Газобетон вес: сколько весит газобетон 1 м3, газобетонный блок 600х300х200, газосиликатный поддон 600х400х250, удельный сибит

Прочность при сжатии легкого бетона

1.2 Пенобетон (ФК)

С добавлением значительного количества увлеченного воздуха (от 20% до 50%) в бетон производится пенобетон, который является работоспособным, с низкой плотностью, прокачиваемым, самовоспламеняющимся Выравнивание и самоуплотнение LWC. Пенобетон больше используется в качестве неструктурного бетона для заполнения пустот в инфраструктуре, хорошей теплоизоляции и наполнителя для помещений в зданиях с меньшим увеличением мертвой нагрузки.

1.3 Автоклавный газобетон (AAC)

AAC, или также называемый автоклавным газобетоном, к которому добавляется пенообразователь, впервые был произведен в 1923 году в Швеции и является одним из старейших типов LWC. Строительные системы AAC были тогда популярны во всем мире благодаря простоте использования.

1.4 Конструкционный и неструктурный легкий бетон

Легкие заполнители (LWAC) могут использоваться для структурных применений, согласно данным Американского института бетона (ACI).Чтобы считаться конструкционным легким бетоном (SLWC), минимальная 28-дневная прочность на сжатие и максимальная плотность составляют 17 МПа и 1840 кг / м. ³ , соответственно. Практический диапазон плотности SLWC составляет от 1400 до 1840 кг / м ³ . LWC, изготовленный из материала с более низкой плотностью и более высокими воздушными пустотами в цементной пасте, считается неструктурным легким бетоном (NSLWC) и, скорее всего, будет использоваться для его теплоизоляции и более низких весовых свойств. LWC с прочностью на сжатие менее 17 МПа также считается NSLWC.Использование LWAC имеет ряд преимуществ, таких как улучшенные тепловые характеристики, лучшая огнестойкость и снижение собственной нагрузки, что приводит к снижению затрат на рабочую силу, транспортировку, опалубку и т. Д., Особенно в промышленности по производству сборного железобетона. С уменьшением плотности бетона свойства бетона существенно меняются. Для двух образцов бетона с одинаковой прочностью на сжатие, но один изготовлен из LWC, а другой изготовлен из NWC, предел прочности при растяжении, предельное растяжение и прочность на сдвиг все ниже в LWC, чем NWC, в то время как величина ползучести и усадки составляет выше для LWC.LWC также менее жесткие, чем эквивалентные NWC. Тем не менее, есть преимущества в использовании LWC, такие как уменьшение мертвой нагрузки, что приводит к небольшому уменьшению глубины балки или плиты. Также наблюдается, что модуль упругости LWC ниже, чем эквивалентная прочность NWC, но при рассмотрении прогиба плиты или балки этому противодействует уменьшение мертвой нагрузки.

В настоящей главе после обсуждения легкого бетона и его свойств мы изучим прочность на сжатие LWC и методы оценки и прогнозирования прочности на сжатие LWC.Далее будет проведено тематическое исследование LWC, изготовленного из LWA, которое будет представлено для лучшего понимания свойств LWC. В конце концов заключение главы будет сделано.

2. Фон из легкого бетона

Бетон является относительно тяжелым строительным материалом; поэтому в течение двадцатого века было проведено много экспериментов, чтобы уменьшить его вес без ущерба для других свойств. В течение 1920-х и 1930-х годов было разработано много различных типов легких бетонов, т.е.г., Durisol, Siporex, Argex и Ytong. Вероятно, самым известным и первым типом автоклавного газобетона был Ytong. Его изобрел шведский архитектор Йохан Аксель Эрикссон, доцент Королевского технологического института в Стокгольме. В начале 1920-х годов Эрикссон экспериментировал с различными образцами газобетона и помещал смеси в автоклав, чтобы ускорить процесс отверждения. В ноябре 1929 года началось промышленное производство блоков Ytong. Название сочетает в себе Yxhult, город, где находился первый шведский завод, и конец Betong, шведское слово для бетона.Материал был очень популярен в Швеции с 1935 года, с настоящим прорывом сразу после Второй мировой войны, когда он стал одним из самых важных строительных материалов в стране. Также производственный процесс экспортировался в другие страны, такие как Норвегия, Германия, Великобритания, Испания, Польша, Израиль, Канада, Бельгия и даже Япония. Автоклавный газобетон Siporex был разработан в Швеции в 1935 году. LWAC, Argex, впервые был произведен в Дании в 1939 году под международным брендом Leca.Начиная с годового производства в Копенгагене в 20 000 м ³ , общий объем производства по всей Европе увеличился к 1972 году до почти 6 миллионов м ³ в год (по материалам послевоенных строительных материалов «postwarbuildingmaterials.be»).

Более поздний тип LWC, который называется LWAC, является одним из самых популярных среди них и с тех пор и до сегодняшнего дня был предметом многих исследовательских работ по всему миру. Даже сегодня существует множество обширных исследовательских программ по SLWC и NSLWC, сделанных из LWA.В настоящей главе мы сфокусируемся на LWAC, а для тематического исследования мы обсудим часть продолжающегося исследования автора по LWAC [1]. Ниже приводятся разбитые по категориям примеры исследовательских работ, проведенных в последнее время:

2.1 LWC, включая переработанный легкий заполнитель

В 2013 году было проведено исследование по производству бетона, содержащего переработанные заполнители, полученные из измельченного строительного и неструктурного легкого бетона [2]. Механические свойства этого бетона были исследованы.Бетонные составы, изготовленные из переработанных легких бетонных заполнителей (RLCA), были измерены на их прочность на сжатие, модуль упругости, прочность на растяжение и сопротивление истиранию. Обсуждалось влияние свойств заполнителей на свойства бетона, включая плотность бетона, прочность на сжатие, конструкционную эффективность, прочность на разрыв при растяжении, модуль упругости и сопротивление истиранию. Это исследование доказало, что можно производить конструкционный переработанный легкий бетон из дробленого, структурного и неструктурного LWC с плотностью ниже 2000 кг / м ³ .Улучшения в механических свойствах можно увидеть, когда LWA заменяется на RLCA. Исследование пришло к выводу, что переработанный легкий заполнитель является потенциальной альтернативой обычному LWC.

2.2 LWC, включая керамзит

В 2015 году другие исследователи изучали свойства LWC, состоящие из шлаковых и легких керамзитобетонов (LECA) [3]. При замене грубого заполнителя смешанными легкими заполнителями, такими как шлак и LECA, произошло уменьшение веса и, соответственно, снижение прочности на сжатие, но они смогли использовать шлак и LECA в качестве замены обычного крупного заполнителя, чтобы снизить стоимость , в то время как прочность на сжатие была близка к прочности NWC.Средняя прочность на сжатие для образцов, которые включали вышеупомянутый LWA, была 39,2 Н / мм ² , в то время как средняя прочность на сжатие для NWC была 43,4 Н / мм ² . Плотность LWC варьировалась от 1800 до 1950 кг / мм ³ , а плотность для NWC составляла 2637 кг / м ³ . В исследовании были проанализированы осадки свежей бетонной смеси и средняя прочность на сжатие и растяжение затвердевшего бетона.

2.3 LWC, включая агрегаты пеностекла

Аналогичные исследования, представленные в отношении отходов, показали, что отходы могут быть повторно использованы в качестве строительных материалов в 2016 году [4].Пеностекло и ударопрочный полистирол (HIPS) — это материалы, которые они собирают путем переработки отходов. Стеклянная пена обнаруживается из стеклянной котлеты, а полистирол собирается из бутадиен-модифицированного каучука. Они исследовали прочность на сжатие и изгиб, водопоглощение и объемную плотность предлагаемых бетонных смесей. LWC с заполнителями из вспененного стекла зависит от количества заполнителя. Большие количества заполнителя вызывают уменьшение прочности на сжатие и изгиб, а также увеличение поглощения.Добавление HIPS улучшило прочность на сжатие; однако это не оказало существенного влияния на водопоглощение. В 2017 году Курпинска и Ференц изучили физические свойства легких цементных композитов, состоящих из гранулированного зольного заполнителя (GAA) и гранулированного вспененного стеклянного заполнителя (GEGA) [5]. Это исследование продемонстрировало значительное влияние типа и размера зерна на физические свойства легкого бетона. После того, как механические свойства 15 различных смесей были рассчитаны и измерены, они использовали программу моделирования конечных элементов для изучения возможности применения этого типа LWC в конструкционных элементах, наполнителях и изоляционном материале.. В этом исследовании, основанный на изображениях подход используется для извлечения характеристик материалов. Измерение пор и структуры пор каждого типа материала оценивали с помощью микроскопа, 3D и рентгеновской микрокомпьютерной томографии. Теплопроводность материала была измерена. Там результаты показали, что дробленые и расширенные агрегаты отходов стекла поддерживаются в качестве альтернатив для легких агрегатов.LWC с плотностью менее 2000 кг / м ³ , включая измельченный агрегат отходов, показали прочность на сжатие более 38 МПа. Это считалось эффективным легким бетоном, и оно удовлетворяло желаемым механическим свойствам.

2,5 LWC, включая керамзит и керамзит

Экспериментальное исследование прочности на сжатие и долговечности LWC с керамзитом и керамзитовой пастой (ECA) с использованием различных микро-наполнителей, включая измельченный кварцевый песок и диоксид кремния дым был проведен в 2018 году [7].Основываясь на их исследованиях, ECA является одним из самых популярных агрегатов для SLWC, и использование этого агрегата важно для устойчивого развития в строительной отрасли. Были исследованы взаимосвязи между прочностью на сжатие и плотностью бетонных смесей с различными пропорциями LWA. Влияние тонкой LWA на плотность и прочность на сжатие LWAC также были проанализированы. Они могут достигать прочности на сжатие 39,5–101 МПа для смесей, содержащих ЭГА, и 43,8–109 МПа для смесей, содержащих ЭХА.Плотность смесей, содержащих EGA и ECA, составляет 1458–2278 и 1588–2302 кг / м. ^{— 3} соответственно. Различные зависимости прочности при сжатии от плотности были получены для LWC, содержащего EGA, и LWC, содержащего ECA, даже несмотря на то, что композиции имели одинаковое количество цемента, соотношение воды и цемента, микронаполнитель и общий объем LWA. Хотя понимание основных механических свойств (плотности и прочности на сжатие) бетона, содержащего LWA, такого как ECA и EGA, было основной целью этого исследования, было сделано заключение, что применение расширенного стекломасса (EGA) в бетоне все еще находится на ранних стадиях ,

Как и в настоящей книге, прочность бетона на сжатие является основным предметом обсуждения; позже в этой главе мы обсудим конкретное исследование прочности на сжатие конкретного типа LWC, содержащего EGA, реализующего метод неразрушающего контроля в дополнение к традиционному испытанию на сжатие. Поэтому в следующем разделе мы кратко поговорим об использовании неразрушающего контроля при оценке прочности на сжатие и свойств бетона.

3. Методы неразрушающего контроля

Методы неразрушающего контроля (НК) широко используются при исследовании механических свойств и целостности бетонных конструкций.Как видно из таблицы 1, предоставленной AASHTO [8], следующие методы используются для обнаружения дефектов в бетонных конструкциях для использования в полевых условиях. В настоящем исследовании для оценки свойств LWC используется метод ультразвуковой скорости импульса (UPV). Ультразвуковые методы измеряют скорость импульса, генерируемого пьезоэлектрическим преобразователем в бетоне, и это измерение оценивает механические свойства бетона. Основываясь на исследованиях и корреляциях, скорость импульса связана с такими элементами, как прочность на сжатие или коррозия [1].Как видно из таблицы 1, UPV обнаруживает коррозию в арматуре; однако, это не изучено в этом отчете.

3.1 Скорость ультразвукового импульса (UPV)

AASHTO заявляет, что точное измерение прочности бетона зависит от нескольких факторов и лучше всего определяется экспериментально [8]. В настоящей работе в дополнение к обычному испытанию на сжатие UPV используется для изучения свойств бетона. В общем, испытания UPV используются для различения материала и целостности исследуемого образца бетона.Этот метод усиливает контроль качества и обнаружение дефектов. В полевых условиях UPV проверяет однородность бетона, обнаруживает внутренние дефекты и определяет глубину дефектов, оценивает модули деформации и прочность на сжатие, а также отслеживает характерные изменения в бетоне во времени [9]. Из наблюдений определенные факторы влияют на УПВ. Теория упругости для однородных и изотропных материалов утверждает, что скорость импульса волн сжатия (Р-волн) косвенно пропорциональна корню квадратному из динамического модуля упругости Ed и обратно пропорциональна корню квадратному из его плотности, . ρ [10].Тип заполнителя, используемый в смеси, оказывает значительное влияние на модуль упругости; поэтому для нашего текущего LWA ожидается значительное изменение скорости импульса. Чтобы дифференцировать результаты, корреляции должны быть определены аналитически. В качестве примера выражение для модуля упругости бетона и его отношения между прочностью на сжатие (fc), плотностью в сушильном шкафу и самим Ec предложено в EN 1992-1-1, Eurocode 2 [11]. Это соотношение предполагает, что UPV и fc не являются уникальными и зависят от таких факторов, как тип и размер заполнителя, физические свойства цементной пасты, условия отверждения, состав смеси, возраст бетона, пустоты / трещины и содержание влаги [12].Факторы, влияющие на метод UPV, представлены в таблице 2 [13]. Составляющие бетона и его содержание влаги, возраст и пустоты / трещины значительно влияют на UPV. Предыдущие работы показали, что корреляция между прочностью на сжатие в бетоне и скоростью ультразвукового импульса должна быть определена для каждой конкретной бетонной смеси [13, 14]. Обнаружение общей корреляции между fc и UPV будет улучшением для проверки и оценки конструкций, изготовленных из LWC.

Возможность исследования методов обнаружения дефектов бетонных конструкций в полевых условиях [8].

G = хорошо; F = справедливым; P = плохо; N = не подходит; Gb = под битумным покрытием; Gc = обнаруживает расслоение.

Таблица 2.

Факторы влияния для метода UPV.

Поэтому, основываясь на предыдущих исследованиях, рекомендуется, чтобы для каждого типа LWA, используемого в LWC, исследователи проводили экспериментальную программу, чтобы установить совершенно новую связь между UPV и прочностью на сжатие бетона, которая не является предметом настоящего глава. Следовательно, в настоящей главе мы представили некоторые из самых последних предложенных уравнений, относящихся к UPV к прочности на сжатие LWC, и представили некоторые из доступных уравнений, относящихся к UPV к прочности на сжатие LWC и NWC, для тех, кто заинтересован в сравнении конфигураций уравнения и начать свои исследования для конкретных типов LWA, представляющих интерес.

3.2 Использование UPV для определения прочности на сжатие

В последние десятилетия многие исследователи представили различные методы оценки прочности на сжатие бетона LWA в сравнении с UPV. LWA в этих исследованиях состоит из различных типов природных или техногенных LWA, таких как переработанные легкие бетонные заполнители (RLCA), легкий заполненный глинистый заполнитель (LECA), ударопрочный полистирол (HIP), гранулированный зольный заполнитель (GAA), гранулированный керамзит (GEGA), пеностекло (FEG), керамзит (ECA) и керамзит (EGA).В литературе были рассмотрены несколько факторов, которые влияют на связь между прочностью на сжатие и УПВ. Наиболее важные анализируемые факторы включали тип и содержание цемента, количество воды, тип примесей, начальные условия смачивания, тип и объем заполнителя, а также частичную замену грубых и мелких заполнителей нормального веса на LWA. В результате было предложено упрощенное выражение для оценки прочности на сжатие различных типов LWAC и его состава. Зависимость UPV и модуля упругости также исследовалась во многих работах [13].Они представили выражение ниже для широкого диапазона SLWC с пределом прочности при сжатии от 20 до 80 МПа. УПВ и плотность измеряются в метрах в секунду и кг / м ³ . Из регрессионного анализа Kupv может быть константой, равной 54,6, 54,3, 0,86 и т. Д. И является коэффициентом корреляции. Значения UPV и измерения прочности были выполнены на кубическом бетонном образце в их исследовании:

фк = UPVKupv ∗ p0.523E1

где fc — прочность бетона на сжатие (МПа), UPV — скорость ультразвукового импульса (м / с) KUPV — это константа, представляющая коэффициент корреляции, а ρ — плотность образца в сухом состоянии (кг / м ³ ).В исследовании, представленном в другом месте [9], были предложены уравнения для волокон, содержащих LWC, для оценки прочности бетона на сжатие по соответствующим значениям UPV. Уравнения, представленные ниже, представляют собой прочность бетона на сжатие в дни 7 и 28 соответственно:

fc = 1.269exp.0.841v7daysE2

fc = 0.888exp.0.88v28daysE3

, где f _c — прочность бетона на сжатие ( МПа), а v — скорость импульса (м / с). Другие типы уравнений были представлены в 2015 году [10], что внесло грубое совокупное содержание в качестве определяющего фактора в представленные взаимосвязи.В разработанных уравнениях fc был представлен для прочности на сжатие куба, измеренной в МПа. Переменная v — это UPV, и она измерялась в километрах в секунду. Выражения представлены ниже для различного содержания крупного заполнителя (CA):

Для CA (содержание крупного заполнителя) = 1000 кг / м ³

fc = 8.88exp.0.42vE4

Для CA = 1200 кг / м ³

fc = 0.06exp.1.6vE5

Для CA = 1300 кг / м ³

fc = 1.03exp.0.87vE6

Для CA = 1400 кг / м ³

fc = 1.39exp.0.78vE7

В таблице 3 приведены некоторые из различных уравнений, сгенерированных исследователями в последние десятилетия для прогнозирования прочности бетона на сжатие, fc в пересчете на УПВ [15].