Modul der betonoberfläche: definition, berechnungsbeispiele.

Was ist dieser Parameter - Oberflächenmodul? Wir müssen uns mit einem neuen Konzept vertraut machen und nach Wegen suchen, um deren Werte für reale Strukturen zu berechnen. Darüber hinaus werden die Grundlagen des Winterbetonierens und der Einfluss des Oberflächenmoduls auf die Arbeitsmethoden dieses Prozesses behandelt.

Was ist das

Definition

Die ideale Zeit für Betonarbeiten im Freien ist eine warme Jahreszeit. Leider ist es nicht immer möglich, auf den Frühling zu warten: In einigen Fällen wird der monolithische Aufbau bei negativen Temperaturen ausgeführt.

Außerdem: In manchen Regionen des Landes ist die warme Jahreszeit einfach zu kurz. In Jakutsk zum Beispiel beträgt die durchschnittliche Monatstemperatur über Null nur fünf Monate pro Jahr.

Beim Betonieren im Frost besteht das Hauptproblem darin, dem Beton Festigkeit zu geben, bevor die Kristallisation des Wassers in ihm beginnt. Die Hauptmethoden seiner Lösung sind auf die Wärmedämmung der Schalung oder die Erwärmung der verlegten Mischung beschränkt. In diesem Fall wird die Wahl einer bestimmten Lösung in erster Linie davon bestimmt, wie schnell sich die Form mit Beton abkühlt.

Die Geschwindigkeit, mit der eine bestimmte Struktur Wärme verliert, wird durch das Verhältnis der Fläche ihrer gekühlten Oberfläche zum Volumen bestimmt.

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

Da im Zähler der Formel der Wert in Quadratmeter (m2) und im Nenner in Kubik (m3) angegeben wird, wird der gewünschte Parameter in fremden Einheiten gemessen, die als 1 / m oder m ^ -1 bezeichnet werden.

Ein wichtiger Punkt: Da der Prozess des Erhalts der Betonfestigkeit praktisch aufhört, wenn auf 0 ° C abgekühlt wird (Wasserkristallisationstemperatur), werden nur die Teile der Monolithoberfläche, die in Kontakt mit kälterer Luft sind, der Basis oder den Strukturelementen als gekühlt angesehen.

Berechnungsbeispiele

Berechnen wir den Parameter, den wir für ein Plattenfundament mit einer Größe von 6x10 m und einer Dicke von 0,25 m interessieren, das bei negativer Umgebungstemperatur aufgetautem Boden liegt.

1. Es ist offensichtlich, dass alle Oberflächen der Platte außer dem Boden abkühlen: weil es in Kontakt mit dem Boden steht, der eine Temperatur über Null hat. Wir falten ihre Flächen: (6 × 0,25) × 2 + (10 × 0,25) × 2 + 6 × 10 = 3 + 5 + 60 = 68 m2.
2. Berechnen Sie das Volumen der Platte. Wie wir uns aus dem Schullauf der Geometrie erinnern, ist es dem Produkt der Seiten eines rechteckigen Quaders gleich: 10 x 6 x 0,25 = 15 m3.
3. Berechnen Sie das Oberflächenmodul: 68 m2 / 15 m3 = 4,5 (3) 1 / m.

In der Praxis können Berechnungen von Balken, Zylindern mit Durchmesserübergängen und anderen Strukturen recht kompliziert sein und viel Zeit in Anspruch nehmen. Wie alle Menschen neigen die Baumeister dazu, ihr Leben zu vereinfachen, wann immer dies möglich ist. Zu diesem Zweck gibt es mehrere vereinfachte Berechnungsformeln für die Hauptstrukturelemente.

Was soll ich damit machen?

Wir haben also gelernt, einen bestimmten Parameter zu berechnen, der die Abkühlgeschwindigkeit des Arrays in der Kälte beeinflusst. Und wie kann man es in realer Bauweise anwenden?

Heiz- und Kühlrate

Da es nicht möglich ist, ein gleichzeitiges Erwärmen oder Abkühlen von Beton über das gesamte Volumen der Anordnung hinweg vorzusehen, führt jede Änderung der Bedingungen dazu, dass ein Temperaturdelta zwischen dem Kern und der Oberfläche auftritt.

Achtung: Dieses Delta wird umso größer, je massiver die Struktur ist. Einfach ausgedrückt, je kleiner das Verhältnis von Fläche zu Volumen ist.

Eine Erhöhung der Temperaturdifferenz zwischen dem Kern und der Oberfläche führt zwangsläufig zu einer Erhöhung der inneren Spannungen im Material. da es sich um beton handelt, das nicht an festigkeit gewonnen hat, sind risse nicht nur möglich - garantiert.

Beenden Es läuft auf so viel wie möglich, um die Änderung der Temperatur der Oberfläche des Arrays zu verlangsamen.

Die Temperaturstabilität beim Abkühlen wird in der Regel durch thermische Isolierung des Betonmonolithen gewährleistet; wenn erhitzt - einstellbares Stromkabel für Beton oder Heißluftgebläse.

Einen Weg wählen, um die Temperatur zu halten

Diese Verwendung des erhaltenen Werts des Moduls der Oberfläche steht in direktem Zusammenhang mit der Berechnung der Aufheiz- / Abkühlgeschwindigkeit: Auf der Grundlage der durchgeführten Berechnung wird das Verfahren zum Stabilisieren der Temperatur auf einen Satz Betonfestigkeit ausgewählt.

Für ein Modul einer Oberfläche von nicht mehr als 6 ist das sogenannte Thermos-Verfahren ausreichend. Die Form ist einfach qualitativ wärmeisoliert, was die Wärmeübertragung erheblich reduziert.

Außerdem: Bei der Hydratation (chemische Reaktionen von Portlandzement mit Wasser) wird eine beträchtliche Wärmemenge freigesetzt, die zur Selbsterwärmung der Mischung beiträgt.

Für MP im Bereich von 6 - 10 1 / m sind mehrere Lösungen möglich:

• Die Mischung wird vor dem Verlegen in der Form erhitzt. In diesem Fall nimmt die Abkühlzeit auf eine kritische Temperatur (0 Grad) bei richtiger Isolierung zu; Außerdem wird heißer Beton viel schneller gefasst und erlangt Festigkeit.

• Der Mischung werden Additive zugesetzt, um deren Aushärtung zu beschleunigen. Als Option werden schnell aushärtende Portlandzemente hoher Qualität verwendet, die neben der beschleunigten Aushärtung von Nutzen sind, da sie während des Hydratationsprozesses mehr Wärme freisetzen.
• Ein alternativer Ansatz besteht darin, die Kristallisationstemperatur von Wasser in einer sich verfestigenden Betonmischung zu verringern. Dank der entsprechenden Zusätze wird die Aushärtung bei niedrigen Temperaturen fortgesetzt.

Nützlich: Es empfiehlt sich, vor der Verwendung von Kochsalzlösung zu warnen. Ihr Preis ist wirklich niedriger als bei spezialisierten synthetischen Additiven. es wird jedoch durch einen hohen Salzgehalt (ab 5%) im Wasser gemischt. Gleichzeitig verringert ein hoher Salzgehalt die Endfestigkeit des Betons und trägt zur beschleunigten Korrosion der Bewehrung bei.

Bei einem Oberflächenmodul über 10 ist es schließlich die einzig sinnvolle Lösung, den Beton mit einem Heizkabel oder Heißluftgebläsen auf einen bestimmten prozentualen Auslegungsgrad zu erwärmen. Der Wert der Mindestfestigkeit vor dem Einfrieren hängt von der Betonklasse und dem Einsatzgebiet des Monolithen ab. vollständige Anweisungen zur Auswahl der Werte sind in SNiP 3.03.01-87 enthalten.

Verschrottung

Nach einem Satz minimal erforderlicher Festigkeit und Stabilisierung der Temperatur des Monolithen wird die Schalung entfernt und die Isolierung entfernt. Da dies bei negativen Temperaturen auftritt, ist auch das Delta zwischen der Betonoberfläche und der Umgebungsluft wichtig und auch an das Oberflächenmodul gebunden.

• Wenn Mp im Bereich von 2-5 liegt und der Verstärkungskoeffizient (das Verhältnis des Gesamtquerschnitts der Verstärkung zum Querschnitt des Monolithen) zu 1% des maximal zulässigen Temperaturdeltas 20 beträgt.
• Bei einem Verstärkungsverhältnis von 1 bis 3 Prozent beträgt das maximale Temperaturdelta 30 Grad.
• Mit einem Verstärkungsgrad von über 3% kann die Luft um 40 Grad kälter sein als Beton.
• Bei einem Oberflächenmodul von mehr als 5 1 / m betragen die maximal zulässigen Temperaturabfälle für verschiedene Verstärkungsfaktoren 30, 40 bzw. 50 Grad.

Verarbeitung von Winterbeton

Wenn nach einem Satz voller Festigkeit Winterbeton und Monolithen aus unbehandeltem Beton mit normaler Feuchtigkeit ganz konventionell verarbeitet werden, haben die Perforation und die Vorrichtung der Öffnungen im Monolithen ihre eigenen Besonderheiten, bevor sie an Festigkeit gewinnen.

Einfach ausgedrückt, keine Markenfestigkeit zu erlangen und gefrorener Beton sollte nicht mit einem Presslufthammer und einem Perforator zerkleinert werden. In diesem Fall treten Risse auf.

Öffnungen lassen sich am besten so einrichten, dass sie bereits beim Gießen des Monolithen die Schalung bilden. In diesem Fall ist es unter anderem möglich, die Ränder der Verstärkung an den Rändern der Öffnung vollständig zu verankern. Wo dies nicht möglich ist und die Öffnung zugeschnitten werden muss, wird eine gewellte Bewehrung verwendet: Die gerillte Oberfläche selbst dient als Anker für die Stange.

Es ist nützlich: Zum Anordnen eines Lochs (z. B. Blasen von Luft oder Eindringen in die Kommunikation in einem Streifenfundament) reicht es aus, wenn Sie es mit Ihren eigenen Händen schütten, ein Asbestzement oder ein Kunststoffrohr mit dem entsprechenden Durchmesser in die Schalung zu legen.

Für die eigentliche Bearbeitung, bei der dies nicht ohne geht, sind Diamantwerkzeuge vorzuziehen. Beim Diamantbohren von Löchern in Beton ist kein Schlagzeugmodus erforderlich. Infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit von Rissen und Spänen geringer. Durch das Schneiden von Stahlbeton mit Diamantkreisen werden die Kanten des Schnitts perfekt glatt und, was sehr praktisch ist, muss das Schneidrad beim Schneiden der Verstärkung nicht gewechselt werden.

Zugehöriges Konzept

Eine einfache Assoziationskette zwingt uns, ein anderes Konzept zu betonen, das sich auf konkrete Strukturen bezieht. Dies ist der sogenannte Young-Modul für Beton (es ist auch der Elastizitätsmodul oder der Verformungsmodul).

Der Wert des Moduls wird experimentell anhand der Testergebnisse der Stichprobe ermittelt, die in Pascal (häufiger unter Berücksichtigung hoher Werte in Megapascal) gemessen und mit dem Symbol E bezeichnet wird. Dieser Parameter ist nur für Fachleute von Interesse und wird bei niedrigen Bauformen nicht berücksichtigt.

Vereinfacht gesagt beschreibt dieser Parameter die Fähigkeit eines Materials, sich unter erheblichen Belastungen kurzzeitig zu verformen, ohne die innere Struktur irreversibel zu beschädigen. Noch einfacher? Bitte: Je höher der Elastizitätsmodul, desto unwahrscheinlicher ist es, dass beim Schlagen mit einem Vorschlaghammer ein Betonstück vom Fundament abbricht.

Nach einer solchen Bestimmung ist es logisch anzunehmen, dass der Elastizitätsmodul (oder die Verformung) mit der Druckfestigkeit und dementsprechend der Marke (Klasse) des Materials verbunden ist.

In der Tat ist die Abhängigkeit fast linear.

• Bei schwerem Beton der natürlichen Härtungsklasse B10 beträgt der Verformungsmodul 18 MPa.
• Die Klasse B15 entspricht einem Wert von 23 MPa.
• B20 - 27 MPa.
• Der Verformungsmodul von Beton B25 beträgt 30 MPa.
• Klasse B40 - 36 MPa.

Fazit

Wir hoffen, dass sie den Leser nicht mit einer Fülle langweiliger Definitionen und trockener Zahlen ermüden. Weitere thematische Informationen finden Sie wie üblich im beigefügten Video in diesem Artikel. Erfolge!