Армирование керамзитобетонной кладки: Армирование кладки из керамзитобетонных блоков

Содержание

Армирование кладки из газосиликатных и керамзитобетонных блоков сварной сеткой и арматурой

24 марта 2021 г.

В современном строительстве кирпич и дерево давно не являются главными строительными материалами. Многие из тех, кто решил построить дом, выбирают для возведения стен современные газосиликатные или керамзитобетонные блоки. Они давно пользуются популярностью у строителей благодаря своим эксплуатационным свойствам.

Плюсы блоков из керамзитобетона:

  • Теплоемкость. Этот материал отлично удерживает тепло, поэтому его часто применяют в неблагоприятных условиях с постоянно меняющейся температурой.

  • Прочность. Керамзитобетонные блоки достаточно прочные. Их с успехом используют в строительстве небольших коттеджей и загородных домов.

  • Долговечность. Такой тип блоков очень долговечен и способен прослужить несколько десятков лет. Благодаря этому свойству вы можете не бояться, что дом в скором времени потребует ремонта или дополнительных денежных вложений.

  • Морозоустойчивость. Дома из керамзитобетона не боятся морозов, что особенно важно для наших широт. Им не страшны даже самые низкие температуры, которые могут негативно сказаться на других видах материалов.

  • Влагостойкость является еще одним преимуществом керамзитобетона. Как известно, вода способна привести к образованию серьезных трещин в стенах. Блоки почти не впитывают влагу, что также немаловажно в странах СНГ.

  • Экологичность. В составе керамзитобетона нет вредных примесей, поэтому блоки экологичны и безопасны для человека и животных. В его состав входят только вода, песок, цемент и непосредственно керамзит.

  • Экономичность. Если вы хотите сэкономить на фундаменте, то керамзитобетон подойдет как нельзя лучше. Блоки весят относительно немного, что позволяет существенно уменьшить вес готовых стен по сравнению с кирпичными конструкциями.

  • Простота монтажа. Блоки удобны в работе, поэтому их достаточно просто укладывать. Этот процесс не очень сложен, и с ним сможет справиться практически любой внимательный работник после определенной тренировки.

  • Звукоизоляция. Для тех, кто строит дом вблизи железных дорог или автомагистралей, особенно важна хорошая шумоизоляция. Керамзитобетон отлично поглощает лишние звуки и делает обстановку в доме комфортной.

  • Огнестойкость. Наряду с влагоустойчивостью, этот материал устойчив к огню.

  • Противогрибковые свойства. На керамзитобетоне не заводится грибок и плесень. Блоки отлично противостоят вредоносным микроорганизмам, которые являются частыми спутниками загородных домов.

  • Простота отделки. Керамзитобетонные стены хорошо подходят для отделки. На них можно без проблем нанести штукатурку, а также наклеить любые облицовочные материалы.

Во время покупки керамзитобетона для строительства крайне важно внимательно их осмотреть, чтобы сразу предъявить претензии в случае обнаружения брака. Прежде всего, блоки надо взвесить, а затем рассчитать плотность. Полученный результат должен полностью совпадать с теми показателями, который был заявлен производителем.

Обязательно обратите внимание на форму блоков. Все они должны быть ровными, аккуратными и без серьезных сколов. Керамзитобетон хорошо поддается обработке: его можно быстро распилить и при этом не расколоть.

Наряду с керамзитобетоном в строительстве часто используют газосиликатные блоки. Основными положительными свойствами газосиликатных блоков можно считать:

  • достаточно низкую стоимость;

  • огнестойкость;

  • шумоизоляцию;

  • паропроницаемость;

  • теплоемкость;

  • экологичность.

Газосиликатные блоки часто путают с газобетонными. Они практически одинаковы, и разница состоит только в том, что газобетоне преобладает цемент, а в газосиликат добавляют известь. У газобетонных блоков также имеются свои плюсы: отличная паро- и воздухопроницаемость, устойчивость к огню, возможность укладки блоков на цементный раствор или клей, теплоизоляция и морозостойкость. Блоки обладают довольно крупными размерами, они обладают точной формой и довольно легко поддаются обработке.

В Беларуси налажено производство и тех, и тех блоков, однако газосиликатный материал стоит дороже. Это объясняется тем, что для сушки газосиликатных блоков необходимы специальные автоклавы, а газобетон с успехом просушивается естественным образом.

Для чего необходимо армирование блоков?

Керамзитобетонные блоки нуждаются в укреплении так же, как и другие материалы. Многие ошибочно предполагают, что армирование кладки из блоков способно увеличить несущую способность всей конструкции. Это неверно, так как стены армируют для того, чтобы сделать стены более прочными и предотвратить появление опасных трещин.

Стены постоянно подвергаются негативному влиянию погодных факторов. Кроме того, со временем дом может дать усадку. Благодаря армированию можно избежать деформаций конструкции, из-за которых серьезно возрастает риск обрушения части стен. Арматуру закладывают и в том случае, когда длина стены составляет 6 и более метров. Часто такие конструкции обладают пониженной устойчивостью, которая требует дополнительного укрепления.

Места расположения армирующей сетки регулирует СНиП II-22-81 (1995). В этом документе подробно расписано, где должна находиться арматура, чтобы укрепление было максимально надежным. Окончательное решение о схеме армирования принимается на стадии проектирования дома. Инженерам и другим специалистам нужно точно рассчитать, где потребуется арматура, в зависимости от этажности здания и его конструктивных особенностей.

Есть несколько наиболее уязвимых мест в кладке, которые нуждаются в армировании:

  • Фундамент дома;

  • Перемычки на кладку;

  • Каждый 4-й ряд;

  • Окна;

  • Межэтажные перекрытия;

  • Длинные стены, на которые воздействуют сильные боковые нагрузки;

  • Другие элементы конструкции.

Трехслойные стены из керамзитобетона и газосиликата

В погодных условиях стран СНГ дома нуждаются в дополнительной теплоизоляции. Делается это с помощью технологии трехслойных стен. Необходимо отметить, что утепление и армирование не связаны друг с другом, поэтому применение арматуры для укрепления стен необходимо в любом случае.

В целом, такая конструкция состоит из внутренней и внешней стены, между которыми укладывается теплоизоляция. Чтобы соединить стены между собой и сделать их более прочными, используются арматурные прутки. Благодаря этому происходит усиление стен, а теплоизоляция не дает теплу уходить из здания. Подбор теплоизолирующего материала происходит в зависимости от толщины стен и погодных особенностей региона строительства.

Во время возведения такого типа стен обязательно нужно использовать гидроизоляционные материалы. Это поможет увеличить срок эксплуатации конструкции, хоть и немного снизит эффективность теплоизоляции.

Подбирая материалы для трехслойной стены, нужно тщательно следить за тем, чтобы они не оказывали негативного влияния друг на друга. В первую очередь, ближе к внутренней поверхности необходимо располагать более плотный материал. Если же материал обладает высокой пористостью, его нужно размещать ближе к наружной поверхности. Благодаря этому вы сможете добиться более свободного прохождения влаги и воздуха наружу. Также нужно проконтролировать, чтобы внутренние стены были толще наружных. Это поможет сохранить тепло внутри дома.

Большинство людей, который хотят построить надежный и добротный дом, который прослужит им много лет, активно пользуется этой технологией возведения стен. Несмотря на кажущуюся сложность, этот процесс достаточно легкий. Материалы для трехслойных стен можно спокойно купить в любом городе Беларуси.

Затратив время и средства на дополнительное утепление дома, вы точно не пожалеете об этом в будущем, так как существенно снизите затраты на его обогрев.

Чем армировать кладку из керамзитобетонных и газосиликатных блоков

Армирование стен помогает предотвратить различные серьезные проблемы, которые могут возникнуть в будущем. Как уже было сказано, если в стену не добавить арматуру, из-за этого могут пойти трещины. Также кладка может растрескаться из-за неправильно подобранных материалов. Избежать этого можно, предварительно посоветовавшись с продавцами и опытными строителями.

Как правило, для домов из керамзита и других блоков выполняется армирование стен по контуру. Мастера утверждают, что для обеспечения наибольшей прочности армировать нужно каждый четвертый ряд кладки.

Чтобы заложить арматуру, в блоках прорезаются штробы. Сейчас их делают с помощью электроинструмента, благодаря чему можно сэкономить много времени. На углах дома штробы закругляются, чтобы в них можно было заложить согнутую арматуру.

Наиболее распространенным вариантом арматуры являются прутки 8 мм диаметром. Согнуть пруты можно с помощью подручных средств. Часто для армирования используется кладочная сетка, которая может иметь разный размер ячеек. Однако сетка может применяться только в том случае, когда не будет возводиться трехслойная стена. Вместо прутков можно использовать арматурный каркас, благодаря которому швы между блоками станут немного тоньше.

Чаще всего для армирования используют рифленые металлические пруты диаметром 8 мм. Для ее сгибания на углах применяют ручные приспособления. В некоторых случаях в качестве арматуры используется сетка кладочная 50х50х3 и 50х50х4 мм. Но ее можно применять только тогда, когда кладка не будет дополнительно утепляться теплоизоляционными плитами (как для трехслойной стены). Арматуру и сварную сетку можно приобрести на специализированной металлобазе, где продавцы помогут рассчитать количество прутьев или сетки. В некоторых случаях вместо прутов используются арматурные каркасы, которые делают швы более тонкими.

Когда штробы готовы, их нужно очистить от пыли. Далее в них закладывается арматура, которая потом заливается клеевым раствором. В этот момент важно проследить, чтобы клей полностью покрыл всю арматуру. Также необходимо убедиться, что пруты проходят на расстоянии 6 см от фасадной поверхности. Во время армирования оконных проемов проследите, чтобы арматура выходила за его пределы минимум на 90 см.

На количество прутов, необходимых для армирования, влияет толщина блоков. Если она составляет менее 250 мм, то достаточно 1 прутка. При толщине от 250 до 500 мм понадобится 2 прута, а при толщине более 500 мм надо брать 3 прутка.

Возведя стену с соблюдением всех особенностей технологии, вы сделаете ее очень прочной. Дополнительное армирование внутренних стен сделает дом еще долговечнее и надежнее.

Устройство бетонного армопояса для стен дома

Как известно, блоки из керамзита не очень хорошо выдерживают точечную нагрузку. Чтобы избежать появления трещин, необходимо равномерно распределить нагрузку на стены. Для этих целей используется бетонный армопояс. Чаще всего его высота составляет 10-20 см. Если планируется облицовка кирпичом, то высота пояса должна соответствовать высоте двух кирпичных рядов.

Как и основные стены, армопояс из бетона нуждается в дополнительной теплоизоляции. Как правило, ширина пояса должна составлять 25-30 см, если ширина стен равна 30-40 см. Оставшееся пространство закладывают теплоизоляционным материалом с фасадной стороны. Затем его нужно облицевать для придания эстетичности.

В некоторых домах перекрытия устанавливаются на балки из дерева. В этом случае армирующий пояс делается из полнотелых кирпичей. Их укладывают на блоки, а для армирования используют прутки диаметром 8-10 мм. Иногда для укрепления вертикальные швы просто заполняют раствором.

Чтобы придать армопоясу прочность, его также необходимо армировать. Для этого хорошо подходят пруты 10-12 мм, которые соединяются между собой посредством накладывания концов друг на друга. 

Армирование монолитного пояся для стропильной системы

Нередко в загородных коттеджах устраивают мансарды. Для этих целей чаще всего возводят аттиковые стены, которые являются продолжением несущих стен. Как правило, их высота колеблется от 0,7 до 1,2 м.

На эти стены и опираются стропила крыши. Для упрочнения конструкции закладывается специальный железобетонный пояс. На него впоследствии опирается мауэрлат стропильной системы.

Конструкция пояса для стропил практически ничем не отличается от армопояса для перекрытий. Его высота составляет не менее 15 см. Как и армопояс, здесь можно применять теплоизоляцию для уменьшения потери тепла.

В поясах для двускатных крыш обычно оставляют место для окон. Если же крыша планируется четырехскатная, то пояс делается без промежутков.

Армирование кладки из керамзитобетона и газосиликата значительно улучшает эксплуатационные свойства здания. Возводить стены дома необходимо строго по проекту, соблюдая СНИПы, так как это существенно продлит его срок службы. Покупайте качественную арматуру и сварную сетку, устойчивую к коррозии. В этом случае вы будете уверены в том, что стены дома не потребуют ремонта несколько десятилетий!

Видеоуроки: армирование кладки из блоков сварной сеткой и арматурой

 

Смотрите также:

  • Сортамент арматуры, виды и классы арматурного проката

  • Теоретический вес рифленой арматуры А3.

  • Теоретический вес сварной сетки.

  • Теоретический вес гладкой арматуры А1.

  • Online калькулятор арматуры.

  • ГОСТЫ, СТБ и ТУ на арматуру.

  • Расчет площади поперечного сечения строительной арматуры.

  • Расчет количества стержней и диаметра арматуры для фундамента.

  • Как армировать стяжку?

  • Как армировать кладку из кирпича?

Армирование кладки из керамзитобетонных блоков


21 февраля 2021


12349



Оглавление: [скрыть]

  • Описание керамзитобетонных элементов
  • Бетонный армопояс для стен
  • Материалы и инструменты

В современном строительстве при возведении стен часто используют блоки из кирпича или керамзитобетона. Для их прочности и устойчивости применяют армирование кладки. В данной статье мы рассмотрим секреты возведения и армирования стен из сравнительно дешевого материала — керамзитобетона. Блоки из этого материала при производстве не требуют особых технологий и оборудования, поэтому многие строительные фирмы «выкидывают» на рынок товар с не самыми лучшими характеристиками.

Керамзитобетонные блоки — это фактически обожженная глина, куда еще входят песок, вода, и бетон, благодаря чему они имеют сравнительно невысокую цену. Качественные блоки имею клиновидную форму.

Описание керамзитобетонных элементов

При выборе керамзитобетонных блоков желательно их взвесить и подсчитать примерную плотность. Заводские от кустарных можно отличить и по форме: высококачественный товар имеет клиновидную форму. Керамзитобетонный блок представляет собой смесь песка, воды, специальной глины и бетона. Фактически это обожженная глина, поэтому строительство из него дешевле, чем из какого-либо другого материала.

Армирование кладки, выполненной из керамзитобетонных блоков, производиться с помощью проволочной сетки, которая препятствует расползанию блоков.

Керамзит устойчив к сырости и воздействию химически агрессивной среды, на него для отделки можно нанести любой материал. Он не горит и хорошо держит тепло. Кладки стен из новых керамзитобетонных блоков аналогичны строительству их из кирпича, но при этом экономится раствор и уменьшаются сроки строительства. В отличие от кирпича (где нужен скол), ненужные элементы керамзитобетонных блоков можно при необходимости легко распилить.

Армирование кладки производят для дополнительной защиты керамзитобетонных блоков, увеличения устойчивости опорных стен и предохранения их от трещин. Например, при строительстве длинной конструкции армирование просто необходимо для ее устойчивости. При строительстве стен из керамзитобетона надо оставлять мостики холода. Для теплоизоляции блоков снаружи часто применяют полимерные материалы.

Армирование швов делают при помощи металлической сетки (высота сетки увеличена за счет наваренных поперечных связок из такой же проволоки), поэтому при кладке на клей вырезают в блоках канавки.

Эту операцию проделывают при помощи штробореза, но если его нет, то можно применить болгарку или дисковую пилу. На керамзитобетонные блоки нельзя прямо уложить плиты межэтажных или других перекрытий. Необходимо установить переходную конструкцию.

Вернуться к оглавлению

Бетонный армопояс для стен

Блоки очень плохо переносят любую точечную нагрузку. В таких случаях для ее равномерного распределения поверх керамзитобетонной кладки устанавливается монолитный бетонный армопояс высотой от 10 до 20 сантиметров. Если планируется дополнительная облицовка кирпичом, то этот пояс делают на высоту 2-х рядов кладки из кирпича.

Монолитный бетонный армопаяс обеспечит равномерное распределение нагрузки поверх стены, выполеннной из керамзитобетонных блоков, которые плохо переносят точечную нагрузку.

Бетонный армопояс тщательно теплоизолируют для устранения теплового дисбаланса, который он вносит. На территории России толщина кладки керамзитобетонных стен для нормальной теплоизоляции дома выбирается равной не менее 250 мм (обычно она составляет 300-400 мм). Поэтому армопояс отливается шириной 25- 30 сантиметров. Остальное пространство заполняют теплоизолирующими материалами с наружной стороны и дополнительно облицовывают.

Если перекрытие производится по деревянным балкам, то армопояс выполняют из полнотелых кирпичей, уложенных поверх керамзитобетонных блоков. Армировать можно не только сеткой, но и заполнением жидким раствором этих вертикальных швов. Используется арматура диаметром 8-10 мм при ширине кладочного шва не более 12 мм.

Операцию кладки стены начинают с углов, все время проверяя уровнем такие величины, как вертикальность (90 градусов) и нулевую горизонтальность строящейся стены. Обязательно производится перевязка вертикальных швов. Чередование ложковых и тычковых рядов зависит от толщины стены. Например, если она уложена в один блок из керамзита (400 мм), то всегда через три каждых ложковых ряда кладут один тычковый. Затем армируют арматурой через 4 или 3 ряда, укладывая ее сверху полностью выложенного ряда керамзитобетонных блоков.

Расстояние кладки арматуры — 50-60 см, как от края стены, так и между прутками. В один шов закладывают по два прутка. Так как для нормальной теплоизоляции помещения толщина этих наружных стен должна быть не менее 550-600 мм, выполняется обычно однорядная перевязка вертикальных швов. Если нужна многорядная перевязка, то ее делают через каждые 4 или же 3 ряда. При применении арматуры армопояс не нужен. Плиты перекрытия укладывают на цементный (цементно-песчаный) раствор.

Если надо разрезать блок, то чаще всего применяют болгарку с алмазным диском (диаметр 230 мм). Конструкции из блоков возводят вместе с облицовкой из кирпича. Для связки внутренней стены и облицовки используют укладочную или армирующую сетку из 4-5 мм стального прутка или (значительно реже) армирующие стержни из стеклопластика.

Вернуться к оглавлению

Материалы и инструменты

  1. Сетка строительная проволочная прокладочная (для горизонтальных швов кладки).
  2. Арматура калибра 8-10 мм (используется для армирования вертикальных швов).
  3. Необходимое количество керамзитобетонных блоков.
  4. Цементные или цементно-песчаные растворы.
  5. Бетон или полнотелые кирпичи (для армопояса).
  6. Теплоизоляционные материалы.
  7. Болгарка с алмазным диском (диаметр 230 мм).
  8. Штроборез или дисковая пила.
  9. Линейка — уровень.
  10. Отвес.
  11. Мастерки, молотки, дрель.
  12. Сварочный аппарат.
  13. Арматура диаметром 4 мм из стального прутка (для связки облицовки).

Постройка стен из керамзитобетонных новых блоков на практике ничем не отличается от укладки из кирпичей, пено- и керамических панелей с внутренними пустотами. При желании сэкономить можно все вышеописанные работы произвести своими руками, конечно, при наличии навыков и нужного инструмента. Надо только учесть, что для российского климата желательно правильно выбрать толщину керамзитобетонных блоков. На этом экономить не рекомендуется, иначе плохая теплоизоляция ваших тонких стен приведет к проблемам с вашим здоровьем.





Категория: Полая стена — Masonry Association of Florida, Inc. Флорида строит из блоков, кирпича и камня.

23.02.2021

0 комментариев

 

Предусмотрено использование наполнителя для пустотелых элементов для повышения степени огнестойкости. В прошлом использовались такие материалы, как зонолит (вермикулит), и 6-дюймовый заполненный полый элемент обеспечивал огнестойкость более 4 часов. Из-за проблем с асбестом вермикулит больше не используется. Есть ли аналогичный продукт, который можно использовать?

Материал наполнителя может быть различным. Ключевым является то, из чего изготовлен CMU. Если 6-дюймовый CMU изготовлен с использованием песка и/или известнякового заполнителя, вы не сможете достичь 4-часовой эквивалентной оценки. То, чем вы заполняете сердечники, получает рейтинг CMU. Полностью облегченная CMU с заполненными сердечниками соответствует требованиям 4-часовой эксплуатации. Надлежащая смесь песка и легковеса с заполненными сердечниками может выдерживать 4 часа. Смесь должна быть проверена независимой лабораторией. Материалом наполнителя может быть практически любой огнеупорный материал. Перлит, песок, керамзитобетон и каменная кладка обычный или мелкий цементный раствор) возможны.  

В Обществе каменщиков есть отличная книга по огнестойкости каменной кладки. Раздел 722 главы 7 касается расчетной огнестойкости КСГМГ. Я прилагаю ссылку на NCMA TEK, которая охватывает ту же тему.

ПОКАЗАТЕЛИ ОГНЕСТОЙКОСТИ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ — NCMA 

Благодарим вас за обращение в MAF. Наша цель состоит в том, чтобы удостовериться, что, когда кирпичная кладка спроектирована и установлена ​​правильно, общественность имеет лучшую доступную стеновую систему.
Будьте в безопасности,
Джерри М. Художник, FASTM
352-494-8955

0 комментариев

26.09.2019

0 комментариев

 

​Может ли подрядчик использовать арматуру горизонтального шва типа фермы шириной 12 дюймов для полой стены (4 кирпича + 1,5 дюйма воздушного зазора + 8 дюймов блока CMU)?

12-дюймовая ферма HJR НЕ будет соответствовать требованиям TMS 402/602-16 для строительства пустотелых стен. Ваша стеновая система будет иметь общую ширину 13,5 дюймов. Фактическая ширина hjr составляет 10 дюймов. Проволока/пруток в шпоне будет иметь покрытие только 1 1/4 дюйма, что недостаточно. Код также требует наличия стержня на каждой стороне CMU. есть несколько вариантов крепления шпона, если вам нужна сейсмозащита то вам может понадобиться стержень в шпоне. Подозреваю, что нет, гир с третьим стержнем очень трудоемок. Каменщики должны укладывать кирпич под наружный стержень, не поднимая его. Если они немного согнут его, они, вероятно, не заставят его ровно лежать на шпоне, и им придется проявлять чрезмерную осторожность, чтобы кирпич сверху лежал на линии, а также чтобы шпон снизу не смещался. Наилучшей системой армирования и крепления полых стен является та, которая использует то, что мы называем системой крючков и петель. Он имеет 8-дюймовый HJR для CMU с приваренной к нему двойной проушиной и отдельными крюками, которые будут соединяться с ней и укладываться в горизонтальный стык шпона. Это лучшая система для производства и позволяет вертикальное и горизонтальное перемещение шпона. Лестница Армирование горизонтальных швов рекомендуется в железобетонной кладке
Будьте в безопасности.
Джерри Пейнтер, FASTM
[email protected]

0 комментариев

Механические свойства легкого бетона, армированного полипропиленом и волокном, изготовленного из переработанного легкого керамзитобетона из переработанного дробленого материала

1 Введение

Технический прогресс и эффективность в бетонной промышленности способствовали быстрому росту производства строительных материалов. Следовательно, разработка и строительство этих зданий и инфраструктуры требует огромного количества материалов. Таким образом, бетон, несомненно, является наиболее важным и экономичным строительным материалом, и он практически незаменим (Flatt et al., 2012). Ежегодно закупаются огромные количества различных типов легкого бетона, в том числе бетона с легким заполнителем, бетона с мелким заполнителем и пенобетона (Zhao et al., 2020; Hasan et al., 2021). Среди нескольких типов LWC, бетон с легким заполнителем (LWAC) является одним из наиболее распространенных методов, производимых исследователями (Polat et al., 2010; Yew et al., 2021).

В настоящее время многие исследователи из разных стран пропагандируют переработку отходов, чтобы снизить степень загрязнения Земли, например чрезмерное использование невозобновляемых источников энергии. Страны, которые проводят такие действия, — Австрия, где самый высокий уровень переработки — 63% всех отходов вывозятся со свалок. Кроме того, наша соседняя страна, Сингапур, отправляет почти 59% своего мусора или отходов на повторное использование, переработку и т. д. (General Kinematics Corporation, 2016). Кроме того, проведение экологически чистых мероприятий в строительстве или морских областях, таких как использование переработанных материалов, использование побочного заполнителя и энергосбережение в области строительства, является одной из основных стратегий устойчивого развития, поскольку оно имеет отношение к воздействию на окружающую среду (Bogas и др., 2015). Следовательно, сохраняйте и сохраняйте доступность дефицитных сырьевых ресурсов и обеспечьте строительство, пригодное для вторичной переработки.

Среди всех видов бетона легкий бетон имеет огромную рыночную стоимость, особенно в плане оптимального проектирования, поскольку стоимость, время и качество всегда являются главными проблемами в строительстве. Сообщалось, что ежегодно во всем мире производится более 10 миллиардов тонн бетона, содержащего мелкий песок, крупный гранитный щебень (Kanojia and Jain, 2017). Таким образом, спрос на легкий бетон постепенно растет из-за его новых уникальных характеристик. Применение легкого бетона в качестве конструктивных элементов, таких как балка, колонна и плита, в качестве каркаса строительной конструкции может значительно снизить постоянные нагрузки, следовательно, общая стоимость проекта может быть снижена. В текущем исследовании было проведено неэкспериментальное исследование путем включения полипропиленового волокна barchip в сочетании с технологией дробленого легкого керамзитового заполнителя (CLECA) для изучения его воздействия на механические свойства легкого бетона.

2 Материалы и методы

2.1 Материалы

2.1.1 Обыкновенный портландцемент

Обыкновенный портландцемент (OPC) Тип 1, 28 дней f c составляет 42,5 МПа. Это цемент ORANG KUAT OPC плотностью и крупностью 3150 кг/м 3 и 3170 см 2 /г соответственно. Этот продукт соответствует стандарту Малайзии MS 522: Часть 1: 2003 и сертифицирован MS ISO 14001.

2.1.2 Вода и суперпластификатор

Питьевая вода из местной водопроводной сети в городе Каджанг, Малайзия со значением pH 6 использовался как для смешивания, так и для отверждения. Суперпластификатор на основе поликарбонового эфира (PCE), степень снижения содержания воды в котором составляет 25%, был добавлен во все смеси для облегчения удобоукладываемости.

2.1.3 Мелкий и крупный заполнитель

В качестве мелкого заполнителя используется речной песок с модулем крупности 2,75. Ситовой анализ проводят в соответствии со стандартом ASTM C 136-01, чтобы получить класс мелкого заполнителя, использованный в этом исследовании. Распределение песка получено путем проведения ситового анализа, как показано в таблице 1. Все пропорции смеси были смешаны с речным песком для улучшения удобоукладываемости легкого бетона.

ТАБЛИЦА 1 . Ситовой анализ песка.

В этом исследовании в качестве крупного заполнителя использовались как дробленый гранит, так и дробленый легкий керамзит (CLECA), как показано на рис. 1. Этот переработанный CLECA был собран в заповеднике Therapeutic Garden Sanctuary в Селангоре, Малайзия. Компания сообщила, что ежегодно производится более 15 тонн CLECA. Согласно Ю и соавт. (2021), измельченные заполнители из скорлупы твердой пальмы (OPS) способны обеспечить значительное улучшение прочности на сжатие по сравнению с заполнителями без дробленого заполнителя. Кроме того, все эти крупные заполнители должны иметь размер, чтобы задерживаться на сите 4,75 мм.

РИСУНОК 1 . Щебень гранитный (А) и щебень LECA (В).

2.1.4 Волокна

Полипропиленовое волокно barchip (BPP) показано на рисунке 2, а его физические свойства перечислены в таблице 2.

РИСУНОК 2 . Полипропиленовое (BPP) волокно Barchip.

ТАБЛИЦА 2 . Физические свойства волокна BPP.

2.2 Пропорции смеси

Пропорции смеси для всех смесей легкого заполнителя CLECA (LWAC) с различным процентным содержанием объемных долей волокна (0, 0,15, 0,3 и 0,45%), которые использовались в этом исследовании, показаны в таблице 3. Это отмечается, что крупнообъемная фракция (V f ) имеет тенденцию «забиваться» в смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью (Kosmatka et al. , 2002). Таким образом, в этом эксперименте использовали полосатый полипропилен (BPP) с низким содержанием V f (<0,5%).

ТАБЛИЦА 3 . Пропорции смеси CLLWAC-BPP

2.3 Методы испытаний

Испытание на осадку было проведено в соответствии с BS EN: 12350 — Часть 2: 2009 для определения удобоукладываемости дробленого фибробетона с легким заполнителем LECA (CLLWAFRC) с различной объемной долей. (0, 0,15, 0,3 и 0,45%). На все поверхности форм перед отливкой наносили масло. Формы, заполненные осадками, встряхивали на встряхивающем столе для обеспечения однородности смеси. Образцы бетона извлекали из формы через 24 +/- 4 часа после укладки. Все извлеченные из формы образцы были полностью погружены в воду комнатной температуры в резервуаре для отверждения до тех пор, пока они не достигли желаемого возраста испытаний.

Машина для испытаний на сжатие с нагрузкой 3000 кН была изготовлена ​​компанией Unit Test Scientific Sdn. Bhd. Была установлена ​​постоянная скорость нагрузки 3,0 кН/с в соответствии с BS EN 12390 — часть 3 (2009 г.). Та же машина использовалась для испытания на растяжение при раскалывании со скоростью нагрузки 1,5 кН/с в соответствии с BS EN 12390 — часть 6 (2009 г.). Для каждого образца смеси отливали кубики размерами 100 мм × 100 мм × 100 мм для испытания на прочность при сжатии через 7 и 28 дней. Прочность на отрыв образцов смеси на 7 и 28 сутки исследовали, отливая их в цилиндры диаметром 100 мм и длиной 200 мм. Кроме того, три призмы (длина: 500 мм, ширина: 100 мм, глубина: 100 мм) используются для определения поведения прочности на изгиб на 7 и 28 день.

3 Результаты и обсуждение

3.1 Свойства свежего бетона (удобоукладываемость)

Удобоукладываемость CLLWAC с различным процентным содержанием полипропиленового волокна (BPP) представлена ​​нормальным значением осадки, как показано на рисунке 3.

РИСУНОК 3 . Соотношение свежей плотности, затвердевшей плотности и осадки с различным процентным содержанием волокна BPP.

Добавление полипропиленового волокна в CLLWAC отрицательно влияет на удобоукладываемость. Значения осадки заметно снижаются с увеличением % волокна BPP. Падение снижается постепенно на 4,6, 13,6 и 27,3% при включении 0,15, 0,30 и 0,45% волокна BPP соответственно. Точно так же для поддержания определенной обрабатываемости требуется больше воды для смазки в случае более высокого процентного содержания волокна. Суперпластификатор также можно использовать для компенсации отрицательного влияния волокна на удобоукладываемость.

Добавление фибры снижает удобоукладываемость бетона таким образом, что связывает и удерживает цементную матрицу, образуя сетчатую структуру в бетоне. Таким образом, эта структура способствует когезии и адгезии между матрицами. По мере увеличения содержания волокон увеличивается площадь поверхности цементного теста, что способствует большему внутреннему трению и требованиям к выполнению работы. Следовательно, вязкость смеси увеличивается, а самотековое течение затрудняется. Согласно Yew et al., 2015, хорошо известно, что включение волокон напрямую влияет на удобоукладываемость и текучесть простого бетона. Однако включение CLLWAC волокна BPP от 0 до 0,45% позволило достичь высокой обрабатываемости со значением осадки от 140 до 200 мм.

3.2 Плотность

Плотность после извлечения из формы (DD) и плотность после сушки в печи (ODD) были измерены для всех смесей, как показано в Таблице 4. DD рассчитывается по весу образцов, измеренному после извлечения из формы; в то время как ODD рассчитывается по весу образцов, измеренному после сушки в печи в течение 24 ч. Все образцы в этом исследовании были отнесены к DD и ODD в диапазоне 1965–1995 кг/м 3 и 1908–1984 кг/м 3 соответственно. В результате достигнута цель получения OPSLWC с ODD менее 2000 кг/м 9 .0063 3 . Образцы также соответствовали требованиям для конструкционного применения в качестве конструкционного легкого бетона (SLWC), определяемого как бетон с ODD не более 2000 кг/м 3 (Newman and Owens, 2003).

ТАБЛИЦА 4 . Свежие и закаленные свойства CLLWAC с различной объемной долей волокна BPP.

ниже В целом наблюдается небольшое увеличение всех плотностей по мере увеличения объемной доли волокна BPP. Это может быть связано с теорией плотности упаковки, согласно которой волокна BPP удерживают цементную матрицу близко друг к другу, вызывая эффект упаковки. Таким образом, добавление волокнистого материала, занимаемого в единице объема, увеличивает общую плотность. Как правило, плотность увеличивается по мере увеличения включения волокна. Из предыдущего исследования Bagherzadeh et al. (2012) сообщили об аналогичном результате.

3.3 Прочность на сжатие

3.3.1 Непрерывное отверждение во влажной среде

Прочность на сжатие каждой смеси через 1, 7 и 28 дней, как показано в Таблице 5. Прочность на сжатие через 28 дней всех смесей находилась в диапазоне 28. –37 МПа, что соответствует требованиям к конструкционному легкому бетону (SLWC) (Ю и др. , 2020). Включение волокон BPP повысило прочность на сжатие на 5,7–27,6% через 7 дней и на 2,5–31,0% через 28 дней. Это явление может быть связано с эффектом перемычки волокон BPP. С точки зрения геометрии волокно BPP является более жестким и более эффективным в сдерживании крупных трещин. Соединительный мостик между волокнами и цементной матрицей может предотвратить растрескивание, вызванное боковым растяжением, вызванным сжимающей нагрузкой (Yap et al., 2017 и Shafigh et al., 2011). Этот процесс объясняется способностью волокна BPP останавливать трещины или эффектом перекрытия в бетоне (Yew et al., 2021). На рисунке 4 показан тип разрушения кубических образцов со стороной 100 мм из простого бетона и CLLWAC-BPP0,45% соответственно.

ТАБЛИЦА 5 . Прочность на сжатие каждой смеси в разном возрасте.

РИСУНОК 4 . Схема разрыва CLLWAC-BPP0% (слева) и CLLWAC-BPP0,45% (справа) .

3.4 Прочность на растяжение при расщеплении

На рисунке 5 представлена ​​прочность на растяжение при расщеплении CLLWAC с различными объемными процентами добавления волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.

РИСУНОК 5 . Прочность на разрыв при расщеплении CLLWAC с различным процентным содержанием объемной доли волокна BPP через 7 и 28 дней.

underТенденция увеличения прочности на растяжение при расщеплении ясна, что представляет собой увеличение прочности при увеличении процентного содержания волокна BPP, как показано на рисунке 5. Прочность на растяжение при раскалывании растет экспоненциально с увеличением процентного содержания волокна до пика 2,86 МПа через 7 дней. возраст отверждения и 3,12 МПа через 28 дней отверждения. Прочность на растяжение при раскалывании развивается медленнее, чем прочность на сжатие в течение всего периода отверждения. Процентные улучшения: 5,69, 5,63, 4,93 и 9.0,25% с процентным содержанием клетчатки 0, 0,15, 0,30 и 0,45% соответственно.

Добавление волокна BPP значительно влияет на режим и механизм разрыва бетонного цилиндра. Это явление может быть связано с остановкой трещин волокнами BPP, поэтому бетон может подвергаться очень большим деформациям до полного неконтролируемого разрушения. Можно заметить, что CLLWAC без армирования волокном имеет тенденцию разрываться таким образом, что при разрушении он разделяется сразу на две половины, в то время как CLLWAC, армированный волокном, растрескивается только вдоль продольной части бетонного цилиндра. Можно заметить, что CLLWAC-BPP0,45% склонен к отказу в более пластичном режиме. Это особенно верно, когда фибра продлевает способность бетона выдерживать нагрузку и выдерживать большие деформации без разрушения на куски. Аналогичное поведение было зарегистрировано для легкого бетона OPS с волокнами полипропилена и ПВХ (Yew et al., 2015; Yew et al., 2016; Loh et al., 2021). Характер отказов CLLWAC-BPP0% и CLLWAC-BPP0,45% показан на рис. 6.9.0003

РИСУНОК 6 . Режим разрыва между CLLWAC-BPP0% (слева) и CLLWAC-BPP0,45% (справа) .

3.5 Модуль упругости

Согласно исследованию, все образцы нагружаются в двух точках до разрыва. На рисунке 7 показаны результаты MOR CLLWAC с различными объемными долями волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.

РИСУНОК 7 . Модуль разрыва CLLWAC с разным процентным содержанием волокна BPP в возрасте отверждения 7 и 28 дней.

На основании рисунка 7 можно заявить, что MOR увеличивается пропорционально увеличению объемной доли волокна SPP. MOR варьировался от минимального 2,53 МПа до максимального 3,53 МПа через 7 дней и от 2,70 МПа до 3,91 МПа через 28 дней. Изменения MOR в процентах от CLLWAC-BPP0% составляют 39,40% через 7 дней и 45,01% через 28 дней. Таким образом, CLLWAC-BPP0,45% показал самый высокий MOR, аналогичный в случае прочности на сжатие и прочности на растяжение при расщеплении. На Рисунке 7 показаны режимы разрушения простого CLLWAC и CLLWAC, армированного волокном. Было снято несколько видов для изучения их вариаций в характере растрескивания при разрушении изгиба.

При сравнении рисунка 8 основное заметное различие заключалось в том, как трещина распространялась через призму 100 мм × 100 мм × 500 мм при изгибе. Когда бетон подвергается изгибу, поведение при растяжении склонно определять его прочность, поскольку бетон является хрупким и слабым при растяжении. Из рисунка 8 видно, что присутствие волокна препятствует распространению трещины (внизу). Однако трещина быстро распространяется параллельно приложенной нагрузке, разделяя призму на части в случае без волокна. Внезапное разрушение обычно происходило в случае бетона с легким заполнителем с более низкой прочностью на растяжение, особенно при изгибе.

РИСУНОК 8 . Схема разрыва между CLLWAC-BPP0% (вверху) и CLLWAC-BPP0,45% (внизу) .

Наличие волокон в бетоне интегрирует цементные матрицы, чтобы свести к минимуму распространение трещин. По мере постепенного приложения нагрузки начинается развитие трещин, волокна приспосабливаются к поверхностям трещин и контролируют ширину или раскрытие трещин. Волокна обеспечивают эффект моста, вытесняя мелкие трещины с образованием связующего моста, удерживающего отверстия. Растяжение волокон позволяет распределить напряжение и способствует дополнительному механизму поглощения энергии. Эти механизмы задерживают разрушение, в то же время допуская большую деформацию. Таким образом, можно сделать вывод об увеличении прочности бетона на растяжение.

Помимо объемной доли, геометрии и соотношения сторон, распределение и ориентация волокон в цементной матрице также влияет на прочность бетона на растяжение. Состояние дисперсии волокна является случайным из-за влияния агрегатов и самой силы тяжести волокна, однако гомогенное распределение обычно может быть обеспечено при более высоком содержании волокна. Ориентация волокна перпендикулярно приложенной нагрузке приводит к более высокой прочности на растяжение. В противном случае параллельные волокна снижают прочность на растяжение, поскольку параллельное расположение увеличивает слабую межфазную переходную зону между волокнами и цементным тестом (Jin, 2016).

4 Заключение

На основании экспериментальных результатов этого исследования включение волокна BPP в CLLWAC оказало положительное влияние на механические свойства. Это помогает остановить распространение трещин за счет эффекта перекрытия, обеспечивает передачу напряжения, способствует дополнительным механизмам поглощения энергии и, следовательно, допускает большую деформацию. Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1) Включение полипропиленового (BPP) волокна barchip оказывает незначительное влияние на плотность. Наблюдается небольшое увеличение плотности по мере увеличения процентного содержания волокна BPP.

2) Включение волокна BPP в CLLWAC снизило удобоукладываемость, где скорость осадки увеличивалась по мере увеличения содержания волокна.

3) Включение волокна BPP в CLLWAC положительно сказалось на механических свойствах. Это помогает остановить распространение трещин за счет эффекта перекрытия, обеспечивает передачу напряжения, способствует дополнительным механизмам поглощения энергии и, следовательно, допускает большую деформацию.

4) Развитие прочности на растяжение при раскалывании ускоряется по мере увеличения объемной доли волокна BPP в CLLWAC. Прочность на растяжение при расщеплении увеличивалась экспоненциально, достигая 2,86 и 3,16 МПа соответственно через 7 и 28 дней для волокна с 0,45% BPP.

5) Чем выше процент волокна BPP в CLLWAC, тем выше MOR. При максимальном содержании волокна BPP 0,45% прирост MOR на 7 и 28 день достигает 39,4 и 45,0% соответственно.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие заключение этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.

Вклад авторов

«Концептуализация, MKY и MCY; методология, YL и FL; программное обеспечение, JB и SH; проверка, JB, MKY, MCY и YL; формальный анализ, SH и FL; расследование, MKY и JB; ресурсы, MKY и MCY; обработка данных, MKY; написание — подготовка первоначального проекта, MKY и MCY; написание — обзор и редактирование, MKY, MCY и JB; визуализация, FL, YL и SH; авторский надзор, МКУ и МКУ; администрирование проекта, MKY и MCY; приобретение финансирования, MKY Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Благодарности

Авторы выражают благодарность за финансовую поддержку Университета Тунку Абдул Рахман в рамках Исследовательского фонда Университета Тунку Абдул Рахман (UTARRF).

Ссылки

Багерзаде Р., Пакраван Х. Р., Садеги А. Х., Латифи М. и Мерати А. А. (2012). Исследование по добавлению полипропиленовых волокон для армирования легких цементных композитов (LWC). J. Ткани из инженерных волокон 7 (4), 13–21. дои: 10.1177/155892501200700410

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Богас, Дж. А., де Брито, Дж., и Фигейредо, Дж. М. (2015). Механические характеристики бетона, изготовленного из переработанного легкого керамзитобетона. Дж. Чистый. Произв. 89, 187–195. doi:10.1016/j.jclepro.2014.11.015

CrossRef Full Text | Google Scholar

BS EN 12390 (2009). Часть 3, испытание затвердевшего бетона – прочность на сжатие образцов для испытаний . Великобритания: Британский институт стандартов.

Google Scholar

Flatt, R. J., Roussel, N., and Cheeseman, C. R. (2012). Бетон: экологический материал, который нуждается в улучшении. Дж. Евро. Керам. соц. 32 (11), 2787–2798. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2011.11.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

General Kinematics Corporation (2016). 10 лучших стран мира по переработке отходов. [онлайн] Доступно по адресу: https://www. generalkinematics.com/blog/top-10-recycling-countries-around-world/ (по состоянию на 3 мая 2018 г.).

Google Scholar

Хасан М., Саиди Т. и Афифуддин М. (2021). Механические свойства и гигроскопичность легкого бетона с использованием легкого заполнителя из диатомита. Строительный строительный материал. 277, 122324. doi:10.1016/j.conbuildmat.2021.122324

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джин, Б. (2016). Исследование механических свойств и микроструктуры высокопрочного полипропиленового фибробетона с легким заполнителем. Строительство Строительный материал. 118, 27–35.

Google Scholar

Каноджиа А. и Джейн С. К. (2017). Использование скорлупы кокосового ореха в качестве крупного заполнителя в бетоне. Строительный строительный материал. 140, 150–156. doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.02.066

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Косматка С. Х., Керхофф Б. и Панарез В. К. (2002). Разработка и контроль бетонных смесей . 14-е изд. США: Портленд Джем Ассоти.

Google Scholar

Ло, Л. Т., Ю, М. К., Ю, М. К., Бех, Дж. Х., Ли, Ф. В., Лим, С. К., и др. (2021). Механические и термические свойства легкого бетона из синтетического полипропилена, армированного волокном из возобновляемых источников масличной пальмы. Materials 14 (9), 2337. doi:10.3390/ma14092337

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ньюман Дж. и Оуэнс П. (2003). «Свойства легкого бетона», в Advanced Concrete Technology. Процессы . Редакторы Дж. Ньюман и Б. Чу (Оксфорд: Баттерворт — Хайнеманн), 3–29. doi:10.1016/b978-075065686-3/50288-3

CrossRef Full Text | Google Scholar

Полат Р., Демирбога Р., Каракоч М.Б. и Туркмен И. (2010). Влияние легкого заполнителя на физико-механические свойства бетона, подвергающегося воздействию циклов замораживания-оттаивания. Научные исследования холодных регионов. Тех. 60, 51–56. doi:10.1016/j.coldregions. 2009.08.010

Полный текст CrossRef | Академия Google

Шафиг П., Махмуд Х. и Джумаат М. З. (2011). Влияние стальной фибры на механические свойства легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Матер. Дес. 32, 3926–3932. doi:10.1016/j.matdes.2011.02.055

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Яп С.П., Аленгарам У.Дж., Мо К.Х. и Джумаат М.З. (2017). Характеристики пластичности стальных фибробетонных балок из скорлупы масличной пальмы при изгибной нагрузке. евро. Дж. Окружающая среда. Гражданский инж. , 1–13. Дои: 10.1080/19648189.2017.1320234

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю М.К., Бин Махмуд Х., Анг Б.К. и Ю М.К. (2015). Влияние низкой объемной доли волокон поливинилового спирта на механические свойства легкого бетона с оболочкой масличной пальмы. Доп. Матер. науч. англ. 2015, 1–11. doi:10.1155/2015/425236

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ю М.К., Бин Махмуд Х., Анг Б.К. и Ю М. К. (2015). Влияние низкой объемной доли волокон поливинилового спирта на механические свойства легкого бетона с оболочкой масличной пальмы. Доп. Матер. науч. англ. 2015, 1–11. doi:10.1155/2015/425236

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ю М. К., Махмуд Х. Б., Шафиг П., Анг Б. К. и Ю М. К. (2016). Влияние полипропиленовых витых пучковых волокон на механические свойства высокопрочного легкого бетона из скорлупы масличной пальмы. Матер. Структура 49 (4), 1221–1233. doi:10.1617/s11527-015-0572-z

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ю, М. К., Ю, М. К., Бех, Дж. Х., Со, Л. Х., Ли, Ф. В., и Нг, Т. К. (2020). Текст научной работы на тему «Влияние высокоэффективного полипропиленового волокна и термообработанной оболочки твердой пальмы на прочностные свойства легкого бетона» Евро. Дж. Окружающая среда. Гражданский инж. , 1–20. doi:10.1080/19648189.2018.1509022

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ю, М. К., Ю, М.