка , открыт 12.08.2020

    [3] https://www.screedscientist.com/portland-cement-a-brief-history/ , открыт 18.08.2020

    [4] Количественный анализ поглощения CO2 и механических… – MDPIwww.mdpi.com › pdf , открыт 23.09.2020

    [5] https://diglib.tugraz.at/download.php?id=576a7195cc9f9&location=browse , открыт 11.08.2020

    [6] 372R-13 Руководство по проектированию и строительству предварительно напряженных железобетонных конструкций круглого сечения с проволокой и проволокой, 2013

    [7] Исторический бетон в Шотландии, часть 1: история и развитиеpub-prod-sdk. azurewebsites.net › API, открыт 13.08.2020

    [8] https://www.britannica.com/biography/Joseph-Monier , открыт 13.08.2020

    [9] https://www.architectureanddesign.com.au/features/list/a-look-at-brutalist-architecture, открыт 20.08.2020

    [10] http://ecosmartconcrete.com/?page_id=208 , открыт 12.08.2020

    [11] https://global-recycling.info/pdf/GLOBAL-RECYCLING_2-2019 , открыт 11.08.2020

    [12] https://www.marshalls.co.uk/gardens-and-driveways/blog/how-to-mix-cement-to-make-mortar-or-concrete

    [13] https://diglib.tugraz.at/download.php?id=576a7195cc9f9&location=browse , открыт 26.07.2020

    [14] https://global-recycling.info/pdf/GLOBAL-RECYCLING_2-2019 , открыт 11.08.2020

    [15] http://ecosmartconcrete.com/?page_id=208 , открыт 12.08.2020

    [16] http://ecosmartconcrete.com/?page_id=208, дата открытия 13.08.2020[1] http://ecosmartconcrete.com/?page_id=208, дата открытия 13.08.2020

    [17] https://www. globalconstructionreview.com/news/shifting-sands-concrete-hungry-singapore-orders-mi/, открыт 28.07.2020

    [18] https://www.bbc.com/worklife/article/20160502-even-desert-city-dubai-imports-its-sand-this-is-why , открыт 19.08.2020

    [19] https://www.bbc.com/worklife/article/20160502-even-desert-city-dubai-imports-its-sand-this-is-why , открыт 19.08.2020

    [20] https://www.nature.com/articles/s41893-017-0009-5.epdf , дата открытия 26.07.2020

    [21] https://www.globalconstructionreview.com/news/shifting-sands-concrete-hungry-singapore-orders-mi/, открыт 29.07.2020

    [22] CSI-RecyclingConcrete-FullReport.pdf, дата открытия 29.07.2020

    [23] https://www.archdaily.com/933616/is-it-possible-to-recycle-concrete, открыт 30.07.2020

    [24] https://eu-recycling.com/Archive/22163 , дата открытия 30.07.2020

    [25] https://www.structuremag.org/?p=9459 , открыт 18.08.2020

    [26] https://www.greenspec.co.uk/building-design/concrete-cement-substitutes/ , открыт 25.