Модуль паверхні бетону: вызначэнне, прыклады разліку.

Што гэта за параметр - модуль паверхні? Нам трэба будзе пазнаёміцца ​​з новым для сябе паняццем і вывучыць спосабы разліку яго значэнняў для рэальных канструкцый. Акрамя таго, мы закранем асновы зімовага бетанавання і ўплыў модуля паверхні на прымяняюцца пры гэтым метады правядзення работ.

Тэма артыкула непасрэдна звязана з зімовым бетанаваннем.

Што гэта такое

вызначэнне

Ідэальны час для бетонных работ на адкрытым паветры - цёплы сезон. Нажаль, не заўсёды ёсць магчымасць дачакацца вясны: у шэрагу выпадкаў маналітнае будаўніцтва ажыццяўляецца і пры адмоўных тэмпературах.

Акрамя таго: у шэрагу рэгіёнаў краіны цёплы сезон проста-проста занадта кароткі. У Якуцку, напрыклад, сярэднямесячная тэмпература вышэй за нуль толькі пяць месяцаў у годзе.

Пры бетанаванні ў мароз асноўная праблема - даць бетону набраць трываласць да пачатку крышталізацыі вады ў ім. Асноўныя метады яе вырашэння зводзяцца да цеплаізаляцыі апалубкі або падагрэву выкладзенай сумесі. Пры гэтым выбар канкрэтнага рашэння вызначаецца перш за ўсё тым, наколькі хутка форма з бетонам будзе астываць.

Хуткасць жа, з якой пэўная канструкцыя будзе губляць цяпло, вызначаецца стаўленнем плошчы яе охлаждаемой паверхні да аб'ёму.

Практычны выснову: найбольш марудна будзе астываць ідэальны шар.

модуль паверхні бетонной конструкции - это, собственно, и есть отношение ее охлаждаемой площади к внутреннему объему. Формула модуля поверхности бетона предельно проста: Мп = S/V, где Мп - модуль поверхности; S - площадь поверхности конструкции, контактирующая с холодным воздухом, грунтом или охлажденными ниже нуля прочими элементами конструкции; V - полный объем монолита.

Паколькі ў лічніку формулы значэнне паказваецца ў квадратных метрах (м2), а ў назоўніку - у кубічных (м3), шуканы параметр будзе вымярацца ў дзіўных адзінках, апісваных як 1 / м, або м ^ -1.

Важны момант: паколькі працэс набору бетонам трываласці практычна спыняецца пры астуджэнні да 0 градусаў (тэмпературы крышталізацыі вады), охлаждаемый лічацца толькі тыя часткі паверхні маналіту, якія кантактуюць з больш халодным паветрам, падставай або канструктыўнымі элементамі.

Пры кладцы бетону на непромерзший грунт ніжняя паверхня падмурка выключаецца з разлікаў.

прыклады разліку

Давайце разлічым цікавіць нас параметр для плітнага падмурка памерам 6х10 м і таўшчынёй 0,25 м, які ўкладваецца пры адмоўнай тэмпературы навакольнага паветра на адталы грунт.

  1. Відавочна, што астуджацца будуць усе паверхні пліты, акрамя ніжняй: Яна ж кантактуе з грунтам, якія маюць тэмпературу вышэй за нуль. Складаем іх плошчы: (6 х 0,25) х 2 + (10 х 0,25) х 2 + 6 х 10 = 3 + 5 + 60 = 68 м2.
  2. Разлічваем аб'ём пліты. Ён роўны, як мы памятаем са школьнага курсу геаметрыі, твору бакоў прастакутнага паралелепіпеда: 10 х 6 х 0,25 = 15 м3.
  3. Вылічаем модуль паверхні68 м2 / 15 м3 = 4,5 (3) 1 / м.

На практыцы разлікі бэлек, цыліндраў з пераходамі дыяметраў і іншых канструкцый могуць быць досыць складаныя і займаць значнае час. Як і ўсе людзі, будаўнікі схільныя па магчымасці спрашчаць сабе жыццё; для гэтай мэты існуе некалькі спрошчаных формул разлікаў для асноўных канструктыўных элементаў.

канструктыўны элемент Формула разліку
Бэлькі і калоны прастакутнага перасеку з бакамі перасеку, роўнымі A і B Мп = 2 / А + 2 / У. Даўжыня бэлькі або вышыня калоны не ўплывае на модуль паверхні і не ўлічваецца ў разліках.
Бэлькі і калоны квадратнага перасеку з бокам перасеку, роўнай А Мр = 4 / А
Куб са бокам А Мп = 6 / А. У гэтым выпадку ўлічваюцца ўсе паверхні куба; разлік актуальны для выпадку, калі ўсе яны астуджаюцца (куб стаіць на мерзлым грунце і кантактуе з халодным паветрам).
Асобна стаіць на мерзлым грунце паралелепіпед з бакамі А, В і С Mn = 2/2 + / В + 2 / З
Паралелепіпед з бакамі А, В і С, які прылягае адной з граняў да цёплага масіву Mn = 2/2 + / В + 1 / З
Цыліндр з радыусам R і вышынёй З Мр = 2 / R 2 + A / S,
Пліта або сцяна таўшчынёй А, охлаждаемая з абодвух бакоў Мр = 2 / А
Наглядны прыклад: маналітная сцяна астуджаецца з абодвух бакоў.

Што з гэтым рабіць

Такім чынам, мы навучыліся вылічаць нейкі параметр, які ўплывае на хуткасць астывання масіва на холадзе. І як прымяніць яго ў рэальным будаўніцтве?

Хуткасць нагрэву і астуджэнні

Паколькі забяспечыць адначасовы нагрэў або астуджэнне бетону па ўсім аб'ёме масіва немагчыма, любое змяненне ўмоў воляй-няволяй прывядзе да з'яўлення дэльты тэмператур паміж ядром і паверхняй.

Увага: гэтая дэльта будзе тым больш, чым больш масіўная канструкцыя. Гэта значыць, прасцей кажучы, чым менш стаўленне яе плошчы да аб'ёму.

Павелічэнне перападу тэмператур паміж ядром і паверхняй непазбежна прывядзе да росту ўнутраных высілкаў у матэрыяле; паколькі гаворка ідзе пра бетоне, не набраўшы трываласць, расколіны не проста магчымыя - гарантаваныя.

Наступствы хуткага астуджэння.

Выхад? Ён зводзіцца да таго, каб максімальна замарудзіць змена тэмпературы паверхні масіва.

модуль паверхні Хуткасць змены тэмпературы
Мп да 1 красавіка / м Не больш за 5 градусаў / гадзіну
Мп ляжыць у дыяпазоне 5 - 10 1 / м Не больш за 10 градусаў / гадзіну
Мп больш за 10 1 / м Не больш за 15 градусаў / гадзіну

Стабільнасць тэмператур пры астуджэнні забяспечваецца, як правіла, цеплаізаляцыяй бетоннага маналіту; пры нагрэве - рэгулёўкай магутнасці кабеля для бетону або цеплавой гарматы.

Выбар спосабу падтрымання тэмпературы

Гэта выкарыстанне атрыманага значэння модуля паверхні мае прамое стаўленне да разліку хуткасці нагрэву / астуджэння: на аснове выкананага разліку выбіраецца спосаб стабілізацыі тэмпературы да набору бетонам трываласці.

Для модуля паверхні не вышэй за 6 дастаткова так званага спосабу тэрмаса. Форма проста-проста якасна цеплаізалюючая, што істотна памяншае цеплааддачу.

Акрамя таго: у працэсе гідратацыі (хімічных рэакцый портландцемента з вадой) вылучаецца даволі значная колькасць цяпла, якое спрыяе саморазогреву сумесі.

Для Мп ў дыяпазоне 6 - 10 1 / м магчыма некалькі рашэнняў:

  • Сумесь разаграваецца перад кладкай у форму. У гэтым выпадку пры належнай цеплаізаляцыі павялічваецца перыяд яе астуджэння да крытычнай тэмпературы (0 градусаў); мала таго - гарачы бетон схопліваецца і набірае трываласць значна хутчэй.
Заліванне гарачым бетонам.
  • У сумесь ўводзяцца дабаўкі, якія паскараюць яе зацвярдзенне. Як варыянт - прымяняюцца хуткацвярдзельныя портландцемент высокіх марак, якія, акрамя паскоранага набору трываласці, карысныя тым, што ў працэсе гідратацыі вылучаюць больш цяпла.
  • Альтэрнатыўны падыход зводзіцца да паніжэння тэмпературы крышталізацыі вады ў застывае бетоннай сумесі. Дзякуючы адпаведным дадаткам набор трываласці працягваецца пры адмоўных тэмпературах.

Карысна: ці варта перасцерагчы ад выкарыстання для гэтай мэты солевых раствораў. Іх кошт сапраўды ніжэй спецыялізаваных сінтэтычных дабавак; аднак яна нівеліруецца высокім (ад 5%) утрыманнем солі ў вадзе для зачыненыя. Пры гэтым высокае ўтрыманне соляў зніжае выніковую трываласць бетону і спрыяе паскоранай карозіі арматуры.

Нарэшце, для модуля паверхні звыш 10 адзінае разумнае рашэнне - падагрэў бетону грэе кабелем або цеплавымі гарматамі да набору пэўнага працэнта праектнай трываласці. Значэнне мінімальнай трываласці да замаразкі залежыць ад класа бетону і вобласці эксплуатацыі маналіту; поўная інструкцыя па падборы значэнняў змяшчаецца ў БНіП 3.03.01-87.

Канструкцыя падаграваецца да набору поўнай або частковай трываласці.
Канструкцыя, клас бетону мінімальная трываласць
Маналіты, прызначаныя для эксплуатацыі ўнутры будынкаў; падмуркі пад прамысловае абсталяванне, якое не падвяргаюцца ударных нагрузак; падземныя збудаванні 5 Мпа
Маналітныя канструкцыі з бетону В7,5 - В10, якія эксплуатуюцца на адкрытым паветры 50% марочной
Маналітныя канструкцыі з бетону В12,5 - В25, якія эксплуатуюцца на адкрытым паветры 40% марочной
Маналітныя канструкцыі з бетону В30 і вышэй, якія эксплуатуюцца на адкрытым паветры 30% марочной
Преднапряженные канструкцыі (вырабленыя на аснове расцягнутай армавальнага каркаса з пругкіх сталей) 80% марочной
Канструкцыі, нагружалі адразу пасля прагрэву поўнай праектнай нагрузкай 100% марочной

Распалубка

Пасля набору мінімальна неабходнай трываласці і стабілізацыі тэмпературы маналіту здымаецца апалубка і прыбіраецца цеплаізаляцыя. Паколькі гэта адбываецца пры адмоўных тэмпературах, дэльта паміж паверхняй бетону і навакольным паветрам таксама важная і таксама прывязаная да модулю паверхні.

З моманту распалубкі пачынаецца імклівае астуджэнне маналіту.
  • Пры Мп, які ляжыць у дыяпазоне 2-5, і каэфіцыенце армавання (дачыненні да агульнага перасеку арматуры да перасеку маналіту) да 1% максімальна дапушчальная дэльта тэмператур складае 20 С.
  • Пры каэфіцыенце армавання ад 1 да 3 працэнтаў максімальная дэльта тэмператур - 30 градусаў.
  • Пры каэфіцыенце армавання звыш 3% паветра можа быць на 40 градусаў халадней бетону.
  • Пры модулі паверхні звыш 5 1 / м максімальна дапушчальныя перапады тэмператур для розных каэфіцыентаў армавання прымаюць значэння 30, 40 і 50 градусаў адпаведна.

Апрацоўка зімовага бетону

Калі пасля набору поўнай трываласці зімовы бетон і маналіты з непадрыхтаванага бетону нармальнай вільготнасці апрацоўваюцца цалкам традыцыйна, то перфарацыя і прылада праёмаў у маналіце ​​да набору ім трываласці мае сваю спецыфіку.

Прасцей кажучы, не набраў марачных трываласць і змёрзлы бетон не варта драбіць адбойным малатком і перфаратарам. У гэтым выпадку магчыма з'яўленне расколін.

Да набору поўнай трываласці бетон лёгка трэскаецца.

Аптымальны спосаб прылады праёмаў - фарміраванне апалубкі для іх яшчэ на стадыі залівання маналіту. Сярод іншага, у гэтым выпадку магчымая паўнавартасная анкероўкі краёў арматуры па краях праёму. Там, дзе гэта немагчыма і праём прыйдзецца выразаць па месцы, прымяняецца рыфлёная арматура: рыфленыя на яе паверхні само па сабе служыць анкерам для прутка.

Карысна: для прылады адтуліны (напрыклад, продухаў ці ўводу камунікацый у істужачным падмурку) пры яго заліванні сваімі рукамі дастаткова закласці ў апалубку азбестацементавую або пластыкавую трубу адпавядае дыяметра.

На фота - найпросты спосаб прылады продухаў.

Для ўласна апрацоўкі там, дзе без яе не абысціся, пераважны алмазны інструмент. Алмазнай свідраванне адтулін у бетоне не патрабуе выкарыстання ўдарнага рэжыму; як следства - менш верагоднасць расколін і сколаў. Рэзка жалезабетону алмазнымі коламі пакідае краю рэзу ідэальна роўнымі і, што вельмі зручна, не патрабуе змены рэжучага круга пры рэзанні армавання.

сумежнае паняцце

Нескладаная асацыятыўная ланцужок прымусіць нас закрануць яшчэ адно паняцце, якое адносіцца да бетонных канструкцый. Гэта так званы модуль Юнга для бетону (ён жа - модуль пругкасці або модуль дэфармацыі).

Навочнае паданне сэнсу тэрміна.

Значэнне модуля вызначаецца эксперыментальна, па выніках выпрабавання ўзору, вымяраецца ў Паскаль (часцей, з улікам высокіх значэнняў, у мегапаскалей) і пазначаецца сімвалам Е. Шчыра кажучы, гэты параметр цікавы толькі спецыялістам і пры малоэтажном будаўніцтве не ўлічваецца.

Спрошчана кажучы, гэты параметр апісвае здольнасць матэрыялу кароткачасова дэфармавацца пры значных нагрузках без незваротных парушэнняў ўнутранай структуры. Яшчэ прасцей? Калі ласка: чым вышэй модуль пругкасці, тым менш верагоднасць, што пры ўдары кувалдай ад падмурка адшпільнецца кавалак бетону.

Пасля такога вызначэння лагічна выказаць здагадку, што модуль пругкасці (або дэфармацыі) звязаны з трываласцю на сціск і, адпаведна, маркай (класам) матэрыялу.

Сапраўды, залежнасці практычна лінейная.

  • Для цяжкага бетону натуральнага цвярдзення класа В10 модуль дэфармацыі роўны 18 Мпа.
  • Класу В15 адпавядае значэнне ў 23 Мпа.
  • В20 - 27 Мпа.
  • Модуль дэфармацыі бетону В25 роўны 30 Мпа.
  • Клас В40 - 36 Мпа.
Поўная табліца значэнняў для розных відаў бетону.

заключэнне

Спадзяемся, што не стамілі чытача багаццем сумных азначэнняў і сухіх лічбаў. Як звычайна, дадатковую тэматычную інфармацыю можна знайсці ў далучаным відэа ў гэтым артыкуле. Поспехаў!

Дадаць каментар