Skip to content

Компенсаторы усадки: Компенсаторы усадки для сруба деревянного дома, под брус, бревно

Содержание

Компенсаторы усадки для сруба деревянного дома, под брус, бревно

 

На фото показано, в какие места деревянного дома и деревянных срубов устанавливаются механические винтовые компенсаторы усадки. Компенсаторы усадки устанавливаются под опорные бревна (опорный брус) и предназначены для компенсации осадочных деформаций в срубах деревянных домов из бруса и оцилиндрованного бревна.

Компенсаторы усадки, или винтовые регулируемые опоры, применяются при строительстве деревянных домов из оцилиндрованного бревна или бруса при регулировке опорных, деревянных столбов по высоте. Регулируемые винтовые опоры сделаны из  прочной углеродистой  стали и выдерживают большие нагрузки. В настоящее время они широко применяются при монтаже домов из бруса, как в России, так и за рубежом.

Основное назначение компенсаторов усадки

Предназначение таких компенсаторов — равномерное распределение усадки деревянного бревенчатого сруба.

Они имеют оцинкованное покрытие для защиты от ржавчины. Самый распространенный размер компенсатора усадки в диаметре 20-24 мм. Длина  винтовых опор от 120 до 150мм. Если необходима более длинная винтовая опора, ее можно изготовить на заказ в короткие сроки.

Пружинный компенсатор усадки

Фото: так выглядит пружинный компенсатор усадки предназначенный для принудительной стяжки бревен и бруса в деревянном бревенчатом срубе. Главный рабочий элемент – мощная стальная пружина.

Схема установки компенсатора усадки под вертикальный столб из бруса

Мнения экспертов

По мнению специалистов, винтовые компенсаторы усадки необходимо устанавливать в случаях, когда столбы из бревна или бруса поддерживают деревянные балки потолка первого этажа, или деревянные балки, межэтажные перекрытия в срубах, из бруса или бревна. Также необходимо ставить такие компенсаторы под столбы, которые держат открытую веранду деревянного дома или бревенчатого сруба.

Принцип  работы компенсаторов нагрузки заключается в том, что он выставляется под опорный деревянный столб или балку на максимально выкрученной высоте винтовой резьбы. Опорную площадку крепят саморезами к столбу или балке перекрытия, стропильной системы крыши сруба. Винт компенсатора выставляется в этом случае в максимально высокое положение.

Технология регулировки механизмов

В первоначальном варианте деревянный сруб из бруса или бревна в течение одного года необходимо осаживать на 6-9 см по всей  высоте стен сруба или бруса. Специалисты —  строители,  через два месяца приезжают на участок, где расположен построенный ими деревянный сруб и подкручивают гайки винтового компенсатора усадки в сторону скручивания, опуская тем самым опорную балку или опорный столб на 1-2 см по всему периметру здания. Для более точной регулировки, в таких случаях, всегда применяется уровень или гидро — уровень. Постепенно выставляя, таким образом, через каждые два месяца гайкой компенсатора по два сантиметра, специалист компенсирует естественную усадку сруба деревянного здания по всему периметру.

Выполняя такие  по своему виду не хитрые манипуляции с помощью компенсатора усадки, Вы обезопасите себя от выполнения работы по переконопачению зазоров между бревнами или брусом, что очень важно, если Вы проживаете в таком доме в зимнее время суток, так как через образовавшиеся щели в дом из бруса может попасть влага и холод.

Где в Москве купить узлы?

После того, как Вам построили деревянный дом или баню из бревна или бруса, возвели рубленый дом, или деревянную кровлю, любой конфигурации и сложности, не забудьте позаботиться о приобретении и установке компенсаторов усадки. Не забывайте своевременно  скручивать гайку компенсатора самостоятельно или с помощью специалистов.

Фото: для бруса и бревна требуются разные по нагрузкам компенсаторы усадки.

Одновременно с компенсаторами усадки, вы можете купить из наличия, такие важные крепежные элементы для сруба, как деревянные круглые березовые нагели. Данные крепежи, совместно с металлическими компенсаторами усадки помогут вам качественно и надежно уложить бревна и брус при сборке вашей деревянной срубной конструкции.

Заказать, купить или уточнить наличие необходимых вам компенсаторов усадки для бруса и бревна Вы всегда сможете, позвонив нам по телефонам, указанным в разделе контакты.

Тематическое Видео:

 

применение для бруса регулируемого винтового усадочного домкрата, виды компенсаторов и принцип действия

Компенсаторы усадки — приспособления, используемые в деревянном домостроении для предотвращения такого явления, как усыхание бруса или бревна. Они устанавливаются еще на этапе возведения здания или сооружения, обеспечивают необходимое давление на элементы, меняющие свои геометрические параметры по мере высыхания. Особенности применения для бруса регулируемого винтового усадочного домкрата, других видов компенсаторов, принципы их действия стоит изучить более подробно.

Принцип действия

Древесина — материал, претерпевающий определенные деформации в ходе изменения влажности его волокон. Под воздействием атмосферной влаги, ветра, солнца происходит усадка, меняющая объемы, влияющая на плотность прилегания стыков друг к другу. Все эти факторы особенно важны в домостроении. При использовании бревна и бруса естественной влажности образование межвенцовых щелей практически неизбежно. Устранить этот неприятный эффект помогает компенсатор усадки.

В зависимости от типа материалов, ежегодная усадка достигает 2-5%, на завершение процесса уходит до 3 лет.

Серьезную проблему это доставляет при обустройстве дверных и оконных проемов, которые могут терять до 6-10 см. Это приводит к заклиниванию створок и другим сложностям.

Выполнять внутреннюю отделку дома до завершения усадки тоже не рекомендуется. Материалы может просто разорвать.

Компенсаторы усадки внедряются в конструкцию сруба и позволяют в дальнейшем успешно контролировать происходящие в ней процессы.

В зависимости от наличия дополнительных регуляторов, давление со стороны распорки остается постоянным или меняется. Например, винтовой домкрат в течение года ежемесячно равномерно смещают, обеспечивая возможности для прохождения усадки без ущерба для всей конструкции.

Основной принцип действия таков.

  1. Компенсатор устанавливается в наиболее уязвимых точках конструкции.
  2. Удерживает венцы в заданном положении при деформационных и усадочных процессах.
  3. Позволяет регулировать равномерность усушки. При установке на вертикальные столбы и колонны размеры зазоров заранее просчитываются, постепенно их сокращают.
  4. По завершению усадки съемные элементы удаляют, несъемные оставляют в конструкции здания или сооружения.

Использование компенсаторов помогает избежать многих неприятных последствий, связанных с усыханием древесины, обеспечивает сохранение правильной геометрии всех стыков.

Разновидности

Все используемые в строительной сфере усадочные компенсаторы принято делить на 2 большие категории: регулируемые и нерегулируемые. В зависимости от выбора и особенностей материала, наблюдаемых деформационных нагрузок, могут меняться и типы используемых приспособлений.

Несъемные пружинные

Этот вид компенсаторов усадки представляет собой металлоизделие, устанавливаемое в тело бруса или бревна еще на этапе ведения строительных работ. Их не вынимают из конструкции после завершения процесса строительства. Сама конструкция максимально проста: между стальными чашами находится пружина, принимающая на себя деформационные нагрузки.

Для установки несъемных компенсаторов

усадки используется предварительное высверливание отверстий в теле бруса или бревна. После монтажа роль таких компонентов в конструкции сводится к сохранению прижимного усилия даже при изменении геометрии самого элемента. Пружинные компенсаторы хороши тем, что нивелируют последствия деформации, возникающие в результате перепадов температур, а не только при естественной усадке.

Для их монтажа выбирают область стыковки, расположенную между 2 и более стен. Именно здесь этот элемент конструкции оказывается наиболее полезен и необходим.

Винтовые или домкратные

Эта разновидность съемных компенсаторов усадки представляет собой 2 расположенные параллельно пластины с несущей шпилькой и гайками для фиксации опоры. При подкручивании винтового элемента удается регулировать параметры давления на части деревянных конструкций. В этом случае компенсация изменений, вызванных естественной усадкой, отслеживается и производится на всем протяжении этого процесса. Винтовые или домкратные металлоизделия изготавливаются из стали с цинковым покрытием. Для них характерны следующие показатели:

  • 100-250 мм регулировки по высоте шпильки;
  • сечение несущего элемента — от 15 до 30 мм;
  • размеры пластин от 100×100 мм до 250×250 мм.

Размерные параметры винтовых компенсаторов обусловлены размерной сеткой несущих балок, используемых в деревянном домостроении. Пластины крепятся к элементам конструкции здания при помощи шурупов через специальные технологические отверстия. Винтовые компенсаторы наиболее удобны при использовании с брусом, поскольку обладают высокими несущими способностями, обеспечивают плотное прилегание распорок к поверхности древесины. В момент монтажа шпильке придается максимальная длина, а затем при помощи регулировочного винта ее размеры выбираются с учетом необходимого уровня провисания балки.

Нагели

Этот тип компенсаторов усадки существует на протяжении многих столетий, он появился одним из первых. Нагель — деревянный элемент, соединяющий венцы. При усыхании древесины клин не позволяет меняться первоначально заданному расстоянию. Но этот метод годится только для клееного бруса или бревенчатых срубов. Пиленый и профилированный материал дает более интенсивную усушку, усилия нагеля здесь будет недостаточно.

Выглядит нагель как правильная, тщательно обточенная цилиндрическая планка из более твердых пород дерева, нежели сам сруб. Такая разница позволяет преодолевать деформационные нагрузки. Например, для зданий из хвойных пород используют дубовые или березовые нагели. Они заменяют собой гвозди при сборке дома, их забивают в срединную часть бруса, делая шаг в 2000-2500 мм, отверстия предварительно высверливают в шахматном порядке. Стандартный диаметр березовой распорки составляет 18-25 мм, длина 300-350 мм.

Обсадные

Эти компенсаторы предназначены для установки в дверные и оконные проемы. Из сухого пиломатериала собирается обсадная коробка, выглядящая, как буква «Т», положенная набок. Стыковка распорки производится по системе шип-паз, в торцах проема прорезается выемка, а на обсадном элементе — гребень. Вставляются обсадные конструкции на 2 стороны, а уже над ними крепится верхний брусок. Такая конструкция предупреждает деформацию и заклинивание оконных, дверных рам в проемах.

Где применяется?

Основное применение компенсаторов усадки связано с возведением зданий и сооружений с горизонтальным типом укладки бруса или бревна. В этом случае при усушке они дают наибольшую деформацию. Домкрат для сруба устанавливается с упором на вертикальные элементы, позволяя в дальнейшем выставить его на выбранное основание. Эта технология вполне оправдывает себя в тех случаях, когда конструкции создаются на продажу.

Винтовые компенсационные элементы чаще всего применяются при наличии вертикальной опоры, соединенной с горизонтальным основанием. Регулируемая усадка здания — единственный реальный способ контроля изменений уровня влажности бруса или бревна. При помощи специальных компенсаторов удается избежать разрушения, растрескивания материалов, предотвратить образование щелей в стенах.

Виды компенсаторов усадок бруса представлены в следующем видео.

Компенсатор усадки сруба

Компенсатор усадки — приспособление, которое компенсирует усадку деревянного дома. Оно представляет домкрат, регулировочный лифт или винт. Он включает анкеры с гайками и несколько пластин, одна их которых является опорой, а вторая — ответная. Для бревенчатого сруба чаще применяют пружинный компенсатор, который представляет пружину, надетую на гайку. Компенсатор размещают между опорными столбами и деталями сруба, чтобы венцы не провисали. В первое время гайки подтягивают ежедневно, затем процедуру выполняют реже.

Применение компенсатора

Как известно, брусовый или бревенчатый дом постепенно усаживается. На спокойном и малоподвижном грунте усадка происходит медленно и спокойно. Однако на подвижной почве и при повышенном уровне грунтовых вод углы сруба могут осаживаться неравномерно, что может привести к перекосу стен. Чтобы смягчить процесс усадки и избежать перечисленных проблем, применяют специальный компенсатор.

Вместо классического домкрата и компенсатора можно использовать более доступный и дешевый метод с применением конопатки и деревянных нагелей. При соблюдении данной технологии усадка проходит равномерно, а древесина прочно и надежно заклинивает межвенцовый уплотнитель. В этом случае берут нагели не с традиционным круглым сечением, а с квадратным или прямоугольным.

Забивать нагели нужно в углах сруба плотно и в шахматном порядке после установки каждого венца. Важно, чтобы следующий ряд не совпадал с отверстиями предыдущего. Конопатку делают в несколько этапов. Сначала сразу после сборки сруба, затем после пика усадки и в конце — через несколько лет после строительства. Как правильно конопатить стены деревянного дома, читайте здесь.

Выбор и технология установки компенсатора

Для бревенчатого дома выбирают винтовые компенсаторы. В данном случае важно правильно подобрать размер, который зависит от степени нагрузки строения. Для небольшой нагрузки выбирают пластины толщиной 6-8 мм и параметрами 100х100 мм. Для средней нагрузки применяют металлические пластины 150х150 мм с толщиной свыше 20 мм.

Установить компенсатор можно двумя способами. При соединении “шип в паз” углы сруба приподнимают и плотно располагают приспособления. Для окон и дверей изготавливают деревянную обсадную коробку в виде буквы “Т”, укладывая на боковую сторону. Обсадная коробка устанавливается обязательно в каждом деревянном доме в независимости от степени нагрузки и типа почвы на земельном участке.

Монтаж обсадной коробки или окосячка предотвратит деформацию и перекос оконных и дверных конструкций в период усадки сруба. Без данной подготовки нельзя устанавливать окна и двери! После монтажа конструкций важно обязательно обработать каждый деревянный элемент антисептиком. Это защитит от отрицательного воздействия влаги, ультрафиолета и насекомых. После такой обработки древесина не гниет и не выцветает, не покрывается плесенью, надолго сохраняет физические свойства и первоначальный внешний вид.

После основной усадки, время которой зависит от типа, качества и сорта материалов, домкрат убирают и приступают к работе со стенами и финишной отделке. Сруб шлифуют, утепляют и еще раз обрабатывают защитными составами. Делают гидроизоляцию, устанавливают окна и двери.

Грамотная и быстрая сборка сруба

При использовании домкрата важно правильно установить технику и соблюдать правила безопасности. Мастера фирмы “МариСруб” обладают большим опытом в деревянном домостроении, грамотно и быстро собирают сруб, при необходимости устанавливают компенсаторы или укладывают конопатку со специальным креплением. Выполняем полный перечень работ по возведению и отделке дома.

Строим брусовые и бревенчатые дома от производителя. Самостоятельно изготавливаем и обрабатываем пиломатериалы. Каждое изделие проходит антисептирование и защитную обработку на этапе изготовления, установки и сборки, финишной отделки. Строительство от производителя позволяет получить качественный и надежный результат с гарантией, а также сэкономить на оплате работы посредников.

Самостоятельно производим пиломатериалы и устанавливаем сруб в короткие сроки, выполняем утепление и конопатку, возведение фундамента и кровли, монтаж дверей и окон, финишную отделку внутри и снаружи дома. Гарантируем качество, надежность и оперативность строительных работ!

Компенсаторы усадки винтовые регулируемые домкраты сруба в доме из бруса и бревна

Домкрат металлический это регулируемый механизм, представляющий собой винтовой регулируемый домкрат, состоящий из двух пластин, болта и гайки, данное устройство служит для предотвращения негативного воздействия усадки.

 

  • 1. Деревянный брус опоры
  • 2. Болт с винтовой резьбой
  • 3. Верхняя прижимная планка(пластина)
  • 4. Металлическая гайка
  • 5. Нижняя прижимная планка(пластина)

Принцип действия домкрата

Усадка дома из бруса или бревна в деревянном доме (срубе) представляет из себя естественный процесс усушки дерева по окончанию строительства, итогом, которой происходит уменьшения размеров строения, в результате осадки.

Но, давать усадку могут только стены и перегородки(то есть горизонтальные конструкции дома), вертикально дерево не может дать такую же осадку, то есть столб в террасе или крыльце практически не изменит своих размеров от первоначальных.

И поэтому, что бы терраса «не повисла»  отдельно от сруба и была единой конструкцией конструкцией, ставят компенсатор в каждую опору (столб)

Подкручивая раз в 1-2 месяца гайку на несколько витков, мы компенсируем разницу в усадке между домом и открытой площадкой (террасой)


 Установка компенсатора

Для его установки требуется просверлить отверстие в  деревянном брусе или обревне.   Сам болт должен свободно находится в просверленном отверстие.  Далее накручивают гайку на болт и устанавливают две прижымные пластины. Пластины должны бы надёжные металлические по толщине.

Планки(пластины) крепятся шурупами с двух сторон. Одна сторона к брусу, второая к обвязки сруба(дома).

Гайка служит для регулировки, откручивая или закручивая ее, можно отрегулировать успешно коэффициент изменения геометрии готового дома.

Контролировать усадку дома на первом этапе необходимо 2 раза в месяц (то есть подкручивать гайку на несколько витков 2 раза в месяц). Далее раз в месяц, по прошествию года, процесс регулировки мождно прекратить.

Компенсатор металлический по прошествию полной усадки, а это через год, выбивают из опор или оставляют навсегда, так как к этому времени болит уже полностью можетт войти в опору.

Монтаж винтовой опоры делают чаще всего сверху в столбе, но возможна установка и снизу, для удобста регулировки, ни какой роли это не играет.

Для регулировки, используется обычный гаечный ключ, который идёт в комплекте, так же его можно приобрести, стоит недорого и в совбодной продаже.

С регулировкой справится практически любой человек, гайка крутится легко, болт при это заходит в столб, сторону куда подкурчивать не перепутать, для удобства подкручивания, рекомендуется смазать винт смазкой(солидолом)

Таким образом это простое и эффективное устройство, которое позволит избежать негативное воздействие усакдки, которая при сборки домов, срубов из дерева неизбежна.

Компенсатор усадки (домкрат) винтовой регулируемый

При строительстве деревянных домов из бруса и бревен естественной влажности обязательно нужно учитывать усадку венцов по отношению к вертикальным опорным элементам (столбам), которая в первый год после постройки деревянного сруба доходит до 7-8% от высоты стен.

Результатом усадки деревянного дома (сруба) может стать появление щелей в стенах (между бревнами) и нарушения качества сборки сруба — дома. Решить эту проблему помогают компенсаторы усадки — анкеры регулировочные по высоте, которые устанавливаются на опорные вертикальные столбы сруба. Использование винтовых опор позволяет достичь равномерности в усадке стен дома без проявления негативных для стен и кровли последствий.

Смысл установки этого устройства заключается в том, что оно позволяет с легкостью регулировать величину усадки дома. Для этого используется специальная регулировочная гайка, которой снабжается компенсатор усадки. Закручиванием этой гайки достигается смещение ответной пластины на величину усадки. 

Нужны ли компенсаторы усадки в каждом конкретном случае – решают, рассчитав нагрузку и изучив проект строения из бруса или бревна. Но при использовании пиломатериалов естественной влажности и наличии выносов и выпусков, опирающихся на вертикальные столбы или колонны – регулировочные лифты однозначно нужны. В противном случае вы рискуете выходом некоторых конструктивных элементов дома еще до ввода его в эксплуатацию

Компенсатор усадки устанавливается на вертикальных опорах и столбах. Для этого в торце опоры просверливается отверстие под шпильку. Пластина с отверстием закрепляется на торце с помощью шурупов-глухарей или саморезов. Опора крепежа через гайку и шайбу монтируется в просверленное отверстие. Столб устанавливается на свое место таким образом, чтобы балка, которую поддерживает столб, упиралась на площадку компенсатора. Площадка фиксируется на балке шурупами или саморезами. С помощью гайки регулируется высота домкрата.

Компенсатор усадки — полезные статьи о деревянном доме

Дом из дерева, даже выполненный из высушенного дерева в силу особенности самого строительного материала, а также под действием веса конструкции проходит этап усадки. Это больше свойственно для деревянных конструкций выполненных из стволов деревьев и пиломатериалов, расположенных горизонтально. Усадка происходит в связи с усушкой мягких слоев древесины. При росте древесины образуются годовые кольца. Толщина и мягкость этих колец напрямую зависит от времени года и влажности в этом году. Зимой влажность древесины больше, но дерево не растет, а самая толстая часть кольца образуется летом и в достаточно короткий временной промежуток. Такая часть годового кольца более рыхлая и мягкая, чем та, которая образовалась в межсезонье. Эта мягкая часть кольца как раз и сжимается со временем.

В масштабах одного бревна или венца вашего сруба, или деревянного дома, бани, коттеджа не заметна, но в масштабах стены сруба, где может быть несколько десятков венцов дает до 6 % усадки. А это при высоте рубленных стен 300 см — 18 см усадка.

Так же известно, что вдоль слоев, вдоль ствола дерева усадка не происходит, поэтому опорные столбы, используемые в конструкции дома, не уменьшаются, относительно отрезка стены, от основания, до венца, на уровне которого опирается вынесенная конструкция дома. Для того, чтобы венцы деревянного дома не зависали на опорных столбах и колоннах и дом не перекашивался, используются компенсаторы усадки.

Внешний вид компенсатора усадки

Он представляет собой винт, который с одной стороны крепится в пластину основание, а с другой стороны вкручивается в опорную гайку, которая упирается в столб. Данная конструкция служит направляющей, которая в процессе усадки дома позволяет выполнять опорным столбом или колонной свою конструктивную функцию и позволяет при усадке, путем подкручивания регулировочной гайки уменьшать промежуток между краем опорного столба или колонны и нижней поверхностью подпираемой части конструкции. Данный процесс подкручивания регулировочной гайки до полной усадки дома, в конце усадки верхняя часть опорного столба упрется в подпираемую поверхность.

Важная особенность деревянных каркасных домов в том, что каркасная часть таких домов не усаживается в виду того, что несущие столбы каркасной конструкции изготавливается из деревянных столбов и пиломатериалов, устанавливаемых вертикально.

В компании «Северный дом» используются качественные строительные материалы, естественной влажности. Внимательный подход к выбору материалов и предварительной их подготовке к использованию в строительстве позволяет с высокой точностью провести предварительные расчеты длины устанавливаемого компенсатора усадки. В результате это позволяет в конце полной усадки дома, сруба, деревянного коттеджа или бани иметь идеально подогнанный опорный столб или колонну.

Компансаторы усадки сруба из профилированного бруса

Компенсаторы усадки (регулировочные лифты) устанавливаются на этапе возведения строения из профилированного бруса. Компенсаторы занимают промежуточное положение между вертикальными опорами сруба (в частности столбами террасы) и располагаемой выше горизонтальной поверхностью (например, балками перекрытия). Образующееся плавающее соединение позволяет регулировать высоту столбов.

Винтовой компенсатор, используемый нами в строительстве, состоит из винта, гайки и двух пластин. Одна из пластин (опорная) объединена с винтом. Вторая пластина имеет центральное сквозное отверстие. Материал элементов конструкции: сталь.

Для чего нужны компенсаторы усадки?

Профилированному брусу, из которого возводятся стены срубов домов и бань, свойственно изменять свои размеры в первый год после постройки. Это связано с потерей древесиной влаги и возникшему вертикальному давлению на брусовые венцы. Данный процесс именуется усадкой. В процессе усадки общая высота сруба может уменьшаться (в том числе неравномерно), в то время как длина опорных столбов террасы не претерпевает существенных изменений. В результате такого дисбаланса возможно образование зависания верхней части дома на террасных столбах и появление зазоров между стенами сруба и балками перекрытия.

Решение. Не допустить описанную выше ситуацию призваны компенсаторы. При строительстве опорные столбы изготавливаются на 4-10 см короче общей высоты сруба. Компенсаторами заполняют оставшееся пространство над столбом. Винт частично проникает в заранее просверленную лунку верхней горизонтальной поверхности (балки). Глубина утапливания винта в лунку фиксируется гайкой и опорной пластиной. В период усадки при необходимости может производиться регулировка компенсаторов: при помощи вращения гайки уменьшается видимая высота винта. Итог регулировки: основание верхней части дома параллельно основанию первого этажа; межэтажные зазоры отсутствуют.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.ТЕГИ}} {{$элемент}} {{l10n_strings.ПРОДУКТЫ}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.ЯЗЫК}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.АВТОР}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Влияние компенсации усадки на механические свойства и ремонтные характеристики деформационно-твердеющих цементных композиционных материалов

В данной статье описывается влияние расширяющихся добавок на механические свойства деформационно-упрочняемых цементных композитных (SHCC) смесей.Кроме того, в этом исследовании исследуются структурные характеристики железобетонных (ЖБ) образцов балок, отремонтированных с помощью SHCC и Ex-SHCC (SHCC с расширяющейся добавкой). В этом исследовании были исследованы смеси SHCC и Ex-SHCC с двумя заданными значениями прочности на сжатие 30 МПа и 60 МПа и объемной долей волокна 1,5%. В данном исследовании использовался коэффициент замены расширительной добавки 10% от массы цемента. Результаты испытаний показывают, что значения прочности на сжатие, растяжение и изгиб смесей SHCC увеличиваются при включении в смесь расширяющейся добавки; однако их прочность и пластичность снизились.Результаты исследования также показывают, что применение смесей SHCC и Ex-SHCC для ремонта поврежденных образцов железобетонных балок может привести к значительному улучшению характеристик конструкции за счет уменьшения повреждения трещин и повышения пластичности.

1. Введение

Известно, что широкие поверхностные трещины ускоряют коррозию и дальнейшее разрушение стальной арматуры (арматуры), пропуская влагу, кислород и углекислый газ в цементный композит. За последние несколько десятилетий исследователи исследовали многочисленные области применения деформационно-твердеющих композитных материалов на основе цемента (SHCC), чтобы попытаться улучшить пластичность и долговечность железобетонных (ЖБ) конструкций [1, 2].Добавление синтетического волокна к цементным композитам, которые демонстрируют многократное растрескивание и деформационное упрочнение при одноосном растягивающем нагружении, может улучшить ударную вязкость и пластичность этих материалов [3], которые относятся не только к материалам SHCC, но также включают инженерный цементный композит. (ECC) и высокоэффективные фиброцементные композитные материалы (HPFRCC). Чтобы обеспечить хорошие структурные характеристики армированных волокном цементных композитных материалов (FRCC), особенно когда они применяются для ремонта поврежденных железобетонных конструкций, требуется композит с богатым связующим без крупного заполнителя для снижения энергии разрушения на стадии первой трещины.Однако смеси с богатым связующим могут привести к высокой степени усадки и трещинам.

Чтобы решить эту потенциальную проблему, некоторые исследователи попытались уменьшить усадку материалов FRCC путем включения в смесь добавки, уменьшающей усадку (SRA), и расширяющихся материалов. Например, Мальтийский и др. [4] исследовали влияние как расширяющих, так и уменьшающих усадку добавок на улучшение размерной стабильности раствора на основе цемента и пришли к выводу, что такие добавки эффективны для уменьшения усадки.Cheung и Leung [5] исследовали усадочные свойства высокопрочного FRCC с различным соотношением воды и вяжущего. Они обнаружили, что использование сульфоалюминатного цемента (SAC) вместо портландцемента может привести к снижению усадки, а комбинированное использование SAC и SRA еще более эффективно снижает усадку. Чой и Юн [6] исследовали влияние расширяющейся добавки на усадку и механические свойства материалов HPFRCC. Результаты их испытаний показывают, что замена цемента расширяющейся добавкой на основе сульфоалюмината кальция (CSA-) является эффективным методом уменьшения усадки.Более того, Чой и Юн [6] обнаружили, что замена 10% CSA-K может значительно улучшить механические свойства и уменьшить усадку материалов HPFRCC.

Юн и др. [7] проверили способность односторонних плит со слоем SHCC уменьшать повреждение трещин и повышать долговечность железобетонных плит. Результаты их испытаний показали, что обычные железобетонные плиты разрушились лишь с несколькими широкими трещинами. Тем не менее, железобетонные плиты со слоем материала SHCC в нижней части плит значительно уменьшили растрескивание и показали множественные мелкие трещины вместо широких трещин.Кобаяши и Рокуго [8] предложили использовать слой HPFRCC для ремонта железобетонных элементов, поврежденных хлоридом. Они сообщили, что коррозия арматуры может быть восстановлена ​​для образцов, которые демонстрируют коррозию менее 10%, путем включения слоя HPFRCC. Ли и др. [9] исследовали структурные характеристики HPFRCC при использовании для ремонта поврежденных железобетонных колонн под 85% грузоподъемности. Результаты их испытаний показали, что железобетонные колонны, отремонтированные с использованием HPFRCC, улучшили несущую способность и пластичность колонн лучше, чем обычные железобетонные колонны.Разница в усадке между бетоном и SHCC может привести к нарушению сцепления. Таким образом, включение расширяющейся добавки в материал SHCC является эффективным, поскольку усадка SHCC больше, чем у обычного бетона.

Основываясь на предыдущей работе, найденной в литературе, в этом исследовании изучалось влияние замены цемента 10% расширяющей добавкой на основе CSA на механические свойства материалов SHCC с двумя различными значениями прочности на сжатие 30 МПа и 60 МПа.В частности, в этом исследовании изучались железобетонные балки, которые были отремонтированы с использованием материала SHCC с расширяющей добавкой на основе CSA и без нее, чтобы оценить влияние расширяющейся добавки на структурные характеристики отремонтированных железобетонных балок.

2. Экспериментальный проект
2.1. Материалы

В таблице 1 показан состав смесей SHCC и Ex-SHCC, использованных в этом исследовании. Оба типа смесей были испытаны с заданными значениями прочности на сжатие 30 МПа и 60 МПа. Полиэтиленовое (ПЭ) волокно 1.Добавляли 5% объемную фракцию и смешивали для каждой смеси SHCC и Ex-SHCC. Для смесей Ex-SHCC использовалась расширяющаяся добавка на основе CSA с 10% заменой массы цемента.


ID смеси W/B (%) Ex-Rep. Соотношение 1 (%) объем волокна (%) единичный вес (кг / м 3 )
цемент Water Sand EX 2 PE 3 MC 4 SP 5

SHCC30 45 0 1.5 1075 484 430 0 14 0,5 9,6
SHCC60 30 0 1,5 1 281 384 513 0 14 0.5 0.5 13.5
EX-SHCC30 45 10 1.5 968 ​​ 484 430 107 14 0.5 9,6
Экс-SHCC60 30 10 1,5 1 149 384 513 128 14 0,5 13,3

1 Коэффициент замены расширяющейся добавки; 2 расширяющая добавка; 3 полиэтиленовое волокно; 4 метилцеллюлоза; 5 суперпластификатор.

В данном исследовании использовался портландцемент типа I, произведенный в Южной Корее; этот цемент был изготовлен аналогично тому, как это рекомендовано Американским обществом испытаний и материалов (ASTM) C150 [10] (т.е., удельный вес 3,15 и крупность 3300 см 2 /г). Расширяющая добавка на основе CSA, которая использовалась в этом исследовании, имела удельный вес 2,9 и крупность 3350 см 2 /г. В таблице 2 представлены химический состав и физические свойства цемента и расширяющей добавки CSA, использованных в данном исследовании. Для смесей использовали кварцевый песок с удельным весом 2,61 и размерами зерен от 105  мкм мкм до 120  мкм мкм. Волокна из полиэтилена были изготовлены с соотношением сторон (длина/диаметр) 12.0, Упругий модуль 75 ГПа, и прочность на растяжение 2500 МПа, как показано в таблице 3.

4
Удельные гравитации Blaine Hinens (см 2 / г) Химический состав (%)
SiO AL 2 O Fe 2 O 3 CAO MGO So 3 Убеждение зажигания

Цемент 45 0 21.15 5,10 3,48 63,29 2,65 2,48 1,68
CSA-Ex 30 10 1,48 13,10 0,60 47,80 0,50 32.27




волокна Удельный вес (кг / м 3 ) Длина (мм) Диаметр ( μ м) Соотношение размеров (длина/диаметр) Прочность на разрыв (МПа) Модуль упругости (МПа)

0

Полиэтилен97
15 12 12 1250 2500 7500 7500 756


Все смеси были изготовлены в лаборатории с использованием смесителя вентилятора Сначала кварцевый песок и цемент смешивали в течение одной минуты. Затем добавляли воду и смесь перемешивали в течение нескольких минут, чтобы образовалась растворная смесь. Затем в смешанный раствор добавляли полиэтиленовое волокно и перемешивали в течение трех минут.

2.2. Методы испытаний механических свойств

Для оценки фактических механических свойств смесей SHCC и Ex-SHCC были подготовлены и испытаны цилиндрические, гантелевидные и призматические образцы для каждой смеси.На рис. 1(а) показана установка для испытаний на сжатие, которая использовалась для оценки поведения образцов при сжатии в соответствии со стандартом ASTM C39 [11]. Три цилиндра ( ϕ 100 мм × 200 мм) испытывали в каждый день твердения на универсальной испытательной машине с грузоподъемностью 2000 кН. Деформация сжатия была получена от двух датчиков линейного переменного смещения (LVDT), окружающих цилиндрический образец.

Прямые испытания на растяжение проводились в соответствии с Японским обществом инженеров-строителей (JSCE) E-51 [12]; На рис. 1(b) показана тестовая установка.Были изготовлены образцы в форме гантели, каждый с поперечным сечением 30 мм × 30 мм и длиной 100 мм. Два LVDT были установлены для измерения деформации растяжения в середине каждого образца.

На рис. 1(c) показана установка для испытания на изгиб в соответствии с ASTM C1609 [13]. Призматические образцы (100 мм × 100 мм × 400 мм) были изготовлены для оценки свойств на изгиб смесей SHCC и Ex-SHCC. Испытания на изгиб проводились при нагрузке в третьей точке, а ярмо с двумя LVDT использовалось для измерения всего вертикального прогиба в середине пролета.

2.3. Конфигурация образцов балок, отремонтированных смесями SHCC и Ex-SHCC

Для оценки воздействия смесей SHCC/Ex-SHCC в качестве ремонтного материала на образцы железобетонных балок, небольшие образцы железобетонных балок (длиной 1460 мм и прямоугольным поперечным сечением 130 мм). мм × 170 мм). На рисунке 2 (а) показаны детали конфигурации и усиления системы ремонта луча, используемой для многослойной секции RC луча для испытаний на структурные характеристики.

Для обычного образца железобетонной балки (использовавшегося в качестве контрольного образца) сначала в течение одной минуты смешивали песок и крупный заполнитель.Затем добавляли цемент и перемешивание продолжали еще одну минуту. Затем добавляли воду для гидратации цемента в течение двух-трех минут. Этот обычный бетон имел среднее значение прочности на сжатие 33,7 (±2,1)  МПа через 28 дней. Значения предела текучести и предела прочности стальной арматуры составили 404,08 (±8,41) МПа и 624,44 (±22,15) МПа соответственно при номинальном диаметре 22 мм (D22). Чтобы предотвратить нежелательное разрушение ж/б балки при сдвиге, была включена поперечная арматура, состоящая из арматуры номинального диаметра 10 мм (D10) на расстоянии 100 мм.Смеси SHCC30 и Ex-SHCC30 были нанесены слоями общей толщиной 40 мм на дно двух дополнительных образцов железобетонных балок. Эти смеси SHCC и Ex-SHCC наносили на срез через один день. Таблица 4 представляет собой сводку образцов RC балки с SHCC и Ex-SHCC смесей, добавленных к бетону для структурного ремонта (обозначается как «R» для «отремонтированных» в образце ID).


4
образцов Композитный тип Ширина × Глубина × Промежуток (мм × мм × мм) толщина слоя (мм)
RC Бетон 130 × 170 × 1300 0
RC-R (SHCC30) RC-R (SHCC30) Бетона + SHCC30 40
RC-R (EX-SHCC30) Бетон + EX-SHCC30

2.4. Испытательная установка для отремонтированных образцов железобетонных балок

Все отремонтированные образцы железобетонных балок («RC-R») были испытаны с использованием гидравлического привода с грузоподъемностью 500 кН, который был прикреплен к реактивной стальной раме. Каждая балка просто опиралась на ролики, а рама передачи нагрузки использовалась для приложения двухточечных нагрузок. Каждый образец имел чистый пролет 1300 мм и пролет сдвига 450 мм. Для измерения вертикального отклонения балок в центре нижней части плиты был установлен LVDT, как показано на рисунке 2(b).Образование трещин при растяжении с точки зрения количества и ширины трещин наблюдали с использованием 60-кратного микроскопа на длине 800 мм в центре образца.

3. Результаты испытаний и обсуждение
3.1. Прочность на сжатие цементного композита

На рис. 3(а) показано влияние продолжительности отверждения на прочность на сжатие смесей SHCC и Ex-SHCC. Изменение прочности на сжатие для всех смесей указывает на быстрое увеличение до семи дней отверждения, а затем на устойчивое умеренное увеличение до 28 дней отверждения.Смеси Ex-SHCC демонстрируют более высокую прочность на сжатие, чем те, которые не содержат расширительной добавки, при любом времени отверждения. На рисунке 3 (б) показано влияние включения (и исключения) расширяющейся примеси на типичные отношения деформация-напряжение (кривые) смесей при сжимающей нагрузке. Включение расширяющей добавки не оказывает существенного влияния на начальное поведение и модуль упругости как для нормально-, так и для высокопрочных смесей SHCC. С другой стороны, как на рисунках 3 (а), так и на рисунках 3 (б) показано, что значения прочности на сжатие и деформации увеличиваются при максимальном напряжении с включением расширяющейся примеси.

3.2. Поведение при прямом растяжении смесей SHCC и Ex-SHCC

На рис. 4 показаны прямые отклики на растяжение смесей SHCC и Ex-SHCC, полученные из пяти или четырех гантелеобразных образцов соответственно. Образцы SHCC30 демонстрируют средние значения прочности при первой трещине и предела прочности при растяжении 1,22 (±0,18) МПа и 4,49 (±0,42) МПа соответственно. Средняя деформация растяжения при максимальном напряжении составляет 1,86% (±0,20%). Образцы Ex-SHCC30 (SHCC30 с 10% заменой расширяющей добавки на основе CSA), тем не менее, показывают значения прочности на разрыв, прочности на разрыв и деформации при усредненных значениях прочности на растяжение, равных 1.20 (±0,10) МПа, 4,54 (±0,51) МПа и 0,58% (±0,18%) МПа соответственно. Таким образом, включение расширяющей добавки на основе CSA в смеси SHCC может приводить к увеличению значений предела прочности при первой трещине и растяжении.

Аналогичные результаты также можно наблюдать для реакции на растяжение смесей SHCC и Ex-SHCC с заданной прочностью на сжатие 60 МПа. Значения прочности при первой трещине смесей SHCC60 и Ex-SHCC60 составляют 1,77 (±0,46) МПа и 2,57 (±0,35) МПа соответственно. Значения прочности на растяжение равны 6.27 (±0,38) МПа и 6,60 (±0,36) МПа соответственно. Однако смеси SHCC с расширяющейся добавкой, как правило, имеют меньшую способность к деформации при растяжении по сравнению со смесями без расширяющей добавки. Значения деформационной способности при растяжении смесей SHCC60 и Ex-SHCC60 составляют 3,49% (±0,89%) и 2,29% (±0,44%) соответственно.

На рис. 5 показаны типичные картины трещин на гантелеобразных образцах после прямых испытаний на растяжение. Все образцы демонстрируют характеристики множественного растрескивания и действия волокнистых мостиков.Деформационная способность смесей коррелирует с количеством мелких трещин в образцах. Рисунки 4 и 5 показывают, что включение расширяющей добавки в смеси SHCC приводит к меньшей деформационной способности и дисперсному растрескиванию.

3.3. Поведение смесей SHCC при изгибе

На рисунке 6 темные линии (красная и черная) показывают результаты испытаний для каждого образца, а светлые линии показывают усредненные результаты испытаний при каждом изгибе. На рис. 6 (а) представлены кривые напряжения при изгибе и прогибе для смесей SHCC без расширяющейся примеси.Средние прогибы при максимальном напряжении для смесей SHCC30 и SHCC60 составляют 2,32 (±0,25) мм и 3,44 (±0,35) мм соответственно. Более высокие значения прочности на сжатие привели к более высоким значениям прочности на изгиб и прогибам при пиковом напряжении. Подобные свойства можно наблюдать по результатам испытаний и реакции на изгиб смесей Ex-SHCC, как показано на рисунке 6 (b). Смеси Ex-SHCC30 и Ex-SHCC60 имеют средние значения прочности на изгиб 11,13 (±1,17) МПа и 14,38 (±0,54) МПа соответственно.Средние значения модуля разрыва и прогиба при максимальном напряжении смеси Ex-SHCC60 примерно в 1,3 и 1,5 раза больше, соответственно, чем у смеси Ex-SHCC30.

На рисунках 6(а) и 6(б) ясно видно, что прочность смесей на изгиб увеличивается при включении в смесь расширяющейся добавки. Однако показано, что ударная вязкость и пластичность смесей Ex-SHCC снижаются после пикового напряжения. В таблице 5 представлены свойства при растяжении и изгибе смесей SHCC и Ex-SHCC.






Прочность на первые трещины (MPA) Прочность на растяжение (МПа) Штамм на предел прочности на растяжение (%) Прочность на гибкость (MPA) Прочность изгиба (мм)
SHCC30 1.22 (± 0,18) 4,49 (± 0,42) 4,49 (± 0,42) 1.86 (± 0.20) 11.13 (± 1,17) 2.32 (± 0,25)
SHCC60 1.77 (± 0,46) 6.27 (± 0,38) 3.49 (± 0,89) 12,71 (± 1,27) 1.16 (± 0,02)
EX-SHCC30 1.20 (± 0.10) 4.54 (± 0,51) 0,52 (± 0,18) 14,38 (± 0,54) 3.44 (± 0,35)
EX-SHCC60 2,57 (± 0,35) 6,60 (± 0,36) 2.29 ( ±0,44) 16,21 (±1,77) 1,78 (±0,36)

3,00194. Отказ режим и реакции RC балки ремонт с SHCC и Ex-SHCC смесей

На рисунке 7 показаны схемы растрескивания образцов балки при каждой нагрузке текучести. Все образцы RC балки показали аналогичные режимы отказа во время испытаний. Сначала трещины изгиба развиваются в нижней части балки, а затем трещины сдвига развиваются с увеличением приложенных нагрузок. На всех образцах наблюдались трещины при сдвиге при изгибе. Кроме того, трещины при сдвиге связи произошли для отремонтированных образцов балки, которые содержали смеси SHCC30 и Ex-SHCC30, как показано на рисунках 7 (б) и 7 (с).

На рис. 8 показано влияние слоя SHCC и Ex-SHCC на структурные характеристики отремонтированных образцов железобетонной балки. Как и ожидалось, железобетонные балки со слоями SHCC и Ex-SHCC улучшили пластичность лучше, чем обычные (контрольные) RC-лучи. Например, значение жесткости образца балки RC-R (SHCC30) уменьшилось больше, чем у обычного образца балки RC. Измеренные максимальные нагрузки образцов RC, RC-R (SHCC30) и RC-R (Ex-SHCC30) составляли 170, 165 и 185  кН соответственно.Результаты, полученные для трех образцов балки, показывают, что образцы, которые были отремонтированы с использованием SHCC и Ex-SHCC смесей показали небольшие различия в прочности на изгиб. Однако пластичность балок значительно улучшилась за счет включения слоя SHCC и Ex-SHCC, о чем свидетельствует уменьшение критического повреждения трещин, показанное на рисунке 8 (а).

3.5. Растрескивание образцов балок, отремонтированных смесями SHCC и Ex-SHCC

Рост трещин в обычной железобетонной балке и железобетонных балках, отремонтированных с использованием смесей SHCC и Ex-SHCC, наблюдали с помощью микроскопа над центральными 800  мм образцов. .Рост трещины измеряли до предела текучести для каждого приращения нагрузки 20  кН. Начальные трещины развивались до нагрузки 20  кН для всех образцов балки. Рисунок 9 (а) показывает влияние слоя смеси SHCC и Ex-SHCC на ширину трещин образцов. Как упоминалось выше, образцы смеси SHCC и Ex-SHCC имели множество мелких трещин. Контрольный образец балки RC сохранил такое же количество трещин после 40 kN. Однако в случае образцов балки, отремонтированных с использованием смесей SHCC и Ex-SHCC, количество трещин увеличивалось вплоть до разрушения образца.Образец балки, отремонтированный смесью SHCC, имел более широкое распределение большего количества трещин, чем образец, отремонтированный с использованием смеси Ex-SHCC.

На рис. 9(b) показана ширина трещины в зависимости от каждого приращения нагрузки от 20 кН до 140 кН. Ширина трещины образца RC-B (контрольный) неуклонно увеличивалась с увеличением вертикальной нагрузки. Такие широкие трещины могут привести к снижению прочности и усилению коррозии стальной арматуры. С другой стороны, железобетонные балки, которые были отремонтированы смесями SHCC и Ex-SHCC, сохранили свою ширину трещины.Таким образом, эти результаты показывают, что применение смесей SHCC и Ex-SHCC в зоне растяжения изгибаемых железобетонных элементов может предотвратить проникновение агрессивных веществ в стальную арматуру.

4. Выводы

Влияние расширяющей добавки на основе CSA на механические свойства смесей SHCC было исследовано в ходе экспериментальных исследований. В этом исследовании изучалось применение смесей SHCC и Ex-SHCC в зоне растяжения железобетонных балок в качестве механизма ремонта для уменьшения повреждения трещин и повышения пластичности.На основании результатов испытаний можно сделать следующие выводы: (1) Уровни прочности на сжатие, растяжение и изгиб смесей SHCC имеют тенденцию к увеличению при использовании расширяющейся добавки на основе CSA в качестве вяжущего композита с 10% заменой цемента. масса. Тем не менее, деформационная способность, пластичность и ударная вязкость смесей Ex-SHCC имеют тенденцию к снижению по сравнению со смесями SHCC. (2) Образцы балок, которые были отремонтированы с использованием как смесей SHCC, так и смесей Ex-SHCC, продемонстрировали значительное улучшение в уменьшении повреждения трещин и пластичности. по сравнению с обычным образцом управления лучом RC.Таким образом, применение смесей SHCC и Ex-SHCC в многослойной системе следует использовать для предотвращения коррозии стальной арматуры в изгибаемых железобетонных элементах. (3) Жесткость балок, которые были отремонтированы с использованием смесей SHCC, уменьшилась из-за проскальзывания. на границе между бетоном и слоем SHCC. С другой стороны, жесткость балки, отремонтированной с использованием смеси Ex-SHCC, показала такие же характеристики, как и у контрольного образца балки из железобетона. Сделан вывод, что усадка смесей SHCC, содержащих богатый вяжущий материал, может привести к проскальзыванию лицевой поверхности.Использование расширительной добавки в смесях SHCC может помочь уменьшить усадку и улучшить целостность системы ремонта слоистой балки.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана в рамках программы международного сотрудничества, управляемой Национальным исследовательским фондом Кореи (NRF-2017K2A9A2A0800).

Компенсирующее влияние расширителя на усадку самоуплотняющегося бетона

[1] БАЙ Кан, Юй Хун-фа, ХАО Цзюань, ЦАО Вэнь-тао, ЧЖОУ Пэн, ХАНЬ Ли-цзюань.Усадка при высыхании крупнообъемного бетона с минеральной добавкой и математическая модель. Журнал Хуачжунского университета науки и технологий (Urban Science Edition), Vol. 25 (2008).

[2] Лепаж.С., Бальбаки М., Даллер. Э. и др. Развитие ранней усадки в бетоне с высокими эксплуатационными характеристиками. Цемент, бетон и заполнители, Vol. 21 (1999), стр. 31.

DOI: 10.1520/cca10505j

[3] Вигринк К, Марикунте С, Шах С П.Усадочное растрескивание высокопрочного бетона. Журнал материалов ACI, Vol. 95 (1996), стр. 409.

[4] Мехта, П.К. Берроуз, Р. В. Строительство прочных конструкций в 21 веке. Задача сделать бетон более экологически устойчивым. Журнал материалов ACI, Vol. 23(2001), стр.2.

[5] Вэнь Чжу.Анализ и оценка усадочного растрескивания самоуплотняющихся бетонов в раннем возрасте. Бетон, (2008), стр. 1 на китайском языке.

[6] Цзиньхуа Хэ, Цяньпин Ран, Чжихуа Фэй.Влияние суперпластификатора на контрактные деформации вибрационного и самоуплотняющегося бетона. Китайские бетонные и цементные изделия, (2008 г.), стр. 1 на китайском языке.

[7] Донмин Ван.Состав, структура и характеристики высокоэффективного расширяющегося бетона (HPEC). Пекин: Китайская академия строительных материалов (2008 г.) на китайском языке.

[8] Чжэнпин Цзян, Цзиньюнь Хань, Сючжи Чжан.Исследование влияния расширителя на усадку раствора при различных условиях твердения. Chian Concrete and Cement Products, (2003), стр. 12 на китайском языке.

[9] Донгмин Ван, Шоуци Чжан, Чжэньхуа Ван, Шиси Оуян.Координация между расширением и набором прочности трехкомпонентных вяжущих материалов цемент-расширитель-зольная пыль. Бетон, (2010), стр. 1 на китайском языке.

[10] Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития Китайской Народной Республики.Стандарт на методы испытаний долговечности и долговечности обычного бетона (GB/T50082-2009). Пекин: Китайская архитектура и строительная пресса (2010).

[11] Управление стандартизации Китайской Народной Республики.Расширители для бетона (GB23439-2009). Пекин: China Standards Press, (2010) на китайском языке.

Компенсация усадки | Научный.Net

Характеристики стальной фибры в бетоне с расширяющими добавками в условиях ограниченного твердения

Авторы: Артурс Лукасенокс, Роландс Цепуритис

Реферат: Для исследования сопротивления выдергиванию одиночных стальных волокон в бетоне с расширяющей добавкой в ​​условиях ограниченного твердения разработаны стальные формы в виде жесткой кубической оболочки.Кубическая оболочка (100 х 100 х 100 мм) с толщиной стенки 5 мм была спроектирована с двумя отверстиями – малым 4 мм отверстием для заделки волокна в бетон и большим отверстием для заполнения бетоном. Стандартные балочные (100 х 100 х 400 мм) и кубические (150 х 150 х 150 мм) образцы также были изготовлены и закалены в условиях ограничения и без него, где ограничение было реализовано с помощью жестких стандартных стальных форм. Все связанные условия, реализованные либо в разработанной кубической стальной оболочке (для вытягивания одиночного волокна), либо в существующих балочных и кубических опалубках, имитируют внутренние (из стальных волокон в бетоне) и внешние (из-за трения о основание) ограничения, препятствующие расширению бетона за счет использования специальных расширяющих добавок в конструкции плиты перекрытия, устанавливаемой на грунт.Были изготовлены и испытаны образцы с одинарной стальной фиброй с загнутыми концами (длиной 50 мм и диаметром 0,75 мм) с расширяющей добавкой и без нее в разработанной геометрии пресс-формы. Результаты показывают, что ограниченное расширение в бетоне с расширяющими добавками положительно влияет на прочность бетона на сжатие, выдергивание отдельных волокон и поведение при изгибе. Прочность бетона на сжатие увеличивается на 7,5 %, сопротивление расслаиванию отдельных волокон увеличивается на 24 %, пиковая нагрузка на отрыв на 10,8 %, а прочность на изгиб увеличивается в 3 раза.1 %.

30

Компенсационное влияние расширителя на усадку самоуплотняющегося бетона

Авторы: Жун Чжэнь Дун, Цзюнь Вэй, Юнь Сюань Ци, Лян Тин Го, Бин Чен, Ю Лю, Ран Вэй

Аннотация: Исследовано компенсационное влияние расширителя на усадку самоуплотняющегося бетона (СУБ).Деформация бетона была протестирована с помощью компаратора бетона, а качественный и количественный анализ продуктов гидратации был выполнен с помощью рентгеновского дифрактометра (XRD). Результаты показывают, что дозировка минеральной добавки и условия отверждения заметно влияют на результаты применения расширяющих агентов. Образцы SCC, содержащие расширитель, отвержденный в воде, расширяются в течение времени испытания. В условиях увлажнения и естественного отверждения образцы всегда дают усадку в течение времени испытаний, но минеральные добавки оказывают хороший эффект, чтобы противостоять усадке SCC.Анализ микроструктуры показывает, что содержание эттрингита несколько снижается из-за снижения щелочности СУБ в результате увеличения минеральной примеси. Однако в условиях водного отверждения влажность внутри СУБ намного выше, что увеличивает содержание эттрингита даже при большей минеральной примеси. Таким образом, отверждение является наиболее важным фактором для микрорасширения SCC, содержащего расширяющий агент.

401

Влияние компенсации усадки в цементной матрице на жесткость при растяжении армированных деформационно-твердеющими цементными композитными связями (SHCC)

Авторы: Хён До Юн, Су Чан Ван, Чан Гун Чо

Аннотация: В статье исследуется взаимодействие конструкционной деформируемой стержневой арматуры и деформационно-твердеющего цементного композита.SHCC демонстрирует отличные механические свойства, такие как множественные трещины и деформационное упрочнение. Как правило, материал SHCC состоит из цемента, кварцевого песка и волокон и представляет собой богатую смесь без заполнителя. Богатая смесь приводит к большой усадке материала SHCC. В данном исследовании замена части цемента на расширяющую добавку (ЭРА) рассматривается как альтернатива для компенсации усадочных деформаций материала SHCC. В данной работе представлены экспериментальные результаты испытаний на жесткость при растяжении и растрескивание армированных обычных и компенсирующих усадку стяжек SHCC при монотонном и циклическом растяжении.Каждый образец галстука имел квадратное поперечное сечение размером 100 х 100 мм и длину 1500 мм. Деформированный стержень диаметром 16 мм был встроен в центр и смешан с 1,5% гибридными волокнами, состоящими из полиэтилена (PE) и стального сердечника (SC). Результаты испытаний показали, что компенсация усадки цементной матрицы в SHCC улучшает жесткость при растяжении и растрескивание армированных SHCC связей при монотонном и циклическом растягивающем нагружении.

3660

Отчет ACI признает способность оксида магния компенсировать усадку расширяться со скоростью, близкой к усадке цемента при высыхании.Оксид магния уже несколько десятилетий используется при строительстве плотин в Китае.

В отчете ACI 212 по химическим добавкам для бетона каждая категория представлена ​​с общими видами использования, экологическими характеристиками и потенциальными преимуществами правильно подобранной бетонной смеси для различных специалистов, включая бетонных подрядчиков, производителей бетона и специалистов по проектированию.

В отчете говорится: «Поведение оксида магния зависит от качества и температуры прокаливания.В целом, высококачественный легкообожженный оксид магния лучше всего компенсирует высыхание и автогенную усадку без вредного воздействия на бетон. Успех также был достигнут при использовании гибридного материала, который сочетает в себе присадки, уменьшающие усадку, для уменьшения порового натяжения воды и SCA, в частности слегка обожженный оксид магния, для обеспечения контролируемого расширения».

PREVent-C®, наиболее эффективная добавка для уменьшения усадочных трещин и скручивания, представляет собой продукт на основе оксида магния, который работает несколькими способами, не только уменьшая трещины, но и полностью предотвращая их.PREVent-C® смешивает расширяющиеся компоненты магнезии со смесью гликолевого эфира, которая снижает поверхностное натяжение воды для защиты от трещин.

Стандартная норма добавления PREVent-C составляет от 2 до 7 процентов в зависимости от содержания цемента или 2 фунта. до 7 фунтов. за каждые 100 фунтов. цемента в бетоне, строительном растворе или цементном растворе. Было показано, что при добавлении в количестве 5 процентов PREVent-C снижает растрескивание при усадке на 90-100 процентов. Эти результаты без трещин также улучшают последовательность строительства и долговечность проекта, а также значительно снижают затраты на ремонт и техническое обслуживание в течение всего срока службы конструкции.

PREVent-C® — наиболее эффективное решение для любого проекта, в котором необходимо избежать усадочных трещин.
Наиболее распространенные приложения:
— Плотины
— Очистка воды/сточных вод
— Мостовые настилы
— Торкрет-бетон
— Плиты на марке
— взлетно-посадочные полосы и тротуары аэропортов
— Архитектурный бетон
— Эстакады и плиты
— Упакованные материалы
— Вторичная защитная оболочка

 

Компенсация усадки смесей ненасыщенных полиэфирных смол и поливинилацетата Полимеризация протекает посредством фрактальной морфологии: Характеристика и моделирование | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

ID ГЕРОЯ

6592269

Тип ссылки

Журнальная статья

Заголовок

Компенсация усадки полимеризации смесей ненасыщенных полиэфирных смол и поливинилацетата протекает через фрактальные морфологии: характеристика и моделирование

Авторы)

Руфье, М.; Мерл, Г.; Паско, JP; Булекан, Х; Винсент, Н.; ,

Год

1996 г.

Рецензируется ли эксперт?

да

Журнал

Журнал материаловедения
ISSN: 0022-2461
EISSN: 1573-4803

Издатель

СПРИНГЕР

Место нахождения

НЬЮ-ЙОРК

Номера страниц

4679-4687

Идентификатор Web of Science

WOS:A1996VF82700030

Абстрактный

Смеси ненасыщенного полиэстера, стирола и поливинилацетата отверждаются горячим способом либо между стеклянными пластинами, либо под давлением в формовочном симуляторе.Морфологию продуктов наблюдают с помощью микроскопии и показывают их обычные аспекты. Они характеризуются по фрактальным представлениям обработкой изображений; исследуется влияние состава смеси, давления и температуры. На основе гипотезы о том, что фазовое разделение определяет компенсацию усадки, компьютерное моделирование явления растрескивания выполняется с использованием модели диффузионно-ограниченной агрегации (DLA). Эта фрактальная модель дает реалистичные результаты и используется для демонстрации влияния параметров сети на фрактальные размеры трещин.

Компенсация усадки PLA, ABS и PETG при 3D-печати – Как это сделать – 3D Printerly

Хотя 3D-печать позволяет создавать довольно подробные модели, которые выглядят почти идентично изображению в САПР, точность размеров и допуски не совсем идентичны.Это то, что называется усадкой, которая происходит в 3D-печати, которую вы, вероятно, даже не замечаете.

Я подумал о том, насколько велика усадка при 3D-печати, идеальный вопрос для тех, кто хочет создавать функциональные объекты, требующие жестких допусков, поэтому я решил узнать и поделиться этим с вами, ребята.

В этой статье мы расскажем, что такое усадка, насколько ваши 3D-отпечатки могут усохнуть, а также о некоторых способах компенсации усадки.

Что такое усадка в 3D-печати?

Усадка в 3D-печати — это уменьшение размера конечной модели из-за изменения температуры от расплавленного термопластика до охлажденных слоев экструдированного материала.

Во время печати экструдер расплавляет печатную нить для создания 3D-модели, при этом материал расширяется. Когда слои начинают остывать сразу после экструзии, это приводит к увеличению плотности материала, но уменьшению его размера.

Большинство людей не поймут, что это происходит, пока у них не будет модели, требующей немного большей точности размеров.

Усадка не является проблемой при печати эстетичных моделей, таких как произведения искусства, вазы и игрушки.Когда мы начинаем переходить к объектам с жесткими допусками, таким как чехол для телефона или крепление, соединяющее объекты вместе, усадка становится проблемой, которую необходимо решить.

Это происходит почти в каждом процессе 3D-печати из-за связанных с этим колебаний температуры. Но скорость, с которой это происходит, зависит от нескольких факторов.

Этими факторами являются используемый материал, температура, технология печати и время отверждения смоляных оттисков.

Из всех этих факторов наиболее важным фактором, влияющим на усадку, является используемый материал.

Тип используемого материала влияет на степень усадки модели.

Температура печати и скорость охлаждения также являются важными факторами. Усадка может произойти, если модель печатается при высокой температуре или слишком быстро охлаждается, а это означает, что более высокотемпературный пластик с большей вероятностью даст усадку.

Быстрое неравномерное охлаждение может даже привести к короблению, что может повредить модель или вообще испортить отпечаток. Большинство из нас сталкивались с этим деформацией, будь то сквозняки или просто очень холодное помещение.

Что-то, что помогло мне с короблением, которое я недавно внедрил, — это использование изоляционного мата с подогревом HAWKUNG под моим Ender 3. Это не только помогает с короблением, но также ускоряет время нагрева и поддерживает более постоянную температуру кровати.

Наконец, тип используемой технологии печати также определяет степень усадки модели. Более дешевые технологии, такие как FDM, обычно нельзя использовать для изготовления высококачественных деталей с жесткими допусками.

Технологии SLS

и струйной обработки металла оправдывают свою высокую цену за счет создания точных моделей.

К счастью, существует множество способов учета усадки, что позволяет нам производить детали с точными размерами без особых хлопот, хотя вам необходимо знать правильные методы.

Насколько усаживаются отпечатки из ABS, PLA и PETG?

Как мы упоминали ранее, скорость усадки сильно зависит от типа используемого материала. Он варьируется от материала к материалу. Давайте посмотрим на три наиболее широко используемых материала для 3D-печати и на то, как они выдерживают усадку:

ПЛА

PLA — это органический биоразлагаемый материал, который также используется в FDM-принтерах.Это один из самых популярных материалов, используемых в 3D-печати, потому что его легко печатать, а также он нетоксичен.

PLA имеет небольшую усадку, скорость усадки составляет от 0,2% до 3%, так как это термопласт с более низкой температурой.

Нити

PLA не требуют высоких температур для экструдирования, температура печати составляет около 190 ℃, что меньше, чем у ABS.

Усадка PLA также может быть уменьшена за счет печати в закрытом помещении или простого масштабирования модели для компенсации усадки.

Это работает, потому что уменьшает эти быстрые изменения температуры и снижает физическую нагрузку на модель.

Думаю, эти показатели усадки зависят от марки и производственного процесса, и даже от цвета самой нити. Некоторые люди обнаружили, что более темные цвета имеют тенденцию уменьшаться больше, чем более светлые.

АБС

ABS — это печатный материал на нефтяной основе, используемый в FDM-принтерах. Он широко используется из-за его высокой прочности, термостойкости и универсальности.Его можно найти во всем, от чехлов для телефонов до лего.

ABS имеет очень высокую степень усадки, поэтому, если вам нужны точные по размерам 3D-отпечатки, я бы постарался не использовать его. Я видел, как люди комментируют, что коэффициент усадки составляет от 0,8% до 8%.

Я уверен, что это крайние случаи, и вы могли бы уменьшить это с помощью правильной настройки, но это хорошее шоу, чтобы проиллюстрировать, насколько серьезной может быть усадка.

Одним из основных способов уменьшения усадки является печать при правильной температуре нагретого стола.

Использование правильно откалиброванной нагреваемой платформы способствует адгезии первого слоя, а также помогает предотвратить слишком быстрое охлаждение нижнего слоя по сравнению с остальной частью отпечатка во избежание коробления.

Еще один способ уменьшить усадку — печатать в закрытой камере. Это изолирует 3D-печать от внешних воздушных потоков, гарантируя, что она не будет охлаждаться неравномерно.

Закрытая камера поддерживает постоянную температуру отпечатка, близкую к температуре пластика, до завершения печати, и все секции могут охлаждаться с одинаковой скоростью.

Огнеупорный и пылезащитный корпус Creality от Amazon — отличный корпус, который использовали и которым наслаждались тысячи людей. Он поддерживает постоянную температуру окружающей среды и очень прост в установке и обслуживании.

Кроме того, он обеспечивает большую пожаробезопасность, снижает уровень шума и защищает от скопления пыли.

ПЭТГ

PETG — еще один широко используемый материал для 3D-печати благодаря своим феноменальным свойствам. Он сочетает в себе структурную прочность и жесткость ABS с простотой печати и нетоксичностью PLA.

Это делает его пригодным для использования во многих приложениях, требующих высокой прочности и безопасности материала

При содержании 0,8% нити PETG имеют самую низкую степень усадки. 3D-модели, сделанные с использованием PETG, относительно стабильны по размерам по сравнению с другими моделями. Это делает их идеальными для изготовления функциональных отпечатков, которые должны соответствовать довольно строгим допускам.

Чтобы компенсировать или уменьшить усадку при печати PETG, перед печатью модель можно увеличить на 0,8%.

Как правильно компенсировать усадку при 3D-печати

Как мы видели выше, усадку можно уменьшить несколькими способами. Но, факт остается фактом, сколько бы ни делалось, усадку не устранить. Вот почему рекомендуется учитывать усадку при подготовке модели к печати.

Правильная компенсация усадки помогает учитывать уменьшение размеров моделей. Некоторое программное обеспечение для печати поставляется с предустановками, которые автоматически делают это за вас, но в большинстве случаев это нужно делать вручную.

Расчет применяемой компенсации усадки зависит от трех факторов: используемого материала, температуры печати и геометрии модели.

Все эти факторы в совокупности дадут представление о том, насколько ожидаемая усадка отпечатка и как это компенсировать.

Получение правильной усадки также может быть итеративным процессом, также известным как метод проб и ошибок. Скорость усадки может даже различаться для разных марок одного и того же типа материала.

Итак, отличный способ измерить и количественно определить усадку — сначала распечатать тестовую модель и измерить усадку. Полученные данные можно затем использовать для создания математически обоснованной компенсации скорости усадки.

Отличный способ измерить усадку — использовать этот объект расчета усадки от Thingiverse. Один пользователь описал его как «один из лучших инструментов общей калибровки». Многие другие пользователи выражают благодарность создателю этой CAD-модели.

Шаги следующие:

Вы хотите использовать этот Google Sheet и сделать новую копию, которую вы можете редактировать самостоятельно.Более подробную информацию вы найдете на странице Thingiverse.

Если вам нужна действительно точная компенсация, вы можете выполнить итерацию дважды, но производитель говорит, что всего одной итерации было достаточно, чтобы получить их в пределах допуска 100 мкм (0,01 мм) для детали диаметром 150 мм.

Один пользователь сказал, что он просто масштабирует свои модели до 101%, и у него это работает очень хорошо. Это действительно простой взгляд на вещи, но он может быть успешным для быстрых результатов.

Вы также можете использовать параметр, называемый горизонтальным расширением, который регулирует размер ваших 3D-отпечатков в измерении X/Y, чтобы компенсировать изменения в размере, когда модель остывает и сжимается.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.