Modulul suprafeței betonului: definiție, exemple de calcul.

Care este acest parametru - modulul suprafeței? Trebuie să ne familiarizăm cu un nou concept pentru noi înșine și să explorăm modalitățile de calculare a valorilor sale pentru structurile reale. În plus, vom aborda fundamentele betonării de iarnă și influența modulului de suprafață asupra metodelor de lucru utilizate în acest proces.

Ce este

definiție

Timpul ideal pentru lucrările de beton în aer liber este un sezon cald. Din păcate, nu este întotdeauna posibilă așteptarea primăverii: în unele cazuri, construcția monolitică se realizează la temperaturi negative.

În plus, în unele regiuni ale țării sezonul cald este pur și simplu prea scurt. În Yakutsk, de exemplu, temperatura lunară medie peste zero este de numai cinci luni pe an.

Atunci când betonarea în îngheț, principala problemă este de a oferi beton pentru a câștiga rezistență înainte de cristalizarea apei în ea începe. Principalele metode ale soluției sale sunt reduse la izolația termică a cofrajului sau la încălzirea amestecului pus. Alegerea unei soluții particulare este determinată în primul rând de cât de repede se va răci forma cu betonul.

Viteza cu care o anumită structură va pierde căldura este determinată de raportul ariei suprafeței sale răcite la volum.

Modul de suprafață 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.

Deoarece în numerotatorul formulei valoarea este indicată în metri pătrați (m2), iar în numitor - în cub (m3), parametrul dorit va fi măsurat în unități ciudate, descrise ca 1 / m sau m ^ -1.

Un punct important: deoarece procesul de obținere a rezistenței betonului încetează practic când este răcit la 0 grade (temperatura de cristalizare a apei), numai acele părți ale suprafeței monolite care sunt în contact cu aerul rece, elementele de bază sau structurale sunt considerate a fi răcite.

Exemple de calcul

Să calculăm parametrul care ne interesează pentru o fundație de plăci cu dimensiunea de 6x10 m și o grosime de 0,25 m, așezată la temperatura ambiantă negativă pe solul decongelat.

1. Este evident că toate suprafețele plăcii vor fi răcite, cu excepția fundului: deoarece este în contact cu solul, care are o temperatură peste zero. Se adaugă suprafețele lor: (6 x 0,25) x 2 + (10 x 0,25) x 2 + 6 x 10 = 3 + 5 + 60 = 68 m2.
2. Calculați volumul plăcii. Este egal, așa cum ne amintim de la cursul de școală al geometriei, la produsul laturilor unui paralelipiped dreptunghiular: 10 x 6 x 0.25 = 15 m3.
3. Calculați modulul de suprafață: 68 m2 / 15 m3 = 4,5 (3) 1 / m.

În practică, calculele grinzilor, cilindrilor cu tranziții de diametre și alte structuri pot fi destul de complexe și durează mult timp. Ca toți oamenii, constructorii tind să-și simplifice viața ori de câte ori este posibil; În acest scop, există mai multe formule de calcul simplificate pentru principalele elemente structurale.

Ce să faci cu asta

Deci, am învățat să calculam un anumit parametru care afectează rata de răcire a matricei la rece. Și cum să o aplicați în construcții reale?

Rata încălzirii și răcirii

Deoarece este imposibil să se asigure încălzirea sau răcirea simultană a betonului pe întregul volum al matricei, orice schimbare a condițiilor va conduce, în mod nebun, la apariția unei delta de temperaturi între miez și suprafață.

Notă: acest delta va fi mai mare, structura mai masivă. Cu alte cuvinte, cu atât mai puțin este raportul dintre suprafața și volumul său.

O creștere a diferenței de temperatură dintre miez și suprafață va conduce în mod inevitabil la o creștere a tensiunilor interne din material; deoarece vorbim despre beton care nu a câștigat putere, fisurile nu sunt posibile numai - garantate.

Out? Se reduce la reducerea cât mai mult posibil a schimbării temperaturii suprafeței matricei.

Stabilitatea temperaturilor în timpul răcirii este asigurată, de regulă, prin izolarea termică a monolitului de beton; atunci când este încălzit - cablu de alimentare reglabil pentru beton sau arma de foc.

Alegerea unei modalități de a menține temperatura

Această utilizare a valorii obținute a modulului suprafeței este direct legată de calcularea ratei de încălzire / răcire: pe baza calculului efectuat, se selectează metoda de stabilizare a temperaturii la un set de rezistență a betonului.

Pentru un modul al unei suprafețe care nu depășește 6, este suficientă așa-numita metodă termos. Forma este izolată calitativ termic, ceea ce reduce semnificativ transferul de căldură.

În plus, în procesul de hidratare (reacțiile chimice ale cimentului Portland cu apă) se eliberează o cantitate destul de mare de căldură, ceea ce contribuie la auto-încălzirea amestecului.

Pentru MP în intervalul 6 - 10 1 / m, sunt posibile mai multe soluții:

• Amestecul este încălzit înainte de a fi așezat sub formă. În acest caz, cu o izolație adecvată, perioada de răcire la o temperatură critică (0 grade) crește; în plus, betonul fierbinte se confruntă și câștigă rezistență mult mai rapid.

• Aditivii sunt adăugați la amestec pentru a accelera întărirea acestuia. Ca o opțiune, se utilizează cimenturi Portland de înaltă calitate, care, pe lângă tratarea accelerată, sunt utile, deoarece în procesul de hidratare eliberează mai multă căldură.
• O abordare alternativă este reducerea temperaturii de cristalizare a apei într-un amestec de beton solidificat. Datorită aditivilor corespunzători, întărirea continuă la temperaturi scăzute.

Este util: merită avertizat împotriva utilizării de soluție salină în acest scop. Prețul lor este într-adevăr mai mic decât aditivii sintetici specializați; totuși, este egalat cu un conținut ridicat de sare (de la 5%) în apa de amestecare. În același timp, conținutul ridicat de sare reduce rezistența finală a betonului și contribuie la coroziunea accelerată a armăturii.

În sfârșit, pentru un modul de suprafață de peste 10, singura soluție sensibilă este de a încălzi betonul cu un cablu de încălzire sau pistoale de încălzire până la un anumit procent din puterea de proiectare. Valoarea puterii minime înainte de congelare depinde de clasa de beton și de zona de funcționare a monolitului; instrucțiunile complete privind selectarea valorilor sunt conținute în SNiP 3.03.01-87.

stripping

După un set de rezistență minimă și stabilizare a temperaturii monolitului, cofrajele sunt îndepărtate și izolația este îndepărtată. Deoarece acest lucru are loc la temperaturi negative, delta dintre suprafața betonului și aerul înconjurător este, de asemenea, importantă și este legată de modulul de suprafață.

• Cu MP, situată în domeniul 2-5 și coeficientul de armare (raportul dintre secțiunea transversală totală a armăturii și secțiunea transversală a monolitului) până la 1%, delta maximă admisă de temperatură este de 20 ° C.
• Cu o rată de întărire de 1 până la 3 procente, delta temperaturii maxime este de 30 de grade.
• Cu un raport de întărire de peste 3%, aerul poate fi cu 40 de grade mai rece decât betonul.
• Cu un modul de suprafață mai mare de 5 l / m, scăderea maximă admisă a temperaturii pentru factorii de armare diferiți este de 30, 40 și respectiv 50 de grade.

Prelucrarea betonului de iarnă

Dacă, după un set de rezistență completă, betonul de iarnă și monoliturile din beton nepregătit de umiditate normală sunt prelucrate destul de convențional, atunci perforarea și dispozitivul deschiderilor din monolit au propriile lor specificități înainte ca acestea să devină rezistente.

Pur și simplu puneți, nu câștigați puterea mărcii și betonul congelat nu trebuie zdrobit cu un ciocan și un perforator. În acest caz, apariția de fisuri.

Cea mai bună cale de a crea deschideri este formarea cofrajului pentru ele, chiar și în stadiul de turnare a monolitului. Printre altele, în acest caz, este posibilă ancorarea completă a marginilor armăturii la marginile deschiderii. În cazul în care acest lucru nu este posibil și deschiderea trebuie tăiată, se folosește o armătură ondulată: canelura pe suprafața sa servește ca ancoră pentru tijă.

Este util: pentru a aranja o gaură (de exemplu, suflarea aerului sau intrarea în comunicații într-o fundație de benzi), atunci când îl vărsați cu propriile mâini, este suficient să așezați un cos de azbest sau o țeavă de plastic cu diametrul adecvat în cofraje.

Pentru procesarea propriu-zisă, unde nu se poate face, sculele de diamant sunt preferabile. Forajul diamantat al găurilor în beton nu necesită utilizarea unui mod de percuție; ca rezultat, probabilitatea de fisuri și chips-uri este mai mică. Decuparea betonului armat cu cercuri de diamant lasă marginile tăieturii perfect netede și, foarte convenabil, nu necesită schimbarea roții de tăiere la tăierea armăturii.

Concept relevant

Un simplu lanț asociativ ne va forța să atingem un alt concept legat de structurile de beton. Acesta este așa-numitul modul Young pentru beton (este modulul elastic sau modulul de deformare).

Valoarea modulului este determinată experimental, pe baza rezultatelor testului din eșantion, măsurate în pascale (mai des luând în considerare valorile ridicate, în megapascali) și notate cu simbolul E. Pentru a fi sincer, acest parametru este de interes doar pentru specialiști și nu este considerat pentru construcții de joasă creștere.

Pur și simplu, acest parametru descrie capacitatea unui material de a se deforma pentru scurt timp sub sarcini semnificative fără deteriorarea ireversibilă a structurii interne. Mai ușoară? Vă rog: cu cât modulul de elasticitate este mai mare, cu atât este mai puțin probabil ca, dacă loviți cu un ciocan, o bucată de beton se va rupe de fundație.

După o astfel de determinare, este logic să presupunem că modulul de elasticitate (sau deformare) este asociat cu rezistența la compresiune și, prin urmare, cu marca (clasa) materialului.

Într-adevăr, dependența este aproape liniară.

• Pentru betonul greu de clasa B10 de întărire naturală, modulul de deformare este egal cu 18 MPa.
• Clasa B15 corespunde unei valori de 23 MPa.
• B20 - 27 MPa.
• Modulul de deformare a betonului B25 este de 30 MPa.
• Clasa B40 - 36 MPa.

concluzie

Sperăm că nu au învățat cititorul cu o mulțime de definiții plictisitoare și numere uscate. Ca de obicei, informații suplimentare tematice pot fi găsite în videoclipul atașat în acest articol. Mult noroc!