проекты для строительства, кладка стен из керамзитобетона

При строительстве дома важно выбирать качественный материал, который бы обладал не только прочностью, но и безупречными эксплуатационными характеристиками. На сегодняшний день у застройщиков огромной популярностью пользуются керамзитобетонные блоки. Они позволяют быстро стоить здания, доступны в цене и обеспечивают помещения отличной теплоизоляцией.

Особенности

Керамзитобетонные блоки представляют собой универсальный строительный материал, который производят из песка, цемента и дробленого керамзита. Прочность блоков зависит от фракции керамзита, входящего в их состав. Чем она больше – тем менее качественное получается изделие, так как теряет свойства теплопроводности и устойчивости к внешним воздействиям.

Керамзитоблоки выпускаются по стандартам ГОСТа 613399 и подразделяются на следующие группы:

• для строительства несущих конструкций, которые обладают размерами 188×190×390 мм;
• для возведения перегородок, чьи габариты составляют 188×90×390 мм.

Кроме этого, материал может быть с наличием пустот, полнотелый, лицевой и рядовой. Лицевые блоки, как правило, применяют для конструкций, которым не требуется дополнительная облицовка, а рядовые нужно декорировать отделкой. Пустотелые изделия выбирают в тех случаях, когда необходимо уменьшить вес сооружения.

В отличие от полнотелых у пустотелых имеются специальные отверстия, повышающие теплоизоляционные свойства материала, но второй вариант обладает низкой прочностью и плохо выдерживает нагрузки. Главной особенностью таких блоков является то, что они часто имеют неточные размеры, но подобные отклонения допустимы в строительстве, если по длине, высоте и ширине величина расходится от 10 до 20 мм.

Прежде чем выстроить дом из керамзитобетонных блоков, важно правильно подобрать плотность материала, потому что от нее будет зависеть не только надежность всей конструкции, но и акустические, теплосберегающие показатели. Обычно плотность блоков составляет от 500 до 1800 кг/м3, а их вес соответственно может меняться от 10 до 23 кг.

Выполнение строительных работ с данным изделием практически ничем не отличается от возведения дома из кирпича. Чтобы получить теплое и устойчивое строение толщину стен делают в 0.65 м и обязательно наносят гидроизоляционный слой.

В некоторых случаях также по всему периметру дома укладывают арматуру, которая повышает прочность конструкции. Для одноэтажных построек применяют более легкие блоки с утеплителем, а для многоэтажных предпочитают изделия плотностью до 1200 кг/м3. Не менее важным моментом для домов из керамзитоблоков считается и выбор надежного фундамента, который углубляют на 1,2 метра, чтобы защитить от неравномерной осадки почвы и появления трещин в стенах.

Плюсы и минусы

Керамзит, входящий в состав блоков, является легким материалом, который выпускают из экологического сырья без добавления вредных компонентов, поэтому его часто используют для строительства домов.

К главным преимуществам изделия можно также отнести.

• Низкая гигроскопичность. Несмотря на то что основным компонентом керамзитобетона считается цемент, блоки имеют высокую устойчивость к влаге.
• Морозоустойчивость. Данный показатель может быть разным. В зависимости от типа блока количество циклов замораживания и размораживания составляет от 15 до 200.
• Высокая прочность и плотность. Сооружения из керамзитобетона, как правило, эксплуатируют до 65 лет.
• Пожаробезопасность.
• Устойчивость к процессам гниения, воздействию грызунов и насекомых.
• Низкая теплопроводность. Дома из таких блоков получаются теплыми.
• Хорошая паропроницаемость. Материал «дышит», поэтому обеспечивает строению оптимальный микроклимат.
• Простота строительства. Все работы по воздвижению конструкции можно выполнить самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
• Маленький вес изделия. Благодаря этому усадка не наблюдается.
• Доступная цена и экономия раствора. Для укладки блоков требуется в два раза меньше бетонной смеси, чем при строительстве кирпичных зданий.

Что же касается недостатков, то их немного.

• Строительство конструкций выполняется на прочном фундаменте. Чтобы основание было надежным, на нем нельзя экономить.
• Во время укладки блоков могут образовываться мостики холода (швы). Их необходимо заделывать и дополнительно утеплять стены.

Проекты

Строительство дома начинается с составления проекта, для этого вначале нужно продумать планировку помещений и подготовить соответствующую документацию. В первую очередь уделяют внимание архитектурной части и определяют количество этажей постройки, рисуют чертежи и эскизы обустройства фасада. Затем оформляется схемы фундамента, перекрытий и кладки блоков. На данном этапе также необходимо включить в чертежи проведение таких коммуникаций, как канализация, водоснабжение, электропроводка и газоснабжение. Завершается проектирование расчетом сметы, в которой учитывается стоимость всех строительных материалов.

Одноэтажные дома считаются самыми экономными, поэтому их проекты пользуются огромной популярностью. Благодаря грамотной планировке из керамзитобетонных блоков можно создать комфортное, уютное и недорогое жилье. Чтобы возвести такое здание не требуется специальная строительная техника, а затраты на материал будут небольшими.

Как правило, одноэтажные строения имеют общую площадь до 81,5 м2, ее вполне достаточно, чтобы рационально распланировать жилое пространство площадью 60 м2. Обычно такие проекты включают кухню-студию, просторную гостиную и три спальни. Такой универсальный вариант хорошо подходит для комфортного проживания большой семьи.

Одноэтажные дома можно также дополнительно обустроить небольшой парилкой и террасой. Внутри отделку стен рекомендуется выполнять из дерева или гипсокартона, а для наружной облицовки лучше всего использовать штукатурку. Она смотрится привлекательно и не потребует больших затрат. Если же финансовые возможности позволяют, то можно остановить свой выбор на проекте двухэтажного коттеджа. Благодаря большой площади откроется возможность уникально обустроить пространство, применяя современные варианты стилистики. Планировка в данном случае может состоять из нескольких спален, просторной гостиной, кухни, ванной и детской. Кроме этого, в таком доме легко выделить место под библиотеку, кабинет и бильярдную. «Изюминкой» жилья станет также шикарный бассейн.

В качестве материала для перекрытий можно применять деревянные балки, но лучше всего отдавать предпочтение железобетонным перекрытиям, так как они намного прочнее. Что же касается основания, то для многоэтажного строения идеальным выбором считается мелко заглубленный ленточный фундамент, он стоит недорого и надежен в эксплуатации.

Внутреннюю отделку помещений можно осуществить на любой вкус, а внешне дом хорошо облицевать штукатуркой или обшить сайдингом.

Выбираем фундамент

В последнее время большинство застройщиков строит дома из керамзитобетонных блоков, так как они характеризуются невысокой стоимостью и надежностью. Чтобы повысить эксплуатационные характеристики таких строений, важно правильно выбрать фундамент и качественно его заложить, так как малейшая ошибка может привести к осадке дома, в итоге на стенах появится деформация и трещины.

Основание керамзитобетонных построек должно соответствовать следующим требованиям:

• иметь высокие несущие способности;
• обладать водоустойчивостью;
• обеспечивать зданию низкие теплопотери.

На сегодняшний день чаще всего используют следующие виды фундамента.

• Ленточный. Выбор монолитного основания хорошо подходит для проектов домов с цокольным этажом. Такой тип фундамента закладывают на ровных участках с плотным грунтом. Основание обязательно оборудуют тепло- и гидроизоляцией. В некоторых случаях также делается сборный ленточный фундамент, его устройство аналогично монолитному, а блоки укладывают непосредственно на цемент.
• Свайный с ростверком. Его можно устанавливать на участках с любым типом почвы, так как применяются буронабивные сваи с заглубленным ростверком. Подобное основание долговечно, экономично и надежно. Единственное, что свайные фундаменты не рекомендуются для строительства зданий из легких блоков.
• Плитный. Не имеет ограничений по типу грунта и весу строения. Данное основание является надежным, но стоит дорого и не подходит для застройки участков со сложным рельефом.
• Столбчатый. Представляет собой комбинацию столбиков из кирпича, камня или бетона. Его обычно закладывают для легких конструкций, размещенных на пучинистых грунтах. Минусов у основания нет, так как оно совмещает в себе доступную цену и высокое качество.

Строительство

Построить своими руками дом из керамзитных плит несложно, главное – придерживаться определенных правил в строительных работах, которые включают в себя следующие этапы:

• сооружение фундамента;
• кладка стен из керамзитобетона;
• обустройство кровли;
• утепление;
• облицовка.

Начинающим мастерам в этом поможет пошаговая инструкция. В первую очередь делается закладка основания, ее технология зависит от состава и структуры почвы, а также уровня размещения подземных вод. После детального анализа грунта выбирается более подходящий вид фундамента.

Чаще всего заливают ленточное основание. Для этого подготавливается поверхность рабочей площадки, удаляется мелкая растительность и осуществляется корчевка кустарников или деревьев. Затем основание размечается при помощи веревки и колышков.

Чтобы постройка стояла на прочном фундаменте, роется траншея, чья глубина должна превышать уровень промерзания грунта. Дно и стенки траншеи тщательно ровняют и готовят к установке опалубку из фанерных щитов или обрезных досок. После этого засыпается смесь из песка и щебня, ее толщина равномерно распределяется и трамбуется. Нужно также собрать армирующий каркас, для этого прутья крепятся между собой при помощи вязальной проволоки или сварки.

Далее готовится бетонная смесь. Расход раствора на 1 м3 определяется в зависимости от объемов работы. Готовый состав заливают в траншею таким образом, чтобы не появлялись воздушные пузырьки. Поверхность хорошо ровняют и для сохранения влажности накрывают полиэтиленовой плёнкой. Когда завершится процесс затвердения, опалубка снимается, теперь нужно класть гидроизоляцию и утеплитель.

Следующим шагом будет укладка блоков и формирование коробки дома. Специалисты рекомендуют крепить материал на специальный клеевой состав. Чтобы правильно выполнить кладку первого ряда работу начинают с угловой зоны, осуществляя контроль горизонтальности изнутри при помощи уровня.

Следующий ряд слегка смещают на 1/2 или 1/3 толщины блока. Через каждые 3-4 ряда следует производить усиление армирующей сеткой.

Когда стены будут готовы, можно приступать к обустройству кровли. Перед этим подбирается подходящий материал для ее покрытия. Он должен быть прочным, устойчивым к влиянию внешней среды и долговечным. Кроме кровельного материала также потребуются деревянный брус сечением 150×150 мм, обрезная доска, дюбель и метизы для крепления. В первую очередь готовится обрешетка, к ней прибиваются стропила, ставится материал. Затем делается утепление дома. Чтобы в помещениях постоянно поддерживался комфортный микроклимат, прокладывают теплоизоляцию как снаружи, так и внутри постройки. Для этих целей лучше всего подходит минеральная вата, пенопласт или облицовочные панели. Внешняя облицовка осуществляется в зависимости от личных предпочтений, главное, чтобы дом гармонично вписался в ландшафтный дизайн участка.

Самым дешевым и простым способом считается обшивка фасада пенополистирольными блоками, они производятся толщиной до 50 см и поэтому могут хорошо утеплять строение. Блоки укладывают на специальный раствор и закрепляют дюбелями. После этого на них устанавливают армированную сетку и наносят полимерцемент. Финишной отделкой в данном случае может выступить как облицовочная плитка, так и декоративная штукатурка.

Отлично себя зарекомендовали инновационные «вентилируемые» фасады. Подобные монтажные работы выполнить сложно и дорого. Прежде всего на основание стен накладывают слой пароизоляции в виде алюминиевой фольги, потом монтируют направляющие и к ним фиксируют минеральную вату. Внешнюю облицовку, как правило, осуществляют алюминиевыми панелями или сайдингом.

Рекомендации

Перед тем как заняться самостоятельным строительством дома из керамзитобетона, важно не только правильно составить проект, но и изучить отзывы владельцев такого жилья. Керамзитоблок является экологичным материалом, но иногда в процессе эксплуатации в нем могут проявиться скрытые проблемы. Поэтому блоки лучше всего приобретать от хорошо проверенных производителей, предоставляющих сертификаты качества на продукцию. Вы получите гарантию, что материал не опасен для здоровья человека.

Во время постройки стоит учесть следующие рекомендации специалистов.

• После усадки фундамента его поверхность может стать кривой. Чтобы это устранить, нужно выполнить выравнивание раствором, контролируя ровность уровнем.
• Увеличить срок эксплуатации дома поможет качественная гидроизоляция. Поэтому после застывания бетона на фундамент укладывают несколько слоев рубероида, а между ними размещают мастику.
• Керамзитоблок (как и пеноблок) вначале укладывают от угла, формируя первый ряд. Потом делают кладку последующих рядов, проверяя ровность стен.
• Если возводятся двойные стены, то два ряда блоков выкладывают одновременно, делая связку между ними из песчано-цементного раствора.
• При строительстве двухэтажного здания стены первого этажа нужно обязательно укреплять армирующих поясом. Благодаря этому весовые нагрузки равномерно распределяется на блоки как со стороны стен второго этажа, так и самих перекрытий. Изготавливают такой пояс из железобетонных блоков или кирпича. Армирующий пояс необходимо дополнительно утеплять.

В следующем видео вас ждет кладка стен из керамзитобетонных блоков.

плюсы и минусы, отзывы владельцев, проекты и фото

Современные строительные технологии изобилуют разнообразием выбора. Керамзитобетонные конструкции – один из относительно новых проектов для нашей страны. Характеристики блоков из этого материала, а также отзывы строителей и владельцев таких домов говорят об уникальных свойствах керамзитобетона. Статья расскажет с помощью фото о его плюсах и минусах.

Что такое керамзитобетон

Построить дом собственноручно – это возможность решить жилищный вопрос за меньшие деньги, в сравнении с готовым новым жильем. На своем земельном участке вы – сам себе хозяин, архитектор и строитель, поэтому можете вкладывать силы и средства по чуть-чуть или большой долей, на свой вкус планировать будущий дом и территорию вокруг него. Понятно, что каждому в таком случае хочется не много потратить, не потеряв в качестве, долговечности и безопасности. Один из материалов в помощь людям, которые любят делать «на совесть» — керамзитобетонные блоки.

Керамзитобетон

Керамзитобетону уже несколько десятилетий отроду, однако активно применять его в строительстве начали лишь недавно. Этот материал волне можно отнести к экологическим. Изготавливают его просто: вспенивают и особым образом обжигают легкоплавкую глину, которая затем остывает естественным образом и превращается в керамзит – гранулы-камешки размером с шарик для пинг-понга. Керамзиту характерна высокая плотность и прочность на сжатие и, вместе с тем, легкость. Гранулы служат заполнителем во время изготовления бетонных блоков, вместо традиционных камней. Средняя плотность блоков составляет 400-1800 кг/м3. Такая рецептура оказалась чудесным решением, имеющим массу плюсов при строительстве.

Плюсы керамзитобетонных материалов

Традиционные материалы при строительстве дома (кирпич и шлакоблоки из бетона) могут кануть в лету. Технологии сегодняшнего дня позволяют блокам быть легче, а само строительство проходит быстрее без потери надежности. Керамзитобетонные блоки применяют в строительстве разного типа сооружений, в т.ч. жилых домов в несколько этажей: как для несущих, так и для других видов стен.

Совет. Строители называют этот материал идеальным сочетанием положительных характеристик дерева и камня, поэтому он все больше набирает популярности при строительстве гаражей, бань, цоколей или монтаже кровли.

Выделим основные плюсы керамзитобетона:

• материал не ржавеет, не гниет, устойчив к перепаду температур и огню;
• лучше бетона сохраняет тепло;
• пористая структура материала позволяет ему «дышать» без потери тепла, а также выводит лишнюю влагу и даже пар.
• обеспечивает лучшую звукоизоляцию;
• легкость блоков из керамзитобетона обеспечивает меньшую нагрузку на фундамент и, как следствие, больший срок жизни строения без усадок и деформаций;
• масса стройматериала также ускоряет монтаж дома в несколько раз, позволяет с меньшими затратами транспортировать блоки. Кроме того, раствора для строительства понадобится меньше;
• керамзит экологичен и устойчив к химическим реакциям;
• позволяет возводить строения от 3-х этажей и выше без армирующих конструкций, в отличие от пенобетона и газобетона;
• цена керамзитобетонного блока в пересчете на 1 м3 меньше, чем кирпича;
• стройматериал не накапливает опасное излучение и не передает его.

Материал имеет массу преимуществ

Минусы керамзитобетонных стройматериалов

Конечно, у материала есть и отрицательные качества:

1. За счет пористости, керамзитобетонные блоки уступают кирпичу в прочности, плотности и устойчивости к некоторым негативным факторам, но не критично. Поэтому проект дома требует тщательного расчета, чтобы не навредить положительным свойствам материала.
2. Стена из керамзитобетона потребует дополнительной отделки – вид у блоков непрезентабелен. Впрочем, дома из керамзита без отделки постепенно входят в моду.
3. Воздухообмен все же уступает кирпичной стене.
4. Образование «мостков холода». Существуют несложные способы предупредить их еще во время строительства, но они потребуют дополнительных затрат.
5. Свойства материала не отменяет возможную необходимость дополнительной гидро- и теплоизоляции.
6. Блоки не просто разрезать из-за характеристики абразивности. В процессе легко получить неровности по краям или трещины и, как следствие, зазоры в стене.
7. Не всякий крепеж надежно будет держаться в стене из керамзитобетона: например, дюбель сможет, а анкерный болт может «захандрить». Однако все зависит от характеристик конкретного блока.

Внимание! На рынке немало некачественных стройматериалов из керамзитобетона, с нарушениями геометрии и норм по плотности.

Керамзитобетонные блоки в практике

Основной размер блока из керамзитобетона 390 х 190 х 188 мм (+/- 5-10 мм). Это больше, чем обычный полуторный кирпич. В линейке моделей существуют вариации блока: в зависимости от назначения он может быть короче, ниже или уже. Существуют также фундаментные модули с углублениями для формирования монолитного пояса. Кроме того, стеновой блок может быть полнотелым или пустотным (на 30% или 40%) для повышения морозостойкости.

Опыт строителей и хозяев домов из керамзитобетона можно обобщить в основные тезисы:

• Проект не требует особых конструкторских решений и углубленных знаний тонкостей и хитростей. Блоки просты в монтаже. Рядовому частному застройщику по силам самостоятельно возвести стены.

Дом из керамзитобетонных блоков

• Геометрия стройматериалов дает возможность простой перевозки, избавляет от необходимости задействовать спецтехнику.
• Расчет прочности вашего дома – ключевой шаг на первом этапе строительства. Керамзитобетон требует тщательности в этом процессе.
• Материал так же эффективен во внутренних конструкциях: несущих перегородках и перекрытиях.
• Двухслойные конструкции из легкого керамзитобетона и конструктивного бетона показали себя лучшим образом в сооружениях, построенных в сейсмоопасной местности или на просадочных грунтах.
• Блоки хорошо сочетаются с мелкоштучными материалами, оконными и дверными проемами, металлоконструкциями и ж/б изделиями.

Наша страна пока только знакомится с керамзитобетоном. Количество зданий с применением материала не превышает 10%, в европейских странах этот показатель достигает 40%. В то же время, вероятно, что именно в керамзитном направлении будет развиваться строительство в ближайшие годы.

Преимущества керамзитоблоков: видео

Дом из керамзитобетонных блоков: фото

Строительство домов из керамзитобетона – дом из керамзитобетонных плит в Калининграде

Дом из керамзитобетонных блоков

Строительство дома из керамзитобетонных блоков – самая популярная технология среди наших заказчиков, ведь такие блоки, исходя из соотношения цена/качество, являются универсальным материалом для строительства частного дома.

В некотором роде, керамзитобетон – выгодная альтернатива дорогому керамическому блоку. Это возможно благодаря основному компоненту керамзитобетона – шарикам керамзита или вспученной, обожжённой глине. Бетон добавляется в состав лишь для связки этих самых шариков. Таким образом, как дешевые керамзитобетонные блоки, так и дорогие керамические кирпичи, и блоки состоят из одного и того же материала – глины.

Стоимость

Наша компания имеет эксклюзивный контракт с калининградским заводом. Это позволяет нам предлагать заказчикам максимально выгодные цены на дома из керамзитобетона. Несмотря на низкую стоимость, блоки из керамзитобетона способны конкурировать по эксплуатационным характеристикам с самыми дорогостоящими материалами. Это делает их вдвойне привлекательным вариантом для заказчика так как позволяет построить недорогой дом из керамзитобетонных блоков.

Цены на базовую комплектацию коробки дома под ключ:

Строительство из керамзитобетонных блоков – от 15500 руб/м2

Керамзитобетон популярен в Европе. Благодаря своей прочности, низкой стоимости и способности сохранять тепло в помещении он активно используется в Германии, Голландии, Финляндии, Норвегии, Чехии и завоевывает популярность в Калининграде.

Строительство дома в поселке Большое Исаково

 

Достоинства: 

— Невысокая стоимость. Строительство дома из керамзитобетона, по нашей практике, получается более выгодным, по сравнению с использованием других материалов. При этом качество керамзитобетона никак не уступает качеству функциональных конкурентов.

— Сохраняет тепло. Шарики керамзита наделяют блоки прекрасными теплоизоляционными свойствами, что позволяет керамзитобетону сохранять комфортную температуру в доме. Именно это качество определят популярность материала в холодных скандинавских странах. Дом из керамзитных блоков – хороший вариант для того, чтобы оптимизировать затраты на отопление.

— Экологичность. В составе блока отсутствуют какие-либо химические добавки. Все составляющие блока экологически чистые. Соответственно и блок абсолютно безопасен для здоровья жильцов. Дом из керамзитобетонных блоков по своим экологическим характеристикам близок к деревянному.

— Удобство в обустройстве. Для того чтобы закрепить что-то на стене из пеноблоков или газосиликатных блоков нужно использовать специальные крепления, потому что при сверлении они крошатся и рассыпаются. В керамзитобетонную стену легко можно забить гвоздь или вкрутить шуруп, они будут отлично держаться. Вроде бы такая мелочь, но она сильно упрощает монтаж кухни, различных шкафчиков и многого другого.

— Влагостойкость. Среди своих конкурентов керамзитобетон отличается очень низким показателем влагопоглощения. Благодаря дышащим свойствам обеспечивается воздухообмен и естественная влагорегуляция в помещении.

 

Недостатки:

Значимых недостатков у блока нет. Это недооцененный материал, который в европейских странах занимает 40% строительного рынка и называется БИО-блоком.

Дом в поселке Волочаевское

Для заказа строительства дома из керамических блоков под ключ в Калининграде с уникальной гарантией качества в 10 лет или получения консультации специалиста – звоните по телефону 8 (4012) 36-86-00 или оставляйте заявку на сайте.

Дом из керамзитобетонных блоков: Плюсы и Минусы

Известно, что керамзитобетонные блоки по цене примерно на 60% дешевле газосиликатных или пенобетонных блоков. А разница в стоимости блоков из керамзитобетона и стандартного строительного кирпича может достигать 80-90%, что даёт этим блокам значительное преимущество. Таким образом можно с уверенностью сказать, что если для вас цена является определяющим фактором, то основным плюсом данного строительного материала будет, конечно, его стоимость.

Плюсы (Преимущества) Блока

Часто бывает, что более дешевый материал имеет значительно более низкие показатели качества в сравнении со своими аналогами. Но в данном случае это не так. За счет более высокой плотности материала, керамзитобетонные блоки надежнее и крепче блоков из газосиликата или пенобетона. Если всверлить в стену из газоблока дюбель для того, чтобы повесить шкаф на кухню или другую тяжелую конструкцию, то будет сразу видно, как материал крошится и обсыпается. В случае, если стены выполнены из керамзитобетона, такого эффекта вы не получите. Наоборот, любой дюбель в такой стене будет держаться крепко и просверленное отверстие будет более цельным и надежным.

В вопросе технологии строительства рассматриваемый материал также будет более выгоден, чем, например кирпич, ГС или ПБ блоки. В сравнении с кирпичем вы будете выигрывать как в скорости возведения стен (за счет большего размера кладка блока происходит быстрее, чем укладка кирпича), так и в количестве затрачиваемого раствора для всего процесса. Кроме того, в связи с тем, что в состав блока входит цемент, состав раствора может быть самым простым — песок, вода и цемент, при этом именно такой стандартный кладочный раствор и даёт очень высокое качество сцепления блоков.

В средней полосе России блоки из керамзитобетона считаются более предпочтительными, чем блоки из газосиликата или пенобетона ещё и потому, что они менее чувствительны к влаге. Именно этот материал обладает уникальной особенностью, которая исключает необходимость обустройства дополнительного гидроизоляционного наружного слоя. Непосредственно на поверхность блоков можно сразу наносить штукатурку, которая будет иметь отличное сцепление со стенами, в состав которых входит цемент. С таким же успехом для внешней отделки можно использовать краску или лак для блоков.

Ещё один значительный плюс — это возможность избежать необходимости проводить дополнительную внешнюю отделку в том случае, если для внешних стен вы будете использовать специальный облицовочный блок, у которого одна из граней имеет декоративную форму, как на фото выше.

Дом из керамзитобетонных блоков можно строить двумя способами. Первый — наиболее трудоёмкий заключается в том, что стена дома состоит из внутренних несущих стен и внешних стен. Внутренние стены толщиной 20 см возводятся из твердых керамзитобетонных блоков М150-М160 с примерным составом 50% керамзита и 50% цементно-песчаной смеси. Внешние же стены можно делать из более дешевых блоков М125, которые на 85% состоят из керамзита и только на 15% из цемента. Толщина внешней стены может быть также 20 см, но можно сделать и меньше. Между внутренней несущей и внешней стенами укладывается слой утеплителя из минеральной ваты толщиной в пять сантиметров. Такая конструкция может быть как двухэтажной с армопоясами и бетонными плитами перекрытия, так и одноэтажной с мансардой либо без неё.

Второй способ более прост — стена состоит и одного слоя блоков. В этом случае блоки следует использовать как можно более качественные и с наибольшим процентным содержанием цемента в их составе. Можно, конечно брать и обычные керамзитные блоки М75, но тогда конструкция должна быть небольшой, желательно одноэтажной, и без тяжелых бетонных плит перекрытия и армопоясов. Дополнительно такое здание в обязательном порядке нуждается во внешней отделке и внутреннем утеплении.

Для экономии материалов многда практикуют самостоятельное строительство такого дома с толщиной стен в полблока. Мы бы не рекомендовали подобную технологию для мест с холодными зимами. От второо этажа или мансарды в данном случае лучше будет отказаться, а внешнюю теплоизоляцию сделать как можно более серьёзной, минимум — это обшить сайдингом со слоем утеплителя в 50 мм.

К содержанию ↑

Минусы или основные недостатки

Из минусов данного материала в первую очередь нужно отметить тот факт, что при выборе и покупке блоков можно попасть на недобросовестного производителя и качество керамзитобетонных блоков для несущих стен может оказаться недостаточным для обеспечения достаточной прочности здания. Поэтому будьте очень внимательны при выборе блока и удостоверьтесь, что для несущих стен вы берете блоки класса М150-160 и выше с содержанием керамзита не превышающим 55% и с высоким содержанием цемента.

Проверить качество блока можно следующим образом. Попробуйте отколоть рукой небольшой кусочек выступающего материала из блока и если вам это удастся, раскрошите его у себя в руках. Если отломанный кусок рассыпется в руках, значит цемента в блоках очень мало и такие блоки не годятися для строительства, а если отломать кусок не удалось, либо для этого потребовались значительные усилия и раскрошить в руках его никак невозможно, значит качество блока вам подходит.

Ещё одним отрицательным свойством дома из керамзитобетонных блоков можно назвать обязательную необходимость его внешней отделки (в том случае, если блок для внешних стен взят без декоративной грани). Это обусловлено тем, что структура материала очень пористая и если блоки низкого качества, то без внешней отделки стены дома будут в буквальном смысле продуваться ветром. Потому обязательно делайте как минимум внешнюю штукатурку, а по возможности отделку дополнительными декоративными отделочными материалами. Если этого не сделать, то зимой затраты на отопление станут ощутимой составной частью вашего семейного бюджета.

В заключении можно сказать, что при правильном выборе качественных керамзитобетонных блоков вы получаете целый ряд преимуществ. Очевидно, что за этим блоком будущее и возведение стен дома из других строительных материалов следует осуществлять только если вы точно знаете, что именно это вам даст.

Читайте также: Дом из керамзитобетона: Отзывы владельцев, Проекты домов из керамзитоблоков, Керамзитобетонные блоки — Отзывы

Фундамент для дома из керамзитобетонных блоков: одноэтажного

Дома из такого материала, как керамзитоблок, становятся все более все более популярными. Но прежде, чем говорить о фундаментных основах под керамзитоблоки, сначала стоит уяснить, что собой представляет этот материал.

Достоинства керамзитобетона

Схематический пример устройства фундамента

Керамзит получается при термообработке легкоплавких сортов глины. Он такой же пористый, как и газосиликат. Материал этот имеет такие положительные свойства:

• Довольно прочен, но как фундамент для высоких зданий не годится.
• Имеет отличные звукоизоляционные и теплоизоляционные характеристики.
• Устойчив к изменениям погодной температуры и уровня влажности.
• Невоспламеняемый.

Керамзитоблоки изготовляют такими методами:

1. Монолитное изготовление стен заливкой.
2. Приготовление блоков различных форм.

Для керамзитного раствора делают такую смесь: цемент (1 ч.), песок (2 ч.), керамзит (3 ч.). Для стройки здания берется цемент марки М400, не меньше. Воду добавляют в раствор при постоянном помешивании смеси, пока не получится консистенция сметаны.

Типы фундаментных основ под домостроения из керамзита

Для домов, которые строят из керамзитобетонных блоков можно устанавливать различные основы. Вес таких строений небольшой, потому нагрузки на фундамент будут невысокими. Среди наиболее популярных типов отмечают несколько видов фундаментных оснований: ленточный, плитный, винтовой и даже керамзитный.

Ленточная фундаментная основа

Пример ленточного основания

Такое основание весьма распространено, благодаря своей технической простоте. Для него требуется минимальное количество материалов. Возводят его при низких залеганиях грунтовых вод. На другом типе грунта дом с таким фундаментом может повести.

Этапы создания данного основания:

1. Подготовляют траншею вдоль будущих стен дома. Глубина траншеи должна быть ниже уровня промерзания грунта.
2. Делают опалубку.
3. На дно траншеи насыпают песок и трамбуют его.
4. В траншею укладывают арматуру для того, чтобы усилить жесткость фундамента.
5. Затем внутрь заливают бетон.

Ленточный фундамент относится к самым простым и распространенным. Но для местностей, где грунт нестабильный, более подходит свайно-винтовой фундамент.

Винтовое фундаментное основание

Изображение винтового фундамента

Опорой данного фундамента являются винтовые свайные конструкции. Фундаментные основания свайного типа различают по ростверкам. Для возведения его бурят скважины заданного диаметра. Полученные скважины армируют и заливают бетонным составом.

Основа имеет низкую стоимость установки, подойдет для легких построек, например, для дачных домиков. Потому может идеально подойти для домов из керамзитоблочных построек на болотных грунтах. Но подвала в таком доме быть не может.

Такие фундаменты применяют при строительстве легких дачных домиков.

Плитное фундаментное основание

Пример плитного основания (фото)

Эта опора для здания достаточно надежная. Он используется в климате, где большую часть года преобладают низкие температуры. Поскольку плитная основа способна выдержать сильные холода, дом из керамзитоблоков убережет фундаментную основу от переохлаждения. Применяют такой фундамент и на нестабильных грунтах, поскольку он:

• устойчив к нестабильным почвам;
• переносит низкие температуры;
• долговечен;
• прочен.

Для его возведения требуются точные процедуры подготовки. Среди них: необходимость утрамбовывания грунта, изготовление подушки из песка, углубление блоков и операция по уплотнению бетона с помощью вибрации.

Столбчатый фундамент

Столбчатый – простой и дешевый в изготовлении

Используют его для легких домиков из керамзитбетонных блоков на постоянно промерзающих почвах. Столбики для фундаментной основы дома изготовляют из бетона, кирпича, керамзитобетонных блоков или пеноблоков.

Опору эту иногда совмещают с железобетонной плитой, которую устанавливают на столбики. Получается столбчато-плиточная основа, которая может выдержать самые тяжелые дома из керамзитобетонных блоков даже на болотистых грунтах.

Фундаментное основание из керамзитоблока

Использование керамзитобетонных блоков в качестве фундамента на фото

Фундамент из керамзитобетонных блоков  имеет множество достоинств. Он используется не только для домостроений. Для возведения фундаментных оснований его тоже можно использовать. Но подходит такой фундамент лишь для легких построек, например, для гаражей, бань и прочих. Достоинства керамзитового фундаментного основания:

• прочность, не уступающая бетону;
• может служить долго, не меняясь под воздействием климата;
• быстро и легко возводится;

• он влагонепроницаемый.

Подбор фундаментной основы

Подбирая вид фундамента для дома из керамзитобетонных блоков, нужно учитывать, какова глубина промерзания почвы и рельеф участка. Нужно знать также уровень залегания грунтовых вод, уровень уличного шума и многое другое.

Этот подбор особенно тщательно нужно делать в районах с постоянно промерзающими грунтами или на склонах. На грунтах такого типа дома из керамзитбетонных блоков строить опасно, разве что плитный.

Благодаря большой площади нагрузка на почву в данном случае распределяется равномерно по всем направлениям. Грунт почти не испытывает давление. Это дает возможность на плитном основании возвести любые постройки. Но из-за размеров плиты делать это не очень удобно, особенно строить из блоков.

И, вообще, гоняться за мнимой экономией не стоит. Строительство дома из керамзитобетонных блоков и фундамента под него лучше доверить квалифицированным специалистам. Они и подберут соответствующий местности тип фундаментной основы.

Видео

Дома из керамзитобетонных блоков в Коми, Сыктывкаре.Фотографии.

Деятельность Чебоксарского Стройкомбината охватывает не только производство, продажу и доставку керамзитобетонных блоков. Огромная составляющая нашей работы — общение с клиентами. Мы держим с вами связь от первого звонка и после завершения строительства.

В ходе экспедиции “Блоктур” мы посетили республику Коми, где с удовольствием заглянули на объекты строительства своих клиентов и, пообщавшись с хозяевами, сделали фотоотчет увиденного, чтобы поделиться впечатлениями с вами.

Вашему вниманию представляем великолепный дом из утолщенных керамзитобетонных блоков Чебоксарского Стройкомбината в городе Сыктывкар. Наш клиент Евгений Коняев профессионально проектирует и строит дома. Когда строить предстоит из керамзитоблоков, он обращается к нам. Так было и в этот раз. На фото — результат годичной работы. Под кирпичной облицовкой этого дома скрывается утеплитель пенопласт и кладка керамзитобетона в один блок — толщина такой кладки равна 40 см.

Следующий объект — 18-ти этажный жилой дом “Олимп” в самом центре Сыктывкара. Керамзитобетонные блоки, которые были привезены Чебоксарским Стройкомбинатом в количестве 44 100 штук, в этом случае выполняют функцию заполнения проемов наружных стен. Дом построен по монолитно — каркасной технологии, которая до минимума сокращает сроки работ. Скоро жильцы въедут в свои новые квартиры, а первый этаж, где будут располагаться офисы, примет первых сотрудников.

По приезду на улицу Тентюковскую в городе Сыктывкар, мы обнаружили что пока на месте будущего дома возведен только ленточный фундамент. Неудивительно, ведь с момента отгрузки керамзитобетонных блоков прошел только месяц. Заметим, что заказ был на 7350 штук керамзитоблоков, что предрекает дом немаленьких размеров. Для облицовки стен будет использован кирпич, выходит, что и выглядеть он будет красиво.

Следующий дом располагается в селе Усть — Кулом. Для строительства стен этого дома Мехоношин Дмитрий приобрел в Чебоксарском Стройкомбинате 1470 штук утолщенных керамзитобетонных блоков. Основная часть дома облицована кирпичом, а веранда отделана виниловым сайдингом. Под утепленной крышей из профнастила располагаются мансардные спальни, что дает дополнительное жилое пространство при хорошей финансовой экономии.

В марте 2015 года мы получили заявку на покупку 3024 штук стандартных керамзитобетонных блоков. Заказ был необычный — из нашей продукции должна возводиться церковь в селе Керчомъя Усть — Куломского района. Слой стены будущей церкви включает в себя кладку керамзитобетонных блоков, пенопласта и облицовочный кирпич. Нет сомнений, что прихожане церкви будут чувствовать себя в ее стенах очень комфортно.

В этой постройке, находящейся в селе Усть — Кулом, стены возведены из арболита, а цоколь выполнен из керамзитобетонных блоков. Гуляев Олег заказал в Чебоксарском Стройкомбинате 1470 штук утолщенных керамзитобетонных блоков. Такое решение — прекрасный вариант для строительства цоколя, поскольку в силу своего небольшого веса керамзитобетон уменьшает давление на основание дома. Это особенно важно, если тип фундамента предусмотрен ленточный.

В ноябре 2014 года Чебоксарский Стройкобинат доставил 2870 штук утолщенных керамзитобетонных блоков в город Емва Княжпогостского района. Мы посетили объект в самый разгар возведения стен из нашей продукции. Дом планируется небольшой, зато очень функциональный, потому что в нем располагается встроенное гаражное помещение.

Если вы хотите больше узнать о качестве наших керамзитобетонных блоков, то узнайте об этом непосредственно у самих клиентов. Обратитесь к нам, сообщите свой адрес и наши менеджеры предоставят контакты наших клиентов, которые находятся в близости от вас. Звоните!

 

Постройка дачи из керамзитобетонных блоков

04.05.2018 ООО «Алексинский керамзитовый завод» ООО «Алексинский керамзитовый завод»

301362, Тульская обл., г. Алексин,

ул. Набережная, дом 40а

+7 (920) 7-555-555

Это лучший вариант для стройки небольшого дачного дома.

Это лучший вариант для стройки небольшого дачного дома. Класть блоки не сложнее, чем кирпич. В кладке один блок заменяет по объему семь кирпичей. По объемному весу блок легче, чем кирпич. И раствора на швы уходит значительно меньше. Существенно снижается трудоёмкость кладки. В доме керамзитобетона будет сохраняться тепло, сам дом будет стоять долго и со звукоизоляцией не должно быть проблем. Строить такой дом быстро и приятно. Блок не боится воды, морозов и воздействия химических веществ.

Нюансы строительства дачи из керамзитобетонных блоков:

Каждый этаж заканчиваем устройством монолитного пояса, на который кладем плиты перекрытий. Ошибочно думать, что для керамзитобетонных блоков монолитный пояс не нужен. Это позволит равномерно распределить нагрузку на стены.

При укладке керамзитобетонных блоков предпочтительно использовать «теплый раствор» производства «АКЗ» или аналогичных. Это позволит избежать «мостиков холода» по швам кладки и, как итог, сохранить тепло в доме. Базальтовая вата отлично подойдет для наружного утепления. С последующим устройством вентилируемого фасада. Толщина ваты около 5 см, можно больше. Толщина кладки из блоков 40 см. Это оптимально при наличии внешнего утепления. Впрочем, для регионов южнее Тулы, при условии сезонного проживания дачный дом можно оставить и без утепления. Для больших домов также керамзитобетонный блок подходит на «отлично». Безусловно, при их возведении применяются несколько отличающиеся от указанных выше, технологические приемы. Но общий принцип остаётся тот же.

Приятным сюрпризом является и то, что керамзитобетон лучше всего подходит для отделки: на него штукатурка хорошо ложится. А пористость блока в этом способствует. Отделка может быть любой. В общем, наносим и клеим все, что хотим.

Экспериментальная оценка потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в легком заполненном бетоне с агломерированной золой-уносом

Реферат

В статье представлены экспериментальные результаты потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в бетоне с легким заполнителем, полученным спеканием летучей золы. Были испытаны две бетонные смеси с разным соотношением компонентов. Был получен бетон плотностью 1810 и 1820 кг / м ³ , и 28-дневной прочностью 56,9 и 58,4 МПа.Усадку и ползучесть испытывали на балках размером 150 × 250 × 1000 мм ³ . Ползучесть была испытана при предварительном напряжении в течение 539 дней и усадке бетона в течение 900 дней. Результаты измерений сравнивались с расчетами, выполненными в соответствии с Еврокодом 2, а также с результатами других исследований. Были обнаружены очень низкий коэффициент ползучести и меньшая усадка по сравнению с результатами расчетов и результатами других исследований. Также было обнаружено, что существует четкая корреляция между усадкой и ползучестью, а также количеством воды в бетоне.Значение коэффициента ползучести в период выдерживания нагрузки составило 0,610 и 0,537, что составляет 56,0 и 49,3% от значения, определенного по стандарту. Потери от предварительного напряжения в анализируемом периоде составили в среднем 13,0%. На основании полученных результатов испытаний было установлено, что испытанный бетон на легком заполнителе хорошо подходит для конструкций из предварительно напряженного железобетона. Усадка была не больше, чем рассчитанная для бетона с нормальным весом аналогичного класса прочности, что не приведет к увеличению потерь предварительного напряжения.Низкая ползучесть гарантирует низкие приращения прогиба с течением времени.

Ключевые слова: ползучесть , бетон из легкого заполнителя, потеря предварительного напряжения, усадка, спеченная зольная пыль

1. Введение

Первое применение легкого бетона в качестве строительного материала известно с древних времен, когда благодаря его преимуществам Из легкого бетона с меньшей плотностью и одновременно высокими прочностными параметрами возводились здания, строительство которых с применением более тяжелых материалов было затруднено.Он в основном использовался, когда нужно было покрыть большие пространства или когда нужно было уменьшить нагрузку на землю.

Использование легкого бетона можно проследить еще до 3000 г. до н.э., когда во времена цивилизации долины Инда были построены Мохенджо-Даро и Хараппа [1]. Однако в Европе его впервые использовали 2000 лет назад, когда римляне построили Пантеон, водоводы и Колизей в Риме [2]. Некоторые из этих великолепных древних сооружений все еще существуют, например, собор Святой Софии или собор Святой Софии в Стамбуле, Турция, построенный двумя инженерами, Исидором Милетским и Антемием из Тралл, по заказу императора Юстиниана в 4 веке н. Э.D. Однако использование легкого бетона было ограничено после падения Римской империи до 20-го века, когда для коммерческого использования стал доступен новый тип промышленного материала, названный расширенным сланцем, который представляет собой легкий заполнитель.

Новое начало легкого бетона в наше время относится к 1917 году, когда С. Дж. Хайд разработал вращающуюся печь для сушки сланца и глины, получив таким образом материал, более легкий, чем традиционный бетон. Примерно в то же время Ф. И. Штрауб первым применил угольную золу для производства бетонных блоков, используемых при строительстве зданий [3].Впервые этот материал был широко использован в 1918 году во время Первой мировой войны для строительства кораблей и барж. Флот США пришел к выводу, что бетон с максимальной плотностью 1760 кг / м ³ и прочностью на сжатие не менее 28 МПа будет эффективным материалом.

В настоящее время, благодаря ряду преимуществ, легкий бетон используется как в сборном строительстве, так и в монолитном бетонном строительстве. Более низкая плотность в сочетании с высокой прочностью позволяет уменьшить поперечное сечение, увеличить пролёт или рабочие нагрузки.Легкий бетон используется в монолитном строительстве в мире, в первую очередь, в высотных зданиях (снижение их веса), в длиннопролетных крышах (снижение собственного веса, которое в случае собственного веса является ведущей нагрузкой [4]). ), на многоэтажных автостоянках, в мостах различной, часто сложной архитектурной формы, в емкостях с жидкостью [5]. В сборном строительстве из легкого бетона изготавливают колонны, балки, перекрытия и стены, а также балки и мостовые настилы.

Примеры применения легкого бетона в высотных зданиях: Water Tower Place в Чикаго, Yokohama Landmark Tower в Японии, Commerzbank Tower в Германии и Shard в Лондоне, который когда-то был самым высоким зданием в Европейском Союзе.

Другая область бетонных конструкций — это конструкции из предварительно напряженного железобетона. Здесь также в течение нескольких десятков лет использовался легкий бетон, в основном в мостах, что позволило добиться больших пролетов и меньших поперечных сечений. Как показали многие исследования [6,7], легкий бетон намного лучше ведет себя при переменных и динамических нагрузках, чем бетон с нормальным весом. Более легкий вес конструкции обеспечивает более высокие собственные частоты, более низкие амплитуды колебаний и более высокое демпфирование.Один из первых предварительно напряженных мостов был построен в 1978 году в Калифорнии над озером Нью-Мелонес, где для уменьшения веса конструкции использовался легкий бетон. Мост имеет прямоугольное сечение и пролет 195 м. Еще один мост из легкого бетона с самым большим в мире пролетом балок, длиной 301 м [8], был построен в 1998 году. Он соединяет острова Стольмен и Сельбьёрн в Норвегии. Такой большой пролет стал возможен благодаря использованию переменного прямоугольного сечения из легкого бетона.В 2005 году в Калифорнии был построен мост Бенисия – Мартинес [9]. Выбор легкого бетона значительно снизил затраты на строительство моста. Мост имеет общую длину 2,4 км и 22 пролета от 127 до 201 м, из которых 16 пролетов расположены над водой.

Длиннопролетные конструкции из легкого бетона также включают трибуну ипподрома Донкастера и региональный стадион Веллингтона в Новой Зеландии, лыжный холм Оберстдорф и понтонные мосты Бергсойсундет и Нордхордланд.Также стоит упомянуть самое высокое сооружение в мире, которое было перевезено, то есть газовую платформу Troll, которая была полностью сделана из легкого бетона [8].

К сожалению, легкий бетон до сих пор не применялся при строительстве длиннопролетных бетонных перекрытий с последующим натяжением. Авторам этой статьи потребовалось несколько лет, чтобы спроектировать несколько пост-напряженных бетонных плит с беспрецедентными пролетами и соотношением пролета к глубине [10,11,12]. Для плит был использован бетон нормального веса.Однако многочисленные вычислительные анализы [4,13] показали, что использование легкого бетона может быть более выгодным. Заниженный модуль упругости в таком бетоне компенсируется меньшим весом плиты. Соответствующее предварительное напряжение может позволить бетону получить меньшие окончательные прогибы, чем в случае более тяжелых бетонных плит нормального веса. Это может позволить построить более крупные и тонкие плиты, чем раньше.

Реология бетона имеет большое значение для тонких плит перекрытия из бетона, подвергнутых последующему натяжению, с отношением пролета к глубине более 40.С одной стороны, повышенная усадка и ползучесть бетона приведут к большим потерям предварительного напряжения, а с другой стороны, они вызовут чрезмерное увеличение длительных прогибов. Из-за ограниченного объема исследований, проведенных до сих пор в этой области, и отсутствия достаточно точных стандартных процедур, описывающих эти явления в легком бетоне, авторы провели длительные испытания усадки и ползучести бетона на новой польской спеченной мухе. зольный агрегат Certyd. Целью исследования является первоначальная идентификация реологических характеристик бетона перед его использованием для длиннопролетных плит перекрытия после натяжения.Для этого были приготовлены две бетонные смеси разного состава. Из смесей были изготовлены девять балок размером 150 × 250 × 1500 мм ³ . Некоторые балки подверглись дополнительному напряжению через 16 дней после бетонирования. Остальные балки были выгружены в качестве свидетелей. Все образцы были помещены в камеру с кондиционером. Предварительное напряжение было снято через 539 дней. Штаммы измеряли на всех образцах в течение 900 дней. Образцы свидетелей были использованы для определения усадки бетона.Разница между средней деформацией предварительно напряженных балок и балок-свидетелей позволила исследователям определить развитие ползучести. Снятие предварительного напряжения позволило определить немедленный и отсроченный возврат деформации бетона и величину необратимой деформации.

2. Справочная информация

2.1. Свойства легкого бетона

Бетон на легком заполнителе представляет собой композит с матрицей и заполнителем, которые, в отличие от обычного бетона, имеют аналогичный модуль упругости.Это приводит к более равномерному распределению напряжений в бетонной конструкции и, следовательно, к меньшей вероятности распространения трещин и увеличению прочности бетона. Еще одним преимуществом конструкций из легкого заполнителя является плотная конструкция зоны контакта матрица-заполнитель и правильная форма зерен в искусственных заполнителях, что отражается в высоких отношениях прочности и плотности. Структура зоны контакта между заполнителем и цементной матрицей, отличная от бетона с каменными заполнителями, вызывает другое поведение легкого бетона под нагрузкой и демонстрирует другой механизм обрушения.Легкий бетон не связан с возникновением трех стадий развития трещин, как в случае с нормальным весом бетона (I — образование устойчивых элементов, II — устойчивое распространение трещины, III — неустойчивое распространение трещины). Для типичных бетонов нормальной массы с каменным заполнителем стадия I переходит во II при сжимающих напряжениях, составляющих 30–40% прочности бетона, а стадия II переходит в стадию III при напряжениях около 70–90% прочности. В бетоне из легких заполнителей первое растрескивание под действием нагрузки появляется только при напряжениях 85–90% прочности [14].В [15] установлено, что для бетонов с агрегатом спеченной золы прямолинейный ход зависимости σ – ε простирается до 90% прочности. Высокая упругая энергия, накопленная в результате такого поведения, вызывает быстрое распространение трещин, что необратимо приводит к внезапному разрушению материала.

показывает схему разрушения в нормальном и легком бетоне. а показывает схему разрушения при растяжении, а б показывает разрушение при раскалывании. В бетоне с нормальным весом разрушение обычно происходит в зоне контакта (заполнитель / цементная матрица), которая является самым слабым звеном в бетонной конструкции и, в то же время, наиболее нагруженной.В этой зоне наблюдается концентрация напряжений, вызванная значительной разницей в модулях упругости матрицы и заполнителя. Различные свойства заполнителей и матрицы в обычном бетоне вызывают разрушение, отделяя матрицу от заполнителя. В бетоне с легким заполнителем модуль упругости матрицы и заполнителя более схож, чем в бетоне с нормальным весом. Это свойство приводит к более равномерному распределению напряжений, одновременно уменьшая концентрацию напряжений, в результате чего разрушение происходит в самом слабом элементе конструкции, которым является агрегат.

Схема разрушения легкого и нормального бетона при растяжении ( а, ) и раскалывании ( б, ) [4].

Исследование [16] показало, что в случае легких бетонов на прочность влияют те же свойства, что и в случае бетонов с нормальным весом, то есть соотношение W / C, содержание цемента и возраст бетона. Следовательно, чтобы получить тот же класс с одинаковым объемным составом легкого и нормального бетона, в легком бетоне следует использовать матрицу с более высокой прочностью.

Важным параметром конструкционного бетона является модуль упругости. Из-за природы бетона, который представляет собой смесь заполнителя и матрицы, модуль упругости зависит от модуля обоих компонентов с учетом их объемного вклада и взаимной адгезии. Как и в случае с обычным бетоном, в легком бетоне модуль упругости в значительной степени зависит от заполнителя; однако здесь агрегат является более слабым звеном, что приводит к значительному снижению модуля всего композита.В работе [17] было показано, что в общем случае легкого бетона модуль упругости может быть на 15–60% ниже по сравнению с нормальным весом бетона тех же классов прочности в зависимости от плотности бетона и плотности бетона. агрегат б / у.

Другая структура бетона с легким заполнителем, помимо более низких значений прочностных свойств и повышенной усадки, вызывает другой диапазон ползучести по сравнению с бетоном с нормальным весом. Во многих публикациях указывалось, что бетон с легким конструктивным заполнителем может демонстрировать большую ползучесть, чем бетон с каменным заполнителем сопоставимых классов прочности.В отчете BE 96-3942 / R2 [18] указано, что деформация ползучести может быть на 20–60% выше по сравнению с бетоном с заполнителями нормальной массы. Динамика ползучести легкого бетона с течением времени также больше. Однако это утверждение было основано на более ранних результатах испытаний, проведенных на бетонах с относительно низкой прочностью. Между тем, как известно, чем выше прочность бетона, тем меньше ползучесть. Только конструкционные легкие бетоны меньшей прочности (до 20–30 МПа) могут иметь несколько более высокую ползучесть по сравнению с бетонами нормальной массы.В работе [19] показано, что повышение прочности бетона с легким мелким и толстым заполнителем с 20,7 до 34,5 МПа вызывает снижение ползучести на 20–40%. Легкие и более прочные бетоны, особенно высокопрочные, демонстрируют аналогичную, а иногда и более низкую ползучесть по сравнению с бетоном с заполнителями нормальной массы [20,21,22,23]. Это возможно, потому что ползучесть бетона определяется ползучестью цементного раствора. В легком бетоне матрица обычно отличается большей прочностью по сравнению с матрицей из обычного бетона того же класса.В результате, хотя менее жесткий легкий заполнитель не может подавлять деформацию ползучести цементной матрицы так же эффективно, как обычный заполнитель, ползучесть самой матрицы меньше в легком бетоне.

Термическая обработка положительно влияет на снижение ползучести легкого бетона. В результате обработки под низким давлением ползучесть легкого бетона может быть снижена на 25–45% по сравнению с бетоном, подвергающимся влажной обработке. Использование автоклавирования оказывается еще более эффективным — ползучесть можно снизить даже на 60–80% [19].

2.2. Исследования ползучести и усадки

Усадка бетона из легких заполнителей была предметом многих исследований [23,24,25,26,27], которые показали гораздо более высокую (даже на 50%) усадку таких бетонов по сравнению с бетоном с нормальным весом. аналогичный класс прочности. В отличие от усадки, ползучесть легкого бетона до сих пор была предметом очень немногих исследований. Проблема испытаний на ползучесть усугубляется высокой стоимостью поддержания постоянных напряжений в течение длительного времени в постоянных тепловых и влажностных условиях.Результаты, полученные за короткий период времени, трудно интерпретировать и не позволяют сделать какие-либо выводы о степени окончательной ползучести. На сегодняшний день не существует единых правил, регулирующих методологию испытаний на ползучесть; Таким образом, результаты испытаний, полученные на образцах различных размеров и при разных уровнях напряжения, не показывают четкой картины реологического качества легкого бетона по сравнению с бетоном с нормальным весом. Доступные в литературе испытания на ползучесть легкого заполнителя вместе с наиболее важными параметрами приведены в.

Таблица 1

Список опубликованных испытаний легкого бетона на ползучесть с наиболее важными параметрами.

Research	Легкий Агрегат	Бетон Прочность МПа	Возраст нагрузки	Номер образца	Время нагрузки дней
Best and Polivka 1959 [28]	Печеный сланец	20,7	—	4	520
		34.5		3
Pfeifer 1968 [29]	Расширенный доменный шлак	20,7 34,5	7	—	730
	Расширенный сланец, произведенный во вращающейся печи
	Расширенный сланец произведено на решетке для спекания
	Керамзит произведено на решетке для спекания
Lopez, Kahn and Kurtis 2004 [30]	Керамзит	55,0 69.0	16	8	620
Lopez 2005 [31]	Предварительно пропитанный расширенный сланец	Усадка и ползучесть не разделялись, ползучесть обеспечивается методом DIC
Wendling, Садхасивам и Флойд 2018 [32]	Керамзит	28,0	1 28	4	365
Ван, Ли, Цзян, Ван, Сю и Харрис 2020 [33]	Керамзит	25.1 ÷ 24,8	28	16 крупногабаритных ж / б балок	20–30 лет
	Зола пылевидная спеченная
Лукин, Попов и Лисятников 2020 [34]	Керамзит	10 ÷ 60	28	—	700
	Вспученный перлит
	Аглопорит

Результаты одного из первых испытаний легкого бетона на ползучесть были опубликованы компаниями Best and Polivka в 1959 году [28].Авторы исследовали бетон с заполнителями из обожженного сланца с 28-дневной прочностью 20,7 и 34,5 МПа. После 520 дней нагрузки они обнаружили, что ползучесть легкого бетона такая же или меньше по сравнению с бетоном из гравийного заполнителя такой же прочности.

В исследовании [29] изучалась усадка и ползучесть легкого бетона с различными легкими заполнителями (расширенный доменный шлак, керамзит, полученный во вращающейся печи, керамзит, полученный на решетке для спекания, керамзит, полученный на решетке для спекания) на различных уровнях. песка в бетоне.Легкий заполнитель заменен песком в количестве 0, 33,3, 66,7, 100%. Испытания проводились на цилиндрических образцах φ150 × 300 мм ² , нагруженных 730 сутками. Было показано, что и усадка, и ползучесть уменьшаются с увеличением содержания песка. Для легких бетонов, содержащих от 0 до 100% песка, был получен коэффициент ползучести от 1,26 до 1,00. Когда легкий заполнитель был полностью заменен песком, коэффициент ползучести был на 30% ниже по сравнению с бетоном с другими пропорциями песка и легкого заполнителя.

Исследования, опубликованные в [30], изучали усадку и ползучесть бетона с использованием спеченного сланцевого заполнителя со средней конечной прочностью 68,5 и 75,4 МПа и плотностью 1875 и 1905 кг / м ³ , соответственно. Всего было испытано 26 образцов из двух бетонов. Нагрузка прикладывалась через 16 и 24 ч после бетонирования до уровня 40 и 60% текущей прочности на сжатие. Определены шестьсот двадцать дневные значения коэффициента усадки и ползучести. На основании проведенных испытаний было установлено, что для более прочной смеси ползучесть через 620 дней ниже и в этом случае возраст на момент нагружения не имеет большого значения.Исследование усадки показало, что для обеих смесей 90% усадки, измеренной через 620 дней, произошло через 260 дней.

В работе [31] представлены испытания на ползучесть и усадку элементов в естественном масштабе (предварительно напряженных бетонных балок) и малых образцов из легкого бетона с прочностью на сжатие более 55,2 МПа. В качестве легкого заполнителя использовали предварительно пропитанный расширенный сланец. За исключением балок естественного масштаба, ползучесть испытывалась на цилиндрических образцах φ100 × 380 мм ² , φ150 × 300 мм ² и балках 38 × 38 × 125 мм ³ .Образцы подвергались постоянной нагрузке через 24 часа и 28 дней созревания бетона; кроме того, измерения деформаций, вызванных ползучестью, проводились в течение 120 дней. Было замечено, что ползучесть увеличивается с уменьшением размера образца. Авторы также отметили меньшую ползучесть легкого бетона по сравнению с обычным бетоном. Этот эффект был оправдан наличием абсорбированной воды в образцах легкого бетона из-за использования предварительно смоченного заполнителя. Однако следует подчеркнуть, что в представленных исследованиях деформации усадки и ползучести не разделялись.Все выводы относительно ползучести основаны на анализе, выполненном DIC (Digital Image Correlation Technique).

Результаты более поздних исследований ползучести самоуплотняющегося бетона из легкого заполнителя были опубликованы в 2018 г. в [32]. Был испытан бетон, изготовленный из заполнителя из спеченного глинистого сланца. Однако полученный бетон был тяжелее, чем обычно для этого типа заполнителя. Плотность в сухом состоянии составила 1999 кг / м 3 ³ . Были испытаны семь цилиндрических образцов диаметром 100 мм и высотой 1245 мм.При этом усадка измерялась на четырех цилиндрических образцах для испытаний φ100 × 200 мм ² . Первая серия (четыре цилиндра) была нагружена через один день напряжением 14,8 МПа (что составляет 40 и 50% прочности на сжатие через один день). Вторая серия была нагружена через 28 дней напряжениями 19,3 МПа, что составило 40% прочности на сжатие. Наблюдения проводились в течение одного года. Одновременные испытания проводились на легком и нормальном бетоне.Было замечено, что коэффициент ползучести легкого бетона немного ниже, чем у обычного бетона, при времени нагрузки в один день; однако интенсивность его развития в первые дни нагружения выше у легкого бетона. Для нагрузки, приложенной через 28 дней для легкого бетона, был получен больший коэффициент ползучести, чем для бетона с нормальным весом.

Результаты уникальных исследований ползучести опубликованы в 2020 г. в статье [33]. Авторы работы за 30 лет испытали 16 железобетонных и предварительно напряженных легкобетонных балок при длительной нагрузке.Использован бетон плотностью 1800 кг / м ³ . Использовались два вида легких заполнителей: керамзит и спеченная пылевидная зола. Балки имели пролет 3,00 м, различное поперечное сечение (T, перевернутый T, прямоугольный) с высотой 240 мм, изменяемое отношение обычного и предварительного напряжения армирования, а также различную прочность бетона на сжатие (25,1–42,3 МПа). Представленные результаты трудно сравнить с результатами других исследований по ползучести. Авторы обнаружили, что большинство эффектов ползучести накапливаются в течение первого года, сильные эффекты ползучести сохраняются в течение первых 5 лет, а заметное постепенное смещение ползучести существует через 20 и 30 лет испытаний.

В 2020 году были опубликованы и другие, но гораздо более бедные и плохо документированные исследования [34]. Авторы исследовали бетонные призмы размером 150 × 150 × 600 мм ³ и 50 × 150 × 450 мм ³ из легкого бетона с керамзитом, вспученным перлитом и аглопоритом. Прочность бетона на сжатие (кубическая) составляла от 10 до 60 МПа. Авторы сообщили о деформации бетона через два года, однако не сделали каких-либо существенных выводов. Результаты были представлены таким образом, что их было сложно анализировать и сравнивать с другими.

2.3. Research Gap

Как упоминалось ранее, ползучесть бетона с легким заполнителем до сих пор была предметом немногих исследований. Ползучесть — важное свойство бетона для предварительно напряженных конструкций. Несколько проведенных исследований в основном включали искусственные агрегаты, полученные из природных ресурсов (сланцы, глины, перлит или аглопорит). Существует мало исследований по бетону с заполнителями, полученными из отходов. В связи с высоким спросом на природный заполнитель в начале 21 века, Польская ассоциация производителей заполнителей прогнозирует, что в следующие 10 лет больше не будет песка и гравия, а в следующие 50 лет возникнет нехватка заполнителей щебня. .Между тем, наличие в Польше большого количества отходов в виде золы от производства электроэнергии, получаемой при сжигании каменного угля, говорит в пользу производства искусственного заполнителя. Новизна представленного исследования по сравнению с предыдущими исследованиями заключается в использовании нового польского искусственного заполнителя с гораздо лучшими механическими свойствами, чем заполнители, использованные ранее, поэтому можно предположить, что испытанный бетон характеризуется улучшенными реологическими свойствами.Отсюда можно сделать вывод, что использование искусственных агрегатов положительно скажется на рациональном использовании природных ресурсов.

3. Материалы и методы

3.1. Легкий заполнитель

Несколько испытаний на ползучесть, проведенных до сих пор, о которых сообщается в Разделе 2, касались бетонов с различными типами искусственных заполнителей. В большинстве случаев они были сделаны из природных ресурсов. Это были вспученные сланцы, полученные во вращающейся печи или решетке для спекания [28,29,30,31,32], вспученный перлит или аглопорит [34].В некоторых случаях это были отходы, такие как расширенный доменный шлак [29] или спеченная пылевидная топливная зола [33].

Это исследование было начато, когда в 2015 году в Польше было запущено производство нового искусственного заполнителя Certyd. Он производится из спеченной летучей золы. Агрегат Certyd производится из золы теплоэлектростанций, откладываемой на отвалы, которые образуются при сжигании каменного угля. Это летучая зола от электрофильтров и золошлаковые смеси от мокрого уноса печных отходов.Агрегат получают путем спекания золы при температуре 1200 ° C. Процесс происходит без использования внешнего топлива, с использованием тепла от процесса сгорания углеродных остатков в золе. В начале процесса запуска требуется лишь небольшое количество энергии. Легкий заполнитель в виде правильных сферических гранул или дробленых зерен различной фракции получается из остатков после сжигания каменного угля (). Основные параметры агрегата Certyd приведены в [35].

Искусственный заполнитель Certyd — дифференциация фракции и формы (линейка в мм).

Таблица 2

Значения основных параметров агрегата Certyd, основанные на [35].

Элемент	Код	Фракция
		0/2	2/4	4/8	8/16
Насыпная плотность, кг / м 3	PN-EN 1097-3	930–990	600–630	650–750	740–750
Плотность зерна, кг / м 3	PN-EN 1097-6	—	—	1350–1430	1350–1430
Водопоглощение через 12 ч,%	PN-EN 1097-6	—	—	17	16
Раздавливание сопротивление, МПа	PN-EN 13055-1	—	—	6–10	6–8
Морозостойкость,%	NP-EN 13055-1	—	—	≤1	≤1

3.2. Бетонные смеси

Были приготовлены две бетонные смеси с сухой плотностью 1810 и 1820 кг / м ³ . Использовали цемент ЦЕМ И 42,5 Н. Количества отдельных компонентов для смесей С-1 и С-2 приведены в. Разница в двух смесях заключалась в основном в содержании воды и соотношении W / C. Смесь С-1 содержала 164 л воды на кубический метр, а смесь С-2 содержала 209 л.

Таблица 3

Состав приготовленных бетонных смесей.

Компонент		C-1	C-2
		кг / м 3	кг / м 3
Цемент CEM I 42.5 н.
Добавки	BV 18	3,7	3,8
	SKY 686	3,7	3,8
Вес влажной смеси		2039	2142
Плотность бетона		1810	1820
Вт / ц		0.41	0,51

3,3. Испытание прочностных свойств бетона

В рамках данной работы были проверены прочностные свойства двух типов бетона: С-1 и С-2. Средняя прочность на сжатие, модуль упругости, модуль разрыва, осевая прочность на растяжение и прочность на раскалывание были проверены через 7, 14 и 28 дней. Каждое из прочностных свойств проверено на трех образцах. Наконец, мы подготовили девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм ² для испытаний на прочность на сжатие, девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм ² для испытания модуля упругости, девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм ² для испытаний на осевое растяжение , девять балок 150 × 150 × 600 мм ³ для испытания модуля упругости на разрыв и девять кубов 150 мм для испытания на прочность на раскалывание.Образцы вынимали из формы и помещали в воду, а затем вынимали из нее непосредственно перед испытанием.

3.4. Испытание на ползучесть и усадку

Девять балок с размерами 150 × 250 × 1000 мм ³ () были изготовлены для испытания на усадку и ползучесть (пять из смеси C-1 и четыре из смеси C-2). Некоторые из них были загружены, а некоторые остались незагруженными. Нагрузка была приложена к предварительному напряжению сухожилий. В каждой нагруженной балке использовались две стальные пряди диаметром 15,2 мм.Использовалась специальная нескользящая система резьбовых анкеров. Кольцевые динамометры были установлены под креплениями для постоянного контроля значений силы в сухожилиях. Две балки из каждой смеси были предварительно напряжены после 16 дней созревания бетона (). Значения напряжений в отдельных балках сразу после анкеровки прядей приведены в. Начальные напряжения в балках составляли от 9,0 до 11,0 МПа. Оставшиеся балки (две из смеси C-1 и три из смеси C-2) были выгружены и использованы для контроля деформации, которая возникла исключительно в результате усадки.Деформации ползучести определялись путем вычитания деформации ненагруженных балок из деформации нагруженных балок.

Образцы для испытаний на усадку и ползучесть, схема предварительного напряжения и измерительные базы (размеры в мм).

Таблица 4

Значения начальных сжимающих напряжений в образцах.

Бетон	Образец	Начальное напряжение, МПа
C-1	C-1/1	9,7
	C-1/2	11.0
	C-1/3	—
	C-1/4	—
C-2	C-2/1	9.0
	C-2 / 2	9,9
	C-2/3	—
	C-2/4	—
	C-2/5	—

Два измерения длиной 200 мм На обеих поверхностях каждой балки были установлены основания для измерения деформации с помощью механического экстензометра DEMEC.Все балки (уже на вторые сутки после бетонирования) были размещены на стальном каркасе в кондиционируемой камере ().

Образцы для испытаний на усадку и ползучесть стального каркаса ( a ) и камеры с кондиционированием воздуха ( b ).

4. Результаты и обсуждение

4.1. Прочность и модуль упругости бетона

Подготовленные образцы (цилиндры, кубы, балки) были использованы для проверки прочностных характеристик бетона после 7, 14 и 28 дней созревания бетона.Каждый признак определялся на трех образцах. Средняя прочность на сжатие и модуль упругости бетона определялись на цилиндрах φ150 × 300 мм ² . Несмотря на различное содержание воды и соотношение W / C (0,41 и 0,51), аналогичные значения средней прочности на сжатие были получены через 28 дней (а), то есть 56,9 МПа для C-1 и 58,4 МПа для C-2. Еще более низкая прочность на сжатие была достигнута при более низком W / C. Это объясняется недостаточным количеством воды, необходимой для полной гидратации цемента, который был поглощен заполнителем с водопоглощением около 20%.В случае обеих смесей полученная прочность на сжатие (с небольшим недостатком в случае смеси C-1) удовлетворяла предварительным условиям класса LC50 / 55 согласно [36] ().

Развитие механических свойств во времени: ( a ) прочность на сжатие, ( b ) модуль упругости, ( c ) модуль упругости при разрыве, ( d ) прочность на осевое растяжение и ( e ) прочность на раскалывание.

Таблица 5

Значения механических свойств бетона для класса LC50 / 55 согласно [36] и результатам испытаний.

Элемент	Устройство	Требуется	Результаты испытаний
			C-1	C-2
f lcm	МПа	58	56,9	58,4
E л / см	ГПа	25,3	22,1	22,4
f lctm	МПа	3.67	3,86	3,48

В случае модуля упругости для обеих смесей были получены близкие, но низкие значения (б), т.е. 22,1 и 22,4 ГПа. Это, соответственно, 12,6 и 10,3% от значения, требуемого для бетона класса LC50 / 55, рассчитанного для плотности 1810 кг / м ³ . Однако при сравнении с нормальным бетоном соответствующего класса прочности (C50 / 60) полученные значения ниже на 40,3 и 39,5% соответственно ( E _см = 37 ГПа).

Прочность на растяжение в осевом направлении, полученная в ходе испытаний (d), составляет 3,86 и 3,48 МПа, соответственно, 1,05 и 0,95 от значения, требуемого для класса LC50 / 55 ().

4.2. Кондиционер

Балки, использованные для испытаний на усадку и ползучесть, были помещены в камеру с кондиционированием воздуха и выдержаны там в течение 900 дней. Были запрограммированы постоянная температура 20 ° C и влажность 50%. За исключением первого дня после извлечения из формы, зарегистрированные значения температуры в камере находились в диапазоне от 18 до 23.7 ° C, влажность от 45 до 54% ​​().

Температура и влажность воздуха в климатической камере.

4.3. Деформации загруженных и разгруженных образцов

показывает ход записанных деформаций во всех девяти пучках. Значение деформации для каждой балки — это среднее значение четырех баз измерения (). а показывает деформации нагруженных балок, а б — ненагруженных балок. Через 555 дней после бетонирования (539 дней после загрузки) нагрузка была снята.

Деформация загруженных ( a ) и ненагруженных ( b ) образцов.

показывает средние деформации балок для бетонов C-1 и C-2, загруженных и разгруженных. Через 844 дней деформации усадки для ненагруженных балок составили 385 и 514 мкс для бетонов C-1 и C-2 соответственно. Разницу в зарегистрированной усадке на 33% можно объяснить разным содержанием воды в смеси (164 и 209 л / м ³ ). Непосредственная деформация под нагрузкой составила: для бетона C-1: 473 — 126 = 347, для бетона C-2: 525 — 119 = 406 με, а восстановление деформации при снятии нагрузки составило 865 — 610 = 265 и 1122 — 764 = 358 мкс.Таким образом, немедленное восстановление деформации составило 76% для бетона C-1 и 88% для бетона C-2. Следовательно, меньшее содержание воды в бетоне означает меньшее восстановление деформации при разгрузке.

Средние деформации нагруженных и ненагруженных образцов, а также усадка по стандарту [36] для бетона классов LC50 / 55 и C50 / 60.

также содержит диаграмму усадки, определенную согласно стандарту [36] для бетона классов LC50 / 55 и C50 / 60. Зарегистрированные значения усадки ниже стандартных значений, определенных для обоих классов бетона, особенно для бетона С-1 с меньшим содержанием воды.

суммирует измеренную усадку с другими исследованиями на различных легких заполнителях, о которых сообщается в разделе 2.2. Видно, что это самые продолжительные из представленных исследований усадки легкого заполнителя бетона. Как правило, в период, когда возможно сравнение, анализируемый бетон показал более низкую усадку, чем ранее испытанные бетоны с искусственным заполнителем. Только бетон C-1 показал большую усадку за первые 500 дней по сравнению с бетоном, испытанным Best и Polivka [28], сделанным из обожженного сланца.В случае других представленных исследований усадка анализируемого бетона ниже.

Измеренная деформация усадки по сравнению с результатами других исследований.

4.4. Деформации под нагрузкой

В связи с тем, что нагруженные балки содержали деформации, вызванные как усадкой, так и нагрузкой, а усадка бетона не зависела от нагрузки, разница в средних деформациях нагруженной и ненагруженной балок позволила изолировать только деформации, вызванные нагрузкой.Развитие этих деформаций с течением времени для обоих протестированных бетонов показано на рис.

Деформация ползучести (разница между деформациями нагруженных и ненагруженных образцов).

В целом деформация бетона с течением времени под нагрузкой делится на: мгновенную и зависящую от времени, а также восстанавливаемую и восстанавливаемую. Существует четыре вида деформации: упругая (мгновенная и восстанавливаемая деформация), пластическая (мгновенная безвозвратная деформация), запаздывающая упругая (временная восстанавливаемая деформация) и вязкая (временная необратимая деформация).Упругая деформация обычно связана с полностью восстанавливаемой энергией, запасенной в кристалле или молекулах. Пластическая деформация возникает, когда скольжение в плоскости максимальных касательных напряжений изменяет положение кристаллов, молекул или атомов. Скольжение в плоскости максимальных напряжений не вызывает изменения объема и не зависит от времени. Отсроченная эластичность обычно является следствием отсутствия порядка в микроструктуре, при загрузке микроструктура медленно восстанавливается. Энергия не рассеивается, а накапливается, поэтому ее можно полностью восстановить.Наконец, вязкая деформация описывает поведение жидкости и проявляется только при длительной нагрузке. Скорость деформации пропорциональна приложенным напряжениям, и при снятии нагрузки восстановление не происходит. Считается, что две последние формы деформации вызывают ползучесть бетона.

На основании представленных значений деформаций были выделены четыре компонента деформации, описанные выше (). Мгновенная деформация была разделена на упругую (восстанавливаемую) и пластическую (невозвратную) части. Замедленная деформация была разделена на замедленную эластичную (восстанавливаемую во времени) и вязкую (невосстанавливаемую во времени) части.Полученные значения вместе с их расчетами приведены в.

Деформации бетона под нагрузкой в ​​10 ⁻⁶ (четыре компонента были разделены: упругая, пластическая, запаздывающая упругость и вязкая деформация).

Видно, что чем выше содержание воды в бетоне (C-2), тем более эластичным и менее пластичным будет поведение бетона. Более высокое содержание воды также приводит к более вязкому поведению бетона. Это полностью оправдано, поскольку вязкая деформация описывает поведение жидкости.

Сумма пластической и вязкой деформаций указывает на остаточную деформацию. Значения остаточной деформации адекватны 173 и 185 με (). Видно, что содержание воды мало влияет на остаточную деформацию. Однако заметен высокий уровень остаточной деформации по сравнению с мгновенной деформацией. Он составляет 53,7% для бетона С-1 и 50,7% для С-2. Это связано с высокими значениями вязких деформаций, что свидетельствует о высоковязком поведении испытанного бетона.

4.5. Коэффициент ползучести

показывает изменение коэффициента ползучести, определяемого как отношение отсроченной деформации к немедленной деформации.Окончательный коэффициент ползучести (после 539 дней приложения нагрузки) составил 0,610 и 0,537. На этой же диаграмме также показаны коэффициенты ползучести, определенные согласно стандарту [36] для бетона LC50 / 55 и C50 / 60 (сплошная зеленая и пунктирная линии). Полученные значения составили 1,09 для легкого бетона и 1,59 для бетона с нормальным весом. Легко заметить, что измеренные значения коэффициента ползучести намного ниже, чем определенные по стандарту. Значения экспериментальных исследований — 56.0 и 49,3% от расчетного значения. Относительно измеренных значений к значениям для обычного бетона они составляют 38,4 и 33,8% соответственно. Полученные значения указывают на очень низкую ползучесть испытуемого бетона, намного меньшую, чем предусмотрено стандартной методикой.

Изменение коэффициента ползучести во времени (измерено, рассчитано по Еврокоду 2 и взято из зарубежных исследований).

На этом же рисунке измеренный коэффициент ползучести сравнивается с результатами других представленных испытаний бетона с легкими заполнителями, в которых результаты были представлены достаточно для сравнения.Измеренный коэффициент ползучести для бетона с агломерированной летучей золой значительно ниже по сравнению с результатами всех других представленных испытаний.

4.6. Потери предварительного напряжения

Стальные арматуры с низкой релаксацией диаметром 15,5 мм использовались для создания напряжений в нагруженных образцах. Прочность стали составляла f _pk = 1860 МПа, а площадь поперечного сечения стренги составляла 150 мм ² . показывает изменение силы в предварительно напряженных сухожилиях с течением времени.Значение начальной силы (после анкеровки) составляло от 168,9 до 206,5 кН, а среднее значение составляло 186,1 кН. Это соответствует средним напряжениям в стали, равным 1241 МПа. Это 0,67 f _pk . Большой разброс силы обусловлен малой длиной элементов (1000 мм) и, следовательно, основным влиянием анкеровки на изменение силы. Несмотря на то, что использовалась специальная нескользящая система резьбовых анкеров, короткие элементы чувствительны к неточностям анкеровки.Среднее значение силы после 539 дней предварительного напряжения составило 161,9 кН, а средняя потеря составила 13,0%. Максимальное снижение усилия (для балки С-2/1) составило 16,2%. Можно заметить разницу в потерях между балками из бетона С-1 и С-2. Для балок из первой смеси зафиксированы потери 11,5 и 10,9%, для балок из второй смеси — 16,2 и 13,7%. Это различие можно объяснить более высокой усадкой в ​​случае бетона C-1, вызванной большим количеством воды () и более высокой деформацией ползучести ().

Изменение силы предварительного напряжения арматуры с течением времени.

Обычно считается, что реологические потери предварительного напряжения не превышают 10%, и это считается приемлемым. Однако значение 13% (или даже 16%) не является дискриминационным по отношению к использованию бетона для предварительного напряжения и также может считаться приемлемым. Следует подчеркнуть, что эти результаты были получены на мелкомасштабных элементах. В случае элементов большего размера предварительное напряжение может быть меньше (ползучесть увеличивается с уменьшением размера элемента [31]).

4.7. Ограничения исследования

Авторы представленного исследования хотят отметить, что деформация ползучести и коэффициент ползучести определялись при уменьшении нагрузки (уменьшении усилия предварительного напряжения). По этой причине авторы оценивают погрешность обозначения деформаций и коэффициента ползучести примерно в 10%. Это ошибка, которая позволяет сравнивать полученные результаты с другими, полученными в различных условиях испытаний.

4.8. Прибыль от исследований

Полученные результаты исследования реологических свойств бетона с заполнителем Certyd показали низкую усадку и ползучесть в таком бетоне.Исследование показало лучшее качество агрегата по сравнению с другими искусственными агрегатами, проанализированными в других исследованиях. Полученная информация может стать дополнением к немногочисленной глобальной базе данных результатов в области ползучести легкого бетона с искусственными заполнителями. Они также могут быть возможностью популяризировать эту совокупность.

Исследования подтвердили хорошее качество заполнителя для бетона, изготовленного из отходов. Он имеет большое местное значение. Это важно из-за сокращающихся запасов природных заполнителей и больших запасов золы в Польше, которые остаются после производства энергии от сжигания угля.

Наиболее важные преимущества авторы видят в возможности использования данного заполнителя для предварительно напряженного бетона. Меньший вес бетона может уменьшить поперечное сечение и увеличить пролёт элементов [4,13]. В случае предварительно натянутых сборных элементов меньший вес может снизить транспортные расходы.

5. Выводы

В статье представлены результаты испытаний потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в легком заполненном бетоне с искусственным заполнителем, полученным спеканием летучей золы.Ползучесть была испытана под нагрузкой в ​​течение 539 дней, а усадка — в течение 900 дней. На основании полученных результатов установлено, что:

• Полученный бетон показал меньшую усадку, чем полученная при расчетах в соответствии с Еврокодом 2 [36], для предполагаемых параметров смеси и условий испытаний, а также чем полученная в результате зарубежных исследований бетонов с другими искусственными легковесами. агрегаты;

• Исследуемый бетон показал очень низкий коэффициент ползучести в рассматриваемый период.Значение коэффициента ползучести составило 0,610 и 0,537, что составляет 56,0 и 49,3% от значения, определенного из стандарта [36]. Это также намного меньше, чем получено в результате зарубежных исследований бетонов с другими легкими искусственными заполнителями. Скорость ползучести очень высока, 95% ползучести, зарегистрированной через 539 дней, уже произошло в первые 200 дней;

• Бетон демонстрировал явную вязкость и высокую остаточную деформацию;

• Предварительные потери за анализируемый период составили в среднем 13.0% (максимум 16,2%), что является приемлемым значением и не дискриминирует бетон, используемый для предварительного напряжения.

Обобщая полученные результаты испытаний, было установлено, что испытанный легкий бетон с агломерированной золой-уносом Certyd хорошо подходит для конструкций из предварительно напряженного бетона. Низкая ползучесть гарантирует низкие приращения прогиба с течением времени. Хотя этот бетон характеризуется более низким модулем упругости по сравнению с бетоном с нормальным весом (значения, полученные через 28 дней, составили 22.1 и 22,4 ГПа), несколько расчетных анализов [4,12,13] и испытания на месте [12,37] показали, что при правильном предварительном напряжении пониженный модуль упругости не вызывает проблем и не приводит к увеличению прогибы.

Вклад авторов

Концептуализация, R.S.S .; методология, R.S.S .; программное обеспечение, R.S.S .; проверка, R.S.S. и B.Ł .; формальный анализ, R.S.S. и B.Ł .; расследование, R.S.S. и B.Ł .; ресурсы, R.S.S. и B.Ł .; курирование данных, R.S.S. и B.Ł .; письмо — подготовка оригинального черновика, Р.S.S. and B.Ł .; написание — просмотр и редактирование, R.S.S. и B.Ł .; визуализация, R.S.S. и B.Ł .; надзор, R.S.S .; администрирование проекта, R.S.S .; привлечение финансирования, R.S.S. Оба автора прочитали опубликованную версию рукописи и согласились с ней.

5 причин использовать глиняный кирпич в вашем доме

Представьте себе: вы сидите со своим архитектором на начальных этапах планирования дома своей мечты и понимаете, что каждое решение, от дизайна до функциональности, зависит от вас.Осознание этого может быть пугающим, но в то же время захватывающим.

Одно из важнейших решений, которое вам необходимо принять, — это строительный материал, который вы собираетесь использовать: кирпич, черепицу, бетон и т. Д. Это решение, которое влияет на эстетику дизайна, текущее обслуживание и общий вид здания.

В качестве строительного материала глиняные кирпичи использовались сотни лет и в буквальном смысле выдержали испытание временем. Возможность использования кирпича по-разному, простота конструкции и его превосходные тепловые характеристики делают его достойным внимания для вашего дома.

Вот пять причин рассмотреть возможность использования кирпича в доме:

1. Эстетический дизайн

Возможности использования кирпича значительно расширились за короткий период времени. Прошли те времена, когда у вас на выбор было всего два цвета кирпича: красный или желтый. Сегодня есть буквально сотни цветов, вариантов отделки и размеров на выбор. Это разнообразие прекрасно подходит для создания уникальных и вдохновляющих дизайнов. Кирпич универсален для создания неповторимых образов как внешне, так и внутренне.

Способы использования кирпича с точки зрения дизайна также претерпели изменения. Архитекторы и дизайнеры теперь используют кирпичи для создания трехмерных скульптурных эффектов, сложных деталей и различных форм, отходя от традиционной концепции структуры кирпичной коробки.

Дом

Applecross на берегу реки Суон в Перте, получивший награду Think Brick Residential Award 2016 года, представляет собой потрясающий пример использования кирпича для создания интересных элементов дизайна. Кирпичная масса одновременно тяжелая и легкая, а узорчатый кирпич скользит и скользит, создавая ощущение движения, имитирующее реку, которую он пропускает, и дневной бриз, которым он наслаждается.

2. Энергоэффективность и тепловой комфорт

В связи с тем, что около 39 процентов энергии, используемой в доме, направляется на поддержание приятной температуры, становится все более важным построить дом, который сведет к минимуму энергию, необходимую для отопления и охлаждения, как с точки зрения экономии средств, так и с точки зрения устойчивости.

В пассивной конструкции от солнечных батарей используется естественный обогрев и естественное охлаждение для поддержания температуры в комфортном диапазоне — обычно от 18 до 24 градусов Цельсия — и не должны стоить дороже, если включены на этапе планирования.

Ключевые соображения при проектировании пассивных солнечных батарей: тепловая масса, ориентация и доступ к солнечной энергии; затенение и остекление; герметизация и вентиляция; и изоляция.

Исследования показывают, что строительные материалы с высокой тепловой массой обладают наивысшей энергоэффективностью. Термическая масса — это способность материала сохранять тепловую энергию при воздействии различных температур, а затем медленно отдавать ее обратно в окружающую среду при изменении условий.

Здания с самой высокой тепловой массой построены из двойного кирпича, также известного как полый кирпич, за которым следует облицованный кирпич (внешний слой кирпича).В качестве строительного материала кирпич обладает превосходной тепловой массой. Исследования показывают, что здания из кирпича дают большую тепловую массу, чем альтернативные легкие строительные материалы.

В домах, где внутренние стены сделаны из кирпича, а внешние стены из других материалов (таких как волокнистый цемент, древесина или штукатурка), иначе известная как обратный кирпичный шпон (RVB), существует более высокий уровень тепловой массы, чем в здания построены исключительно из утепленных легких материалов. Это приводит к более стабильной и комфортной температуре в помещении.

3. Долговечность и сокращение затрат на обслуживание

Кирпич прочный и долговечный. После постройки он остается устойчивым к атмосферным воздействиям и возрасту. Кирпич не изнашивается, как многие искусственные материалы, и практически не требует ухода или ремонта. Кирпичи устойчивы к ржавчине, не разрушаются, не гниют, не гниют, не деформируются и не деформируются, и им не нужна краска или другая обработка для сохранения эстетики и долговечности.

Даже по прошествии 50 лет кирпич остается прочным, надежным и относительно не требующим ухода.Фактически, многие кирпичные здания с возрастом только улучшают свой внешний вид — Великая Китайская стена по-прежнему выглядит великолепно спустя более 2000 лет.

Особое значение имеет необходимость строить из кирпича наиболее подходящего типа. Например, тем, кто живет в пределах километра от океана или в условиях «жесткой почвы», таких как бывшие площадки, необходимо использовать кирпичи для выдержки. Эти кирпичи рассчитаны на то, чтобы выдерживать более высокие уровни соли в окружающей среде.

4.Звукоизоляция

Живете ли вы на главной дороге или хотите построить домашний кинотеатр, кирпич обеспечивает превосходную звукоизоляцию от внешнего шума. Тяжелая кладка из глиняного кирпича лучше всего подходит для звукоизоляции и способна блокировать низкочастотный шум.

Двойные кирпичные стены обладают дополнительным преимуществом в виде изоляции ударных звуков, что означает, что вы можете отбивать теннисный мяч о стену в гостиной во время просмотра новостей, а ваш партнер может спать в блаженной неосознанности в соседней комнате.Кирпич также обладает естественной устойчивостью к звукам в воздухе и способен блокировать механизмы, усиленную музыку и звуки транспорта, а также авианосцы.

5. Идеально для участков, подверженных лесным пожарам

Кирпич

— идеальный выбор для участков, подверженных лесным пожарам, поскольку он в основном огнестойкий, негорючий и, следовательно, не будет способствовать распространению огня. Кирпичи обжигаются в печи при температуре до 1200 градусов по Цельсию, что означает, что они способны выдерживать сильную жару огня без структурных изменений.

Таким образом, в то время как мебель, деревья и другие искусственные материалы могут распадаться от сильного жара огня, кирпичный каркас вашего дома останется стоять. Эти же кирпичи можно затем использовать для восстановления в случае бедствия. Это истинное свидетельство прочности этого материала.

Решение, какой строительный материал использовать для вашего нового дома, — важное решение, и к нему нельзя относиться легкомысленно. Чтобы ваш дом был хорошо построен и хорошо выглядел, необходимо учитывать множество факторов.Кирпич — неподвластный времени, устойчивый к старению и структурно прочный материал, который стоит рассмотреть владельцам дома. Преимущества, которые он предлагает, могут помочь вам принять решение на долгие годы, а также обеспечить комфорт, пока вы наслаждаетесь своим домом.

Элизабет Макинтайр, генеральный директор Think Brick Australia

Бетон и железобетон — Объясните, что заполняйте

Бетон и железобетон — Объясните, что заполните Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 ноября 2020 г.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не работать с ним очень просто. Это тяжело, тяжело транспортировать и обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы существовал рецепт камня — вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить в любом месте, просто нажав ее в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера? Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем бетон .Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг. века, бетон — великий, незамеченный герой современности, материальный Мир. От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой мосты, самые длинные шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но что это и как именно работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: Бетон — сила практически любого современного здания и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают.Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия. Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона. блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Что такое бетон?

Таблица: Бетонный рецепт: ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus , означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы объедините три его ингредиента, а именно:

1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня, переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое. ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов.
2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий дополнительная прочность («арматура»).

Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) . Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе недалеко от моего дома.

Как образуется бетон из ингредиентов, которые не имеют ничего общего с конечным продуктом? Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны смачивание бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания должно «привести в действие» химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, которая стекает с вашего бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну, искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду постепенно: бетон затвердевает через несколько часов, затвердевает примерно через в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти лет после этого.

Интересный факт, от Недавние научные исследования бетона показали, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют некоторая случайная структура, которую вы можете найти в таких материалах, как стекло (с научной точки зрения известные как аморфные твердые тела). Бетон содержит довольно немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что есть пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента кристаллы и песок и гравий между ними.И это в поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься (во всяком случае, немного).

Как и любой рецепт, вы можете несколько изменить смесь для бетона (подробнее вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше быстро становится погодостойким, приобретает особый цвет или внешний вид. Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от тускло-серая штука, из-за которой у бетонных автостоянок плохая репутация.Другой вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, вместо того, чтобы медленно укладывать его из шланга. бетономешалка, она называется торкрет-бетоном. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).

Рекламные ссылки

Почему бетон — такой популярный строительный материал?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь. нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и легкодоступных ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина, по которой это так широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, наложенному сверху. К несчастью, очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее на растяжение чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы его согнете или растянете, если вы не укрепить его сталью внутри, так что это не много толку в горизонтальных балках.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности свинец, третий как плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только немного плотнее стекла.

Хотя бетон часто смешивают на месте и формуют во что-нибудь формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном железе «модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка все можно сделать таким образом. Гигантский, современный сегментные мосты, для например, часто быстро и недорого собирают из идентичных бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную место нахождения.Это делает их более быстрыми и легкими в изготовлении, чем если бы весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях. Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.

Artwork: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял блеск бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый), а затем переносится шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1219272: Процесс строительства бетонных зданий Томаса Эдисона, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями. для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на напряжение.Мы можем решить эту проблему, залив мокрый бетон вокруг прочной стали. арматурные стержни (связанные друг с другом в клетку). Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней, получаем новый композитный материал железобетон (также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию (обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон становится матрицей, в то время как стальные стержни или проволока обеспечивают армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных прядей с благородными или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные. пластиков.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя. Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон. с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры). Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность: бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено ВМС США.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция материал, чем обычный материал, он по-прежнему хрупкий и склонен к трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный бетон постоянно находится в сжатии с предварительным напряжением (также называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную бетонные в том виде, в каком они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как При схватывании бетона натянутые стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным. В качестве альтернативы арматура из железобетона может подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как пост-напряжение (последующее натяжение). В любом случае, удержание бетона в сжатии — это хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше, более тонкие предметы для переноски того же груза по сравнению с обычными, железобетон.

Фото: Наука проходит сквозь бетон — как он затвердевает, почему он прочен и почему мы его используем. Это конкретное слово — одна из деталей военного мемориала округа Онондага в Сиракузах, штат Нью-Йорк. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

«Бетонный рак»

Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте, особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались? Есть несколько объяснений. Старые, римского типа, пуццолановые бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью распространять.Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое Вот почему внутри есть стальная арматура. Но, как мы уже видел, он все еще может треснуть, если он не подвергается предварительному напряжению.

Современный бетон не проходит через то, что неофициально известно как рак бетона или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы. Во-первых, щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом. заполнители, из которых изготовлен бетон. Это делает новые кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол») с поверхности, впуская воду извне.На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в также может быть щелочным из-за используемых солей обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяются и вызывают смертельный исход. слабые места в конструкции. Грязные коричневые пятна, которые вы видите на бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь бетон сквозь трещины зимой может промерзать, а значит, расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды. проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.

Иллюстрация: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях, формирование более крупных кристаллов, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2). Вода течет по трещинам (3), ржавчину арматурного стержня (4), которая может сломаться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещины нет обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Фото: Кто-то любит бетон, кто-то его ненавидит. Мнения резко расходятся по поводу таких «бруталистских» городских зданий, как эта, Xerox Tower в Рочестере, штат Нью-Йорк, которая была построена в середине 20 века. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном: после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также, очень важно из-за огромного количества цемента и бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами. разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых, из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода. Бетон зависит от цемента, поэтому он не является экологически безопасным. материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому, что они быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, штат Монтана, США, был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена ​​Бюро мелиорации США.

Так как двуокись углерода выделяется во время цементирования производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что индустриальный Революция, человечество получает большую часть энергии от сжигания угля, который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов, например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это разработка бетона без карбоната кальция. Вместо этого карбонат получают путем барботирования углекислого газа из электростанция через морскую воду.Это общая экологическая выгода, так как он сокращает выбросы вредных отходов CO2 от энергии растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей (включая переработанный бетон из старых снесенных зданий) возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

• ~ 7000 г. до н. Э .: поселение эпохи неолита в В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки.
• ~ 5600 г. до н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на Лепенски Вир, в Сербии, на берегу реки Дунай.
• ~ 3000 г. до н. Э .: Египтяне использовали неочищенные формы цемента и бетона в пирамиды.
• ~ 200 г. до н. Э .: римляне использовали тип бетона, называемый пуццолана (иногда называемый пуццолановым цементом) на основе вулканического пепла, полученного из Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как Колизей и Пантеон в Риме.
• 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретное средневековье: знание бетона полностью утрачен после падения Римской империи.

Повторное открытие

• 1750-е годы: Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для Маяк Эддистоун недалеко от Плимута, Англия.
• 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия. Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона.
• 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
• 1867: француз Джозеф Монье патенты на железобетон для использования в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке тот же год.
• ~ 1850-е: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в Париж, Франция.
• 1884: англичанин, архитектор из Америки. Эрнест Лесли Рэнсом патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому делая его сильнее.
• 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный процесс строительства зданий из железобетона, ведущий к его широкому распространению.
• 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не коммерчески развита.

Современная эпоха

Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны. которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с Книга Джонатана Липмана о здании, Райт Идея пришла в голову после того, как увидел официанта, несущего поднос на руке. Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

• 1891: первая улица в США с бетонным покрытием находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы этот день.
• 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
• 1913: Первая партия товарного бетона доставлена ​​на грузовике. на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд.
• 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго. Мейсон Скофилд.
• 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в коммерчески успешный строительный материал.
• 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера, самая большая бетонная конструкция из когда-либо построенных до этого момента.
• 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовую Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.
• 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Летного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди. Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — CBS Building.
• 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
• 2010s-: Влияние бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность. Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически сократить срок службы бетонных зданий.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Инженерное дело

Архитектура

• Ээро Сааринен: формирование будущего Ээро Сааринен и др.Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20-го века.
• Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
• Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с акцентом на недавние проекты.

Статьи

• Бетон, материал столетней давности, получил новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
• Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
• Битва за обуздание нашего аппетита к бетону, автор Тим Боулер. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
• Мэтт МакГрат объясняет, каким был бетон в Древнем Риме.BBC News, 4 июля 2017 г. Минеральный алюминиевый тоберморит, похоже, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
• Эксперты предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем сократить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
• Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
• Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 года. В связи с разрушительным землетрясением 2011 года японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
• Ученые разрабатывают экобетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
• Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье отдавал предпочтение бетонным зданиям; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
• Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2020) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Brick Homes 101 — Почему этот экстерьер оставался фаворитом в течение сотен лет

Фото: istockphoto.com

Кирпич, ценимый за его классическую привлекательность, долговечность и низкие эксплуатационные расходы, является одним из самых востребованных типов наружного сайдинга. В то время как кирпич традиционно используется в домах в колониальном, греческом и тюдоровском стилях, он не менее привлекателен на ранчо или в английском коттедже. Если вы подумываете о кирпичном сайдинге для нового или уже построенного дома — или если вы просто поклонник этих поразительных строений — продолжайте читать.Мы подробно расскажем о преимуществах кирпичных домов и других соображениях, чтобы вы могли сделать осознанный выбор.

Фото: istockphoto.com

ОТ АНТИЧНОСТИ ДО СОВРЕМЕННЫХ ВРЕМЕНИ

Самые ранние известные кирпичные постройки, датируемые 7000 годом до нашей эры в Турции, представляли собой грубо обработанные глиняные блоки, оставленные сушиться на жарком солнце до тех пор, пока они не затвердеют. . Рудиментарные по сегодняшним меркам древние кирпичи ценились для возведения прочных стен, полов и мостов. Обожженные на солнце кирпичи оставались нормой, пока древние римляне, около 3000 г. до н.э., не начали обжигать глиняные кирпичи в глиняных печах, что значительно повысило их структурную целостность.Сегодняшние кирпичи производятся посредством процесса экструзии, при котором глину с низким содержанием влаги помещают в столбчатые формы, дают ей застыть, а затем разрезают на более мелкие части, чтобы сформировать отдельные блоки. Затем кирпичи обжигаются при высокой температуре, в результате чего получаются прочные кирпичи одинакового размера.

Дома с толстыми кирпичными стенами были обычным явлением в Европе с XIV века до нескольких сотен лет назад, когда их постепенно заменили деревянными стенами. Поскольку транспортировка кирпичей на большие расстояния была непомерно высокой стоимостью, строительство массивных кирпичных стен в основном ограничивалось регионами, в которых кирпичи производились и были легкодоступными.

Раннее строительство кирпичной стены в Колониальной Америке часто состояло из двойных кирпичных стен, уложенных друг на друга на несколько дюймов, но параллельно друг другу, а затем промежуток между ними заполнялся небольшими камнями и щебнем, чтобы создать толстую стену, которая была достаточно прочной, чтобы выдержать второй этаж или надземная крыша.

По мере развития технологий деревянного каркаса в 1800-х годах и начала массового производства деревянных балок и шпилек строительство массивных кирпичных стен пришло в упадок. Появление универсальных строительных норм и правил еще больше уменьшило использование кирпичей в строительстве сплошных стен, потому что они с большей вероятностью рассыпались в сейсмоопасных районах.

Таким образом, кирпичи теперь зарезервированы для создания прочного и красивого внешнего вида, а не для создания несущей стены. Сегодняшние дома строятся с использованием деревянных или металлических каркасов, а снаружи кладут кирпич в качестве сайдинга.

Фото: istockphoto.com

ПРЕИМУЩЕСТВА КИРПИЧНОЙ ОБОЛОЧКИ

Хотя кирпич больше не используется для структурной поддержки, он предлагает дому больше, чем красивое лицо!

• Кирпичные дома огнестойки и часто имеют более низкие страховые взносы домовладельцев.

СВЯЗАННЫЕ С: 9 способов меньше платить за страхование жилья

• Кирпич не подвержен влиянию влаги — он естественным образом впитывает, а затем выделяет влагу без повреждений.

• Глина — один из самых распространенных природных материалов на планете, что делает кирпич экологически чистым.

• Прочный и долговечный, кирпичи не вмятины и не ломаются, как виниловая или алюминиевая банка.

• Кирпич помогает изолировать дом, обеспечивая более стабильную температуру в помещении. Зимой в комнатах становится теплее, а летом — прохладнее, что снижает счета за отопление и охлаждение.

• Передача звука снижена за счет строительства кирпичной стены; жителей меньше беспокоит движение транспорта и другие внешние шумы.

• Кирпич увеличивает стоимость недвижимости. Установка кирпичного сайдинга в вашем доме не только является коммерческим аргументом, но и увеличивает его стоимость примерно на 6 процентов.

Фото: istockphoto.com

ЦВЕТ И ДИЗАЙН

Кирпичи бывают разных цветов, от белого до черного, включая оттенки красного, оранжевого, желто-коричневого, серого, ржавого, коричневого, и похожие земляные оттенки.Также доступны разноцветные кирпичи с двумя или более дополняющими или контрастирующими цветами. Текстура лицевой стороны кирпича (сторона, обращенная наружу) может быть шероховатой, гладкой или промежуточной. В то время как классический красный кирпич всегда в моде, в последние годы в новых жилых домах появляются серые и известковые кирпичи, которые придают дому винтажный вид. Домовладельцы могут дополнительно настроить внешний вид, выбрав один из нескольких цветов раствора, от белого до темно-серого.

РАСХОДЫ

Кирпич стоит дорого — почти вдвое дороже, чем другие типы сайдинга. Виниловый сайдинг стоит от 3 до 7 долларов за квадратный фут, а деревянный сайдинг стоит от 5 до 7 долларов за квадратный фут. Профессионально установленный кирпичный сайдинг обойдется вам от 8 до 15 долларов за квадратный фут.

Фото: istockphoto.com

АРХИТЕКТУРНЫЕ ДЕТАЛИ

Стандартные жилые кирпичи, используемые для сайдинга, известные как «модульные» или «лицевые» кирпичи, имеют одинаковый размер; 3-5 / 8 дюймов в ширину, 7-5 / 8 дюймов в длину и 2-1 / 4 дюйма в высоту.С учетом установленных швов из раствора 3/8 дюйма, что составляет семь кирпичей на квадратный фут. В отличие от кирпича, используемого для мощения, модульный кирпич не является прочным; в них есть три вертикальных отверстия, которые позволяют раствору просачиваться внутрь и создавать более прочную связь.

Сборка сайдинга для кирпичных домов обычно включает установку мембраны, такой как паронепроницаемая обертка для дома, поверх обшивки дома (фанерные листы, покрывающие стенные стойки), а затем оставляют узкое воздушное пространство между мембраной и кирпичами.Во время строительства кирпичный сайдинг крепится металлическими анкерами, известными как «кирпичные стяжки», к каркасу дома. Строительный раствор используется для создания равномерных швов между кирпичами, а небольшие отверстия, известные как «просачивающиеся отверстия», расположены вдоль нижнего ряда кирпичей, чтобы любая вода, попавшая за кирпичи, могла стекать естественным путем. Укладка кирпичей требует навыков и точности, и эту работу лучше оставить профессионалам.

Фото: istockphoto.com

ПОДДЕРЖАНИЕ КРАСОТЫ КИРПИЧА

Несмотря на то, что кирпичный сайдинг не требует особого ухода и прослужит 25 лет или дольше, надлежащие методы ухода и ухода сохранят его в отличной форме еще дольше.

• Очистите кирпичный сайдинг, обрызгав его поверхность из обычного садового шланга с распылительной насадкой. Мойка высокого давления не рекомендуется; сильный напор воды может повредить старые кирпичные поверхности и швы раствора.

• Удалите высолы (меловые пятна, которые образуются на кирпиче, подвергающемся воздействию высокой влажности и влажности) с помощью белого уксуса полной концентрации. Распылите на пятна, подождите 10–15 минут, а затем смойте чистой водой из шланга.

• Убедитесь, что фундамент вашего дома прочный.В старых домах и в тех, у кого есть проблемы с фундаментом, оседание и движение могут вызвать нагрузку на кирпичные стены, что приведет к трещинам в швах раствора. Чтобы снизить риск смещения фундамента, установите водосточные желоба и водосточные трубы, которые будут отводить воду и не допускать ее скопления вокруг фундамента.

• При необходимости замените старые кирпичи. Хотя кирпич является одним из самых долговечных сайдингов, через несколько десятилетий швы из раствора могут начать разрушаться и крошиться. Каменщик может перетянуть кирпичи, удалив часть старого раствора и заделав швы свежим раствором.Перенаправление должно выполняться квалифицированным каменщиком и может стоить от 2 до 5 долларов за квадратный фут.

Строительные системы | YourHome

Комбинации материалов, которые используются для создания основных элементов наших домов — крыши, стен и пола — называются строительными системами. Их много и они разнообразны, и у каждого есть свои преимущества и недостатки в зависимости от климата, расстояния от источника питания, бюджета, требований к обслуживанию и желаемого стиля или внешнего вида.

Экологические характеристики строительной системы определяются жизненным циклом или анализом «от колыбели до могилы» воздействия отдельных материалов, используемых в ней.Предварительные решения о строительных системах часто принимаются на ранних стадиях проектирования проекта, тогда как анализ их экологических характеристик часто происходит позже, на этапе детальной спецификации (см. Перед тем, как начать). Принятие решений в таком порядке может ограничить диапазон достижимых и рентабельных экологических результатов.

Подобные материалы могут оказывать совершенно различное воздействие на окружающую среду в зависимости от того, где и как они получены. Источник материалов и способ их обработки в конечном итоге определяют их воздействие на окружающую среду.Тщательно обдумайте свой выбор строительной системы на ранней стадии проекта, поскольку изменение систем на поздних этапах проектирования или строительства может быть дорогостоящим, особенно если это требует структурных изменений.

Большая часть нового жилого фонда Австралии построена по общей формуле, которая незначительно меняется, независимо от климата, географического положения и образа жизни жителей.

Большая часть нового жилищного фонда строится по общей формуле, которая незначительно различается между штатами и городами.Формула преобладает независимо от огромного диапазона австралийского климата, географического положения и образа жизни жителей.

Формула была разработана по разным причинам, включая доступность навыков и материалов, простоту и скорость строительства, рыночное восприятие или знакомство с конечным продуктом, а также индивидуальное или общественное восприятие.

Такой подход редко обеспечивает наиболее подходящие или даже наименее дорогие решения для нужд австралийского жилья. Это способствует снижению экологических и экономических затрат в наших домах и часто мало способствует повышению комфорта и улучшению образа жизни.

Часто упор делается на «заимствованный стиль» и больший размер — в ущерб комфорту, функциональности и производительности.

Выбор строительной системы

Важными факторами, влияющими на выбор систем жилищного строительства, являются:

• роль в улучшении тепловых характеристик
• Прочность по сравнению с предполагаемым сроком службы
• рентабельность жизненного цикла
• Энергопотребление за жизненный цикл
• источник и влияние на окружающую среду всех компонентов материалов и процессов
• наличие навыков и материалов
• требования к техническому обслуживанию
• возможность адаптации и повторного использования или переработки
• расстояния и виды транспорта, необходимые для компонентов и системы (автомобильный, железнодорожный или морской).

Решения могут также основываться на оценке жизненного цикла, которая может учитывать выбросы материала в окружающую среду и истощение от «колыбели до могилы»: источник, добыча, производство, эксплуатационные характеристики и утилизация или повторное использование в конце срока службы.

Не существует единственно лучшего решения. Любую комбинацию материалов следует оценивать в свете вышеуказанных факторов, чтобы прийти к наиболее подходящему компромиссу.

Каждое приложение уникально и требует индивидуальной оценки.Исключения — это норма, особенно в новаторских дизайнерских решениях.

На энергию, используемую для отопления и охлаждения, приходится около 40% потребления энергии в доме (DEWHA 2008). Поскольку масса материалов влияет на тепловые характеристики, воплощенную энергию и многие другие факторы, перечисленные выше, это является первоочередной задачей с самых ранних этапов проектирования.

Тепловые характеристики строительных систем

Важным отличием строительных систем является их массовость.Материалы с высокой и малой массой дают разный вклад в тепловые характеристики в зависимости от:

• климатическая зона они используются в
• где они используются (внутри или снаружи)
• наличие или доступ к пассивному обогреву или охлаждению
• , как они созданы, чтобы взаимодействовать с климатом или смягчать его.

Масса может влиять на тепловые характеристики только тогда, когда она открыта изнутри и изолирована снаружи. При использовании таким образом в качестве тепловой массы он может выравнивать суточные диапазоны, сохраняя или отводя тепло.Для этого требуются суточные колебания более 6 ° C и доступ к пассивному обогреву и охлаждению. Там, где они недоступны, обычно лучше работает малая масса.

При внешнем использовании, например, при строительстве облицовки кирпичом, системы с большой массой могут иметь другие преимущества, но не оказывают положительного влияния на тепловые характеристики. В самом деле, они могут оказать негативное влияние на плохие конструкции (см. Тепловая масса).

Системы большой массы

• обычно имеют более высокую воплощенную энергию
• может компенсировать их воплощенную энергию за счет сокращения потребления энергии на отопление и охлаждение в течение всего срока службы дома
• наиболее подходят для климата с высокими диапазонами суточных (день – ночь) температур.
• может быть помехой в тропическом климате, где энергия используется только для охлаждения
• требует более прочных систем опор и вызывает большее воздействие на стройплощадку и нарушение порядка
• часто добывают и перерабатывают с большим воздействием на окружающую среду
• требуют тщательного анализа затрат и выгод на удаленных объектах, где потребность в транспорте значительна.

Легкие системы

• обычно имеют более низкую воплощенную энергию
• может снизить общее потребление энергии в течение жизненного цикла, особенно при низком дневном диапазоне
• быстро реагирует на изменение внешней температуры или на ввод отопления и охлаждения
• может обеспечить значительные преимущества в умеренном и жарком климате за счет быстрого охлаждения ночью
• часто предпочтительнее на удаленных объектах с высокой стоимостью транспортировки материалов
• часто требуют больше энергии для нагрева и охлаждения в климате с высоким суточным диапазоном (где доступны пассивное отопление и охлаждение) из-за их неспособности к умеренным суточным циклам
• может иметь термическую массу, добавленную за счет включения наполненных водой контейнеров или материалов с фазовым переходом (см. Тепловая масса)
• может иметь меньшее влияние на производство при использовании экологически безопасных источников.

Смешанные массовые системы

В большинстве ситуаций хорошо продуманная комбинация конструкции с малой и большой массой дает наилучшие общие экономические и экологические результаты.

В умеренном климате наилучшего общего результата проще всего достичь с бетонными плитами на земле и легкими стенами. В жарком влажном климате предпочтительнее строительство с малой массой. В прохладном климате желательна большая масса. В холодном и жарком засушливом климате для достижения наилучших результатов требуется тщательное размещение элементов с низкой и высокой массой по всему зданию (см. «Дизайн для климата»).

Фото: Suntech Design

Высокомассивные нижние уровни (сборный железобетонный бетон) и маломассовые верхние уровни (изолированные деревянные каркасы или блоки AAC) объединены для оптимизации использования встроенной и эксплуатационной энергии.

Элементы строительных систем

Опорные системы

Опоры — это конструкции, которые переносят вес дома на материал фундамента, чаще всего на грунт. Системы опор должны быть спроектированы с учетом различных геотехнических (почвенных) условий и обеспечивать надлежащее крепление конструкции здания в соответствии с классификацией ветра на площадке.Хорошая система отвечает этим требованиям, сводя к минимуму как нарушение рабочего места, так и количество материалов с высокой вложенной энергией, таких как бетон и сталь.

Легкие каркасные системы обладают наименьшим воздействием на строительную площадку и минимальным энергопотреблением. Доступен широкий спектр легких стальных систем опор, включая винтовые сваи, регулируемые стальные опоры на простой бетонной подушке или буровых колоннах, а также системы столбов и пространственных каркасов.

Интегрированные опоры бетонных плит требуют значительных земляных работ на всех площадках, кроме ровных, что увеличивает удар.Они могут снизить затраты на строительство там, где уклон невысокий и где климатические условия позволяют заземлению, существенно компенсировать дополнительную воплощенную энергию в течение жизненного цикла.

Вафельные плиты являются эффективным конструктивным решением там, где это требуется по геотехническим причинам, но их следует использовать только на площадках с умеренно-реактивным грунтом, потому что дополнительная использованная сталь и бетон тратят впустую энергию на стабильных площадках. Капсулы можно сделать из старых автомобильных покрышек, наполненных уплотненным наполнителем.Это обеспечивает заземление, тогда как системы пенополистирола и картона — нет. Пена EPS часто содержит очень вредные парниковые газы с более высоким эквивалентом энергии, чем диоксид углерода. Это еще больше увеличивает воплощенный уровень энергии.

Отдельные ленточные опоры в сочетании с несущей кирпичной кладкой до уровня пола могут уменьшить объем земляных работ. Однако кирпичные карликовые стены с заливкой часто увеличивают воплощенную энергию этой системы.

Теперь доступны инженерные системы стальных свай , способные поддерживать кирпичные стены.Они уменьшают количество земляных работ и ударов по строительной площадке, а также ускоряют строительство. Стоимость варьируется в зависимости от области применения, но, как правило, дороже, чем ленточные опоры.

Системы полов

Полы большой массы

Самая распространенная система полов с высокой тепловой массой — это бетонная плита на земле. Плиты, соединенные с землей, эффективны там, где на глубине (> 3 м) температура земли постоянно поддерживается в пределах от 16 ° C до 19 ° C. Если температура выходит за пределы этого диапазона (например, Дарвин или Тасмания), нижняя сторона должна быть изолирована (см. Пассивное солнечное отопление; Пассивное охлаждение; Полы из бетонных плит; Тепловая масса).

Другие системы включают подвесные плиты или сборные железобетонные балки с легким заполнением и бетонным покрытием. Чтобы улучшить тепловые характеристики, нижняя сторона подвесных полов, включая черновые полы, должна быть изолирована, если она открыта снаружи (см. Изоляция).

Легкие подвесные бетонные перекрытия конкурентоспособны по стоимости с деревянными и стальными каркасными перекрытиями и могут снизить воздействие на стройплощадку, когда плиточный пол предпочтительнее легкого пола.Нижняя сторона плиты должна быть изолирована.

Уплотненный грунт, плиточный камень или скала (например, Кубер-Педи в центральной Австралии) используется реже, но столь же эффективен, если правильно спроектирован и построен с учетом климата и местности (см. Термическая масса). Такие системы имеют либо низкую энергию, либо ее отсутствие, а также минимальное транспортное воздействие. Вообще невысокая стоимость.

Полы малой массы

Самая распространенная форма полов с низкой массой — легкий деревянный или стальной каркас с древесно-стружечными плитами, древесиной, фанерой или листами из прессованного фиброцемента.Когда эти полы спроектированы и построены для демонтажа (например, привинчены, а не приклеены), они имеют высокий потенциал для повторного использования по окончании срока службы.

Легкий стальной каркас имеет более высокую внутреннюю энергию, чем древесина, но по окончании срока службы его можно подвергнуть вторичной переработке. Стальной каркас более долговечен в зонах, подверженных термитам, и часто имеет более низкие транспортные расходы, чем аналогичные деревянные конструкции. Подвержен ржавчине в агрессивных средах; гальванизация может устранить это, но добавляет к воплощенной энергии.Обычно дороже бруса.

Легкий деревянный каркас с использованием плантационной древесины из экологически чистых источников — это поглотитель углерода, эффективно сводящий к минимуму потребляемую энергию. Несущие элементы и балки из спроектированной древесины позволяют высокоэффективно использовать материалы, но клеи могут иметь пагубное влияние на качество воздуха в помещении и здоровье человека. Древесина подвержена нападению термитов, и, хотя защита от термитов снижает этот риск, она часто зависит от химической обработки, которая имеет другие последствия для окружающей среды.Это относительно невысокая стоимость.

Спроектированные композитные панели или структурно изолированные системы Панели (SIP) пользуются все большей популярностью. Изоляционные материалы с малой массой приклеиваются к легкой стали или слоям листового материала и обычно достигают высокого уровня структурной эффективности с присущим ему высоким уровнем изоляции. Стоимость варьируется от средней до высокой в ​​зависимости от системы.

Многие из этих систем полов с малой массой предлагают более низкую внутреннюю энергию, повышенную конструктивную эффективность и меньшее истощение ресурсов при экологически безопасном производстве из экологически предпочтительных материалов.

Полы композитные массовые

Распространенными примерами композитных массовых перекрытий являются:

• легкие рамы с бетонным покрытием
• легкие системы со вставками, заполненными водой, для обеспечения тепловой массы
• Системы полов из автоклавного ячеистого бетона (AAC) (см. Автоклавный газобетон)
• материалов с фазовым переходом, встроенных в материалы с малой массой для производства легких полов с высокой теплоемкостью (см. «Тепловая масса; грязевой кирпич»).

Стеновые системы

Стены большой массы

Обычные системы стен с высокой теплоемкостью представляют собой каменную кладку и включают кирпич, бетонный блок и сборный железобетон. Другие популярные системы включают утрамбованную землю и сырцовый кирпич.

Традиционные системы каменной кладки обычно имеют высокую внутреннюю энергию, в то время как утрамбованная земля и глинобитный кирпич имеют значительно меньшую энергию. Утрамбованная земля использует различные уровни цемента в зависимости от типа земли и, следовательно, имеет более высокую воплощенную энергию, чем глинобитный кирпич (см. Утрамбованная земля; Грязевой кирпич).

Все системы стен с большой массой должны быть изолированы снаружи и открыты изнутри для улучшения тепловых характеристик. Уровни изоляции зависят от разницы температур внутри и снаружи. Чем выше перепад температур, тем больше требуется изоляции (см. Изоляция; Тепловая масса; Пассивная конструкция).

Тепловая задержка (то есть сохранение тепла или холода) в толстых стенах, таких как утрамбованная земля или глинобитный кирпич, может снизить уровень изоляции, необходимый в мягком климате, но не может ее устранить.Это распространенное заблуждение об этих системах. В холодном климате требуется значительная внешняя изоляция, и их следует избегать в жарком и влажном климате. Моделирование тепловых характеристик определяет соответствие климату и соответствующие уровни изоляции (см. Тепловая масса).

Фото: Джон Мейтленд, Energy Architecture

Изоляция, применяемая к забитым земляным стенам в проекте Adelaide Hills.

Двойной кирпич — Высокая энергия тела, высокая тепловая масса, требуется изоляция полости.Высокая прочность на устойчивых типах почв. Низкие эксплуатационные расходы (если неокрашены). Может быть измельчен и переработан в качестве декоративного гравия или дорожной основы, но показатели переработки и повторного использования низкие. Высокая стоимость (см. Кирпичная и блочная кладка).

Облицовка обратным кирпичом — Умеренная энергия воплощения для глиняных кирпичей, снижается до средней для бетонных блоков. Высокая тепловая масса и высокие тепловые характеристики. Просто утеплен снаружи. Низкое внутреннее обслуживание; внешнее обслуживание в зависимости от выбранной системы облицовки.Очень прочный. Диапазон экологически предпочтительных внешних покрытий включает фиброцемент, фанеру, древесину из экологически чистых источников или гофрированные стальные листы (например, Colorbond ^® ). Стоимость варьируется от средней до высокой в ​​зависимости от типа массы и облицовки.

Фото: Suntech Design

Обратный облицовочный кирпич с несущим кирпичом. Стальная гофрированная облицовка крепится к обрешетке поверх пенопласта после монтажа сервисных работ.

Изолированный бетон (откидной или сборный) — высокая энергия тела, высокая тепловая масса, возможны высокие значения изоляции.Низкие эксплуатационные расходы внутри и снаружи в зависимости от выбранного метода строительства и системы облицовки. Чрезвычайно прочный, его можно перемещать и использовать повторно. Типичная окрашенная отделка требует более тщательного ухода. Хорошие акустические характеристики. Высокая цена. Сокращение времени строительства (см. Изоляция бетонных форм).

Фото: Suntech Design

Стены из сборного железобетона опускаются в котлован перед гидроизоляцией и засыпкой земляного вала.

Земляная опора — Высокая энергия тела (предполагается, что используются сборные железобетонные или железобетонные стены).Максимальная тепловая масса с дополнительными преимуществами заземления. Сильное воздействие на строительную площадку во время строительства. Изоляция не требуется в местах с благоприятными температурами земли. Чрезвычайно прочный. Значительная экономия электроэнергии при эксплуатации. Высокая цена.

Утрамбованный грунт (pisé) — Внесенная энергия от низкой до средней, в зависимости от содержания цемента. Высокая тепловая масса. Плохая теплоизоляция (трудно добавить, если не будет внешней облицовки, как показано на изображении на предыдущей странице, где земляное здание с утрамбовкой имеет внешнюю изоляцию и облицовку).Минимальная транспортная энергия при использовании на удаленных объектах. Минимальное влияние на производственный процесс. Очень прочный, но требует некоторого ухода при внешнем использовании (повторное нанесение гидроизоляции). Воздействие на строительную площадку от среднего до сильного, в зависимости от системы опор. Высокая стоимость (см. Утрамбованная земля).

Стены малой массы

Наиболее распространенная форма строительства стен с малой массой использует легкий деревянный или стальной каркас в качестве структурной опорной системы для неструктурной облицовки и облицовки, такой как фиброцемент, фанера и сталь.Изолированные легкие стены уменьшают теплопотери и могут иметь минимальную внутреннюю энергию, в зависимости от используемого материала облицовки.

Фиброцементные листы, фанера и другие листовые системы облицовки имеют низкую внутреннюю энергию и, как правило, низкое воздействие на окружающую среду. Они очень прочные, хотя любой окрашенной поверхности требуется уход (см. Воплощенная энергия).

Легкая древесина — Энергия тела от низкой до средней. Показатели изоляции от средних до высоких. Требует ухода, если не защищен от погодных условий и термитов.Подходит для изготовления на месте и за его пределами. Относительно низкие транспортные расходы (см. Облегченный каркас).

Фото: Hyne

Облегченный деревянный каркас.

Структурные изолированные панели — СИП состоят из изоляционного слоя из жесткого изоляционного материала, зажатого между двумя конструкционными оболочками из листового металла, фанеры, фиброцемента или конструкционной древесины. Эти системы обычно достигают высокого уровня структурной эффективности с высоким уровнем изоляции.Многие сейчас используют экологически предпочтительные материалы. В одной австралийской системе SIP, например, используются панели, изготовленные из отходов лесного хозяйства в процессе производства с нулевым выбросом углерода. Хотя он уже является экологически предпочтительным продуктом, его экологические характеристики могут быть дополнительно улучшены за счет использования утеплителя из переработанной целлюлозы (бумаги) в качестве замены жесткого изоляционного материала из вспененного материала.

Ассортимент SIP-продуктов стремительно растет. Эти системы могут быть особенно эффективными, поскольку они размещают массу там, где она наиболее полезна, и могут использовать экологически предпочтительные материалы для обеспечения изоляции и структурной целостности.

В этой экологически чистой SIP-системе используются панели из лесных отходов.

Бревенчатые стены — Системы с малой массой включают строительство бревенчатых стен. Несмотря на то, что используется широкий спектр систем, они обычно обеспечивают хорошую изоляцию и оказывают низкое воздействие на окружающую среду, когда бревна поступают из экологически чистых источников. Детали конструкции и устойчивость древесины имеют решающее значение для сохранения герметичности и тепловых характеристик (см. Рамку «Бревенчатые стены»).

Облицовка — изолированные легкие стены снижают теплопотери и могут иметь минимальную внутреннюю энергию, в зависимости от используемого материала облицовки.Фиброцементные листы, фанера и другие листовые системы облицовки имеют низкую внутреннюю энергию и, как правило, низкое воздействие на окружающую среду. Они очень прочные, хотя для любой окрашенной поверхности требуется уход (см. Воплощенная энергия).

Стены из композитных (смешанных) масс

Эти системы подходят для систем с высокой и низкой массой либо с умеренной плотностью, например, AAC, где бетон с высокой массой используется для улавливания крошечных (без массы) пузырьков воздуха, либо с комбинацией высокой и низкой массы, например, соломенный тюк, где солома имеет малую массу. и отделка штукатурки — большая масса.

Автоклавный газобетон, или AAC, содержит закрытые воздушные карманы, которые делают его легким и достаточно энергоэффективным.

Блок AAC — Средняя и низкая тепловая масса, хорошая теплоизоляция, хорошая изоляция, средняя долговечность (в зависимости от отделки). Требуемое техническое обслуживание зависит от отделки, но эти блоки подвержены ударным повреждениям. Они обладают низким воздействием при обработке и умеренными требованиями к транспортировке (см. Газобетон в автоклаве).

Бетонный блок — Блочные стены имеют меньшую внутреннюю энергию, чем бетон или кирпич, потому что они полые и содержат меньше бетона на квадратный метр.Однако, когда они заполнены бетоном, они могут равняться или превосходить воплощенную энергию кирпича. Блоки летучей золы еще больше снижают накопленную энергию. Они имеют хорошую тепловую массу при заполнении бетоном, но низкие показатели теплоизоляции (которые трудно добавить, если они не облицованы снаружи). Сложно перерабатывать, поскольку они не обладают достаточной прочностью для повторного использования в качестве заполнителя для бетона. Можно измельчить как гравий или насыпь. Средняя стоимость.

Глиняный кирпич (саман) — наименьшая тепловая энергия (если производится на месте), высокая тепловая масса, плохая изоляция (трудно добавить, если не облицованы снаружи), подходит для удаленных участков.Высокая трудоемкость. Никакого воздействия на производство. Низкое влияние на сайт. Низкая стоимость, если не включить рабочую силу (построено владельцем). Требует регулярной гидроизоляции в открытых местах (см. Грязевой кирпич).

Соломенные тюки — Низкая внутренняя энергия (некоторая дополнительная энергия и материалы в опорах и плитах увеличенной ширины). Низкая – средняя тепловая масса (в зависимости от толщины штукатурки). Чрезвычайно высокая изоляция, отличные тепловые характеристики и высокое содержание возобновляемых материалов. Долговечность в Австралии не доказана, и уровни технического обслуживания варьируются.Тюки необходимо хорошо сжать, чтобы свести к минимуму оседание и перемещение. Стоимость варьируется от средней до высокой (см. Соломенные тюки).

Панельные системы — Сэндвич-панели имеют различную воплощенную энергию в зависимости от материалов поверхности и изоляции. Другие системы легких панелей, такие как соломенная плита и изделия из переработанной бумаги, имеют низкую тепловую массу, высокий уровень изоляции и очень низкую внутреннюю энергию. Они быстро реагируют на нагрев и охлаждение и идеально подходят для полов из бетонных плит большой массы.Содержание вторичного сырья во многих общедоступных системах очень велико. Потенциал повторного использования хороший, уровень отходов низкий, а транспортные расходы низкие. Стоимость строительства варьируется от высокой до средней.

Фото: Suntech Design

Панельная система с наружной облицовкой из фиброцемента с пенополистирольными стойками и бетонным заполнителем. Бетонная заливка увеличивает тепловую массу, а внешний слой изоляции обеспечивает отличные всесторонние тепловые характеристики.

Бревенчатые стены

Строительство бревенчатых стен — это система с малой массой — один из старейших методов строительства, восходящий к доисторическим временам.Он возник как естественное следствие наличия большого количества высоких прямых пиломатериалов, которые можно было относительно легко распилить, обработать и превратить в строительные элементы. Он исторически ассоциируется со странами и регионами с высокими соснами и такими же деревьями с прямыми стволами. Похоже, что он впервые появился в Северной Европе и распространился с европейской колонизацией, особенно в Северной Америке, где местные сосновые леса давали обильную древесину, подходящую для этого метода.

Фото: Кэти Стоув

Бревенчатый дом.

В

австралийских бревенчатых домах используются бревна из массивной древесины. По крайней мере, один поставщик использует импортную сосну обыкновенную и ель обыкновенную, ламинированные, когда требуются более широкие бревна; другие используют австралийский белый кипарис или сосну монтерейскую ( Pinus radiata ), которая произрастает на центральном побережье Калифорнии, но широко выращивается в Австралии в качестве плантационного дерева. Системы строительства бревенчатых стен, в которых используются композитные «бревна», каждая из которых состоит из деревянных досок, покрытых слоем жесткой изоляции за внешней стороной или фанерой из натурального бревна, еще не вышли на австралийский рынок.Вариант техники облицовки бревен используется в домах из «бревенчатого шпона», в которых бревна разрезаются продольно для создания облицовки на изолированных каркасах с деревянными панелями внутри.

Внешний вид

Бревенчатые стены, сохраняющие естественную форму исходной древесины, могут иметь довольно деревенский вид, но те, что сделаны из бревен с машинной обработкой, могут иметь очень гладкий, гораздо более формальный вид. Обычно древесина отделывается маслами или покрытиями, которые позволяют просвечивать теплый естественный цвет древесины.

Конструктивная способность

При строительстве настоящих бревенчатых стен горизонтально уложенные бревна являются несущими, а крыша сооружается из прочных, твердых деревянных элементов, часто с использованием традиционных соединений и деталей. Другие варианты включают использование бревен большого диаметра для создания стоек и балок, заполненных более легкой конструкцией с гвоздями. В наименее аутентичной (и наиболее экономичной) форме бревна представляют собой облицованный шпон, а конструкция представляет собой деревянный каркас с крышей, сделанной из более легких бревен меньшего сечения, аналогично обычным кирпичным домам из шпона.

Обработанные и клееные бревна могут иметь толщину 75 мм, а цельные натуральные бревна могут иметь диаметр 350–450 мм. Существует два основных способа соединения массивных деревянных бревен по горизонтали: разметка бревен в продольном направлении, чтобы они плотно прилегали друг к другу, часто с канавками для улучшения защиты от атмосферных воздействий; и установка бревен друг на друга и герметизация воздушных зазоров уплотняющими стержнями или подкладными стержнями из вспененного материала.

Концы бревен имеют «седловидные» выемки для прилегания друг к другу. Бревенчатые стены могут быть отделаны бревнами, выходящими за углы, или без них, создавая более прочную и эластичную структуру, если они делают это, поскольку при этом используются структурные преимущества взаимосвязанных соединений.

Бревенчатые стены можно возводить практически на любом фундаменте, включая пни, подушки и плиты.

Тепловая масса и изоляция

Бревенчатые стены имеют теплоизоляцию от умеренной до хорошей, а тепловые характеристики массы становятся все более значимыми по мере увеличения толщины стены. Хотя информация некоторых производителей может указывать на то, что цельные бревенчатые стены из бревен диаметром 300 мм соответствуют конструкции соломенных тюков, они, вероятно, будут около R2, поскольку изоляционные свойства тюков соломы примерно в три раза выше, чем у древесины на единицу толщины.Однако бревенчатые стены обладают такой же звукоизоляционной способностью, как и тюки соломы.

Огнестойкость

Точно так же, как большое бревно требует значительного времени, чтобы прожечь в дровяной печи, бревна большого диаметра, используемые при строительстве массивных бревенчатых стен, не горят легко и, в зависимости от общей толщины стены (а также от того, имеет ли конструкция разметку и заблокированы или герметизированы с помощью уплотнения), общая огнестойкость может удовлетворить требования к лесным пожарам.

Прочность, устойчивость к влаге и вредителям

Бревенчатые стены подвержены тем же вредителям и опасностям, что и другие системы деревянных зданий, и защищены таким же образом соответствующими механическими или химическими барьерами.

Токсичность и воздействие на окружающую среду

Бревна нетоксичны. Масла, морилки, лаки, средства защиты от гниения и другие покрытия должны быть проверены на токсичность перед спецификацией для нанесения на древесину. Большинство производителей бревенчатых стен заявляют, что используют пиломатериалы для плантаций. Поскольку в бревенчатых стенах используется древесина, прошедшая минимальную обработку, общее воздействие на окружающую среду может быть значительно меньше, чем при традиционном строительстве.

Сборка, доступность и стоимость

Подходы к строительству варьируются от домов полностью ручной работы, в которых каждое бревно имеет индивидуальные надрезы и подгоняется к следующему, до обработанных «фрезерованных» бревен, которые имеют более правильную форму и требуют меньше труда на месте.Компании по производству бревенчатых стен в Тасмании и на юго-востоке Австралии могут реализовывать проекты в любой точке страны. Стоимость значительно варьируется в зависимости от местоположения и типа используемой бревенчатой ​​стены, при этом цельные бревенчатые стены с надрезом и выемками являются самыми дорогими. Фирмы нередко собирают бревенчатые дома для проверки их строительной способности перед отправкой на стройплощадку.

Кровельные системы

Системы кровли большой массы

Кровельные системы не могут улучшить тепловые характеристики в термической массе, если они не могут быть открыты изнутри и изолированы снаружи.Поскольку изоляция на уровне потолка имеет решающее значение, открытая масса крыши необычна, за исключением многоуровневых домов или квартир.

Земляная конструкция. — Система кровли большой массы, обеспечивающая высочайшие тепловые характеристики. Тепловая задержка, обеспечиваемая глубиной почвенного покрова или сада, обеспечивает адекватный барьер для потери тепла, позволяя обнажить массу изнутри. При тщательном проектировании эти системы могут обеспечить достаточную тепловую задержку для умеренных сезонных циклов, так что летом температура земли достигает массы открытого потолка зимой и наоборот.Не требует ухода и очень прочный при правильной гидроизоляции. Сильное нарушение строительной площадки во время строительства, минимальное по завершении. Высокая воплощенная энергия и высокая стоимость. Сбор дождевой воды ограничен внешними постройками.

Фото: Suntech Design

Земляные конструкции могут обеспечить достаточную тепловую задержку для умеренных сезонных циклов.

Зеленые крыши — Система, совершенно отличная от кровли с земляным покрытием. Среда для выращивания обычно представляет собой легкий промышленный материал.Изоляция от средней до высокой и обеспечивается традиционной изоляцией, а не покрытием. Воплощенная энергия от средней до высокой, в зависимости от опорных конструкций. Тепловая масса обычно недоступна из-за конструкции и изоляции. Другие экологические преимущества включают производство продуктов питания, сокращение теплового острова над застроенными территориями, улучшение качества воздуха и задержание ливневых стоков на месте. От среднего до низкого уровня обслуживания для интенсивных крыш до высокого уровня обслуживания для большинства систем зеленых стен (см. Зеленые крыши и стены).

Кровельные системы малой массы

Легкие деревянные или стальные кровельные системы по своим характеристикам аналогичны стенам и каркасам. Вариации воплощенной энергии возникают из-за систем облицовки, которые не влияют на тепловые характеристики.

Плитка — Бетонная плитка имеет немного меньшую энергию воплощения, чем терракота. Им требуется больше структурной опоры, чем легким материалам, и они могут увеличивать приток тепла (поскольку они представляют собой внешнюю неизолированную тепловую массу), если они хорошо не изолированы.Хотя показатели рециркуляции и повторного использования улучшаются, они все еще ниже, чем у других материалов. Некоторые производители заявляют, что бетонная плитка содержит до 40% вторичного сырья. Высокие транспортные расходы делают их непригодными для удаленных объектов.

Металлочерепица — Высокая энергия тела; очень прочный; идеально подходит для транспортировки на удаленные объекты; Доступны в светлых тонах и со светоотражающими покрытиями, чтобы уменьшить приток тепла летом. Вторичное содержание до 40% является обычным явлением, и показатели переработки или повторного использования по окончании срока службы высоки.

Другие конструктивные особенности системы

При строительстве систем необходимо учитывать множество других факторов. Многие из них выходят за рамки экологических характеристик, описанных в Yo ur Ho me , и требуют экспертной консультации от инженеров-геотехников и инженеров-строителей.

Чтобы узнать о других аспектах воздействия на окружающую среду, см. Соответствующие статьи, в том числе:

Контрольный список практических рекомендаций по выбору конструкционной системы

Тепловая масса

• Комбинируйте конструкции с высокой и малой массой в здании, чтобы максимизировать преимущества каждого из них (см. Тепловая масса; Пассивный дизайн).
• Используйте тяжелые системы внутри и легкие снаружи для минимального потребления энергии в течение всего срока службы.
• Более высокое содержание энергии в тяжелой конструкции может перевесить экономию энергии при эксплуатации, особенно в климатических условиях, где потребности в энергии для обогрева и охлаждения невысоки (см. «Воплощенная энергия»).
• Там, где доступ к солнечной энергии невозможен или нежелателен (например, на крутых участках, выходящих на юг, в затененных местах или в тропических районах), изолированная легкая конструкция часто более эффективна, поскольку она быстро реагирует на механическое нагревание или охлаждение.

Техническое обслуживание

• Неокрашенная внешняя облицовка из кирпича (кирпичный шпон) требует минимального обслуживания по сравнению со многими альтернативными окрашенными облицовками.
• Долговечность хорошо обслуживаемых легких систем эквивалентна тяжелым системам.
• Плохое обслуживание может сократить срок службы до 50%, сводя на нет реальную экономию энергии и удваивая потребление материалов.
• Надежные режимы обслуживания в течение всего жизненного цикла являются критически важным фактором при выборе систем внешней облицовки.

Источники и использование материалов

Выберите материалы, которые:

• жизненный цикл сертифицирован по аккредитованной схеме (например, GECA, Green Tick, EcoSpecifier) ​​
• из возобновляемых источников, а не из ограниченных ресурсов
• с низким содержанием энергии, если это содержание энергии не может быть амортизировано в течение срока службы за счет экономии энергии при эксплуатации
• сертифицировано как не угрожающее биоразнообразию
• низкая токсичность как при производстве, так и при эксплуатации
• с высоким содержанием возобновляемых или переработанных материалов при условии, что долговечность и производительность соответствуют сроку службы (например,грамм. облицовка из фиброцемента, каркасы из лесной древесины или настил из переработанного пластика / опилок).

Дизайн для:

• деконструкция, переработка и повторное использование для компенсации воздействия жизненного цикла материалов с высоким содержанием энергии или невозобновляемых ресурсов (где эти материалы являются лучшим вариантом)
• структурная эффективность для минимизации общего использования материалов, отходов, транспортировки и обработки
• материалов с аналогичным и подходящим сроком службы (например,грамм. используйте крепежные детали, отливки или герметики с таким же сроком службы, как и фиксируемый материал)
• строительных систем с известным низким уровнем отходов и экологически безопасными производственными процессами (см. Минимизация отходов).

Транспорт

• Избегайте систем с высокой долей трудозатрат в удаленных проектах, чтобы сократить командировки.
• По возможности используйте продукты местного производства, чтобы сократить расходы на транспортировку.

Список литературы и дополнительная литература
За дополнительной информацией об устойчивости зданий и энергоэффективности обращайтесь к правительству штата или территории или в местный орган власти: www.gov.au
Информация о бревенчатых стенах: www.logbuilding.org, www.greatbearloghomes.com.au, www.timberframes.com.au, www.appalachian.com.au
Австралийский институт архитекторов (AIA). Руководства по дизайну окружающей среды. Мельбурн.
Департамент окружающей среды, водных ресурсов, наследия и искусства (DEWHA). 2008. Использование энергии в жилом секторе Австралии 1986–2020 гг. Канберра. www.energyrating.gov.au
Лоусон Б. 1996. Строительные материалы, энергия и окружающая среда: на пути к экологически устойчивому развитию. Королевский австралийский институт архитекторов, Red Hill, ACT.

Автор

Главный автор: Крис Рирдон

Автор, сообщающий: Пол Даунтон

Обновлено Крисом Рирдоном, 2013 г.

Узнать больше

Footings 101 — Руководство по конструкции бетонных опор

Опоры — важная часть строительства фундамента.Обычно они сделаны из бетона с арматурой, залитой в вырытую траншею. Назначение опор — поддерживать фундамент и предотвращать оседание. Опоры особенно важны на участках с проблемными почвами.

Найдите ближайших подрядчиков по изготовлению плит и фундаментов, которые помогут с вашими опорами.

Строительство опор лучше всего доверить профессионалам, которые смогут оценить почвенные условия и принять решение о правильной глубине и ширине опор, а также о правильном размещении.Размеры опор также зависят от размера и типа сооружаемой конструкции. Размещение опор имеет решающее значение для обеспечения надлежащей поддержки фундамента и, в конечном итоге, конструкции.

Бетонные опоры также могут потребоваться для таких проектов, как настил, беседка, подпорная стена или другие типы строительства.

Если вы знаете несущую способность своего грунта, следование этим практическим рекомендациям обеспечит прочную опору.

Информация о бетонных основаниях

Что такое опоры?

Под каждым домом — фундамент, и под большинством оснований — опоры.Большую часть времени мы принимаем опоры как должное, и обычно мы можем: для типичных почв обычная опора шириной 16 или 20 дюймов может более чем выдержать относительно легкий вес обычного дома.

Общие конструкции опор:

• Простыня
  Перевернутая Т-образная форма
• Ступенчатая опора
  Лестничная конструкция распределяет нагрузку
• Опора траншеи
  Мелкая траншея, заполненная бетоном

С другой стороны, если вы строите на мягкой глинистой почве или если под частью вашего фундамента есть мягкая зона, могут возникнуть проблемы.Основание, которое хорошо работает на хорошей почве, может не так хорошо работать в условиях слабой опоры. Мы не часто видим явное разрушение, но нередко можно увидеть чрезмерное оседание при низкой несущей способности почвы.

Если весь дом оседает медленно и равномерно, дополнительное заселение не представляет большого труда; но если оседание неравномерное (дифференциальное оседание), возможно повреждение. Каркасный дом с деревянным сайдингом и интерьером из гипсокартона, вероятно, может выдержать до 1/2 дюйма дифференциального движения фундамента, но даже 1/4 дюйма неравномерной осадки достаточно, чтобы вызвать трещины в кирпичной кладке, плитке или штукатурке.

Связанный: Ремонт фундамента

Больше всего проблем вызывают необычные ситуации. Когда основание расположено не по центру, так что стена не выдерживает опоры, когда вы сталкиваетесь с мягкой зоной на строительной площадке или когда основание слишком маленькое, строителю приходится принимать решения. Если вы думаете, что впереди проблема, вы должны остановиться и позвонить инженеру. Но если риск невелик, вы хотите, чтобы работа продолжалась.

В этих сложных случаях полезно понимать несущую способность грунта и причины, по которым применяются правила проектирования фундаментов.На очень прочных почвах мелкие ошибки, вероятно, не имеют большого значения. Однако на слабых или маргинальных почвах лучше быть очень осторожными, некоторые из решений, придуманных подрядчиками, могут не сработать.

Я как инженер-консультант, так и подрядчик, и меня вызывают во многих проблемных ситуациях. Я считаю, что люди лучше понимают проблемы, если у них есть некоторые базовые знания. Для пользы строителей в полевых условиях и из-за риска чрезмерного упрощения я собираюсь использовать в этой статье нетехнический язык, чтобы кратко объяснить, как работают опоры, и представить некоторые идеи для работы в особых ситуациях.Однако, глядя на решения, которые я рекомендую, имейте в виду, что предполагается грунт с высокой несущей способностью. Каждый раз, когда вы сомневаетесь в почве под фундаментом, вам следует обратиться за профессиональной помощью.

Брент Андерсон (Brent Anderson) — инженер-консультант и подрядчик по бетону, член Комитета 332 Американского института бетона, Жилой бетон.

Что такое огнеупорная глина и где ее взять в природе

Все огнеупоры на основе огнеупорной глины, глинозема и кремнезема.Фактически все жаропрочные огнеупорные кирпичи изготавливаются из огнеупорной глины. Как и термостойкие растворы, изоляция, керамика, керамика, керамические одеяла или керамическая плитка на космических кораблях-шаттлах, происхождение этих материалов начинается с огнеупорной глины, ее плавление начинается при температуре 1600 ° C или 2912 ° F по Фаренгейту. Только специальные технологии производства этих дорогих материалов меняют их свойства и области применения. Но мы не собираемся в космос, по крайней мере, пока.

Что такое огненная глина?

Огненная глина подробно фото.Огненная глина — это обычный и простой грязь, но с более высоким содержанием глинозема (AL). Обычно имеет более белый-светлый цвет. От беловатого до желтоватого, розоватого, светло-коричневого. К тому же он дешев, как грязь. Его продают поставщики огнеупоров или керамики. Даже если он поставляется в виде сухого порошка в мешках, огнеупорная глина по-прежнему очень тяжелая (калькуляторы физических свойств для различных огнеупорных материалов). Вам понадобится только один мешок на купол, если вы покупаете глину в сухой порошкообразной форме. Обычно содержание глинозема в огнеупорной глине колеблется от 24% до 34% Al и кремнезема от 50% до 60%.

В массовом смысле, даже в сухом порошкообразном виде с плотностью 1,303 г / см3 или, соответственно, 0,753 унции / куб.дюйм, огнеупорная глина все равно остается тяжелым продуктом; по сравнению, например, с цементом. Каждый раз, поднимая сумку, я замечаю это. С помощью этого онлайн-инструмента измерения объема противопожарной глины в зависимости от веса единицы измерения можно легко пересчитать / пересчитать.

Природный источник огнеупорной глины — Хорошо, может быть, в вашем районе никто не продает огнеупорную глину. Не беспокойтесь, вы не будете единственным человеком в этой ситуации.Закройте глаза и подумайте об этом… попробуйте несколько раз. Представьте себе место снаружи, где вы видели грязь более светлого цвета. Я имею в виду место, где ведется водная эрозия почвы или ведутся земляные работы. Во влажном состоянии грязь мягкая и липкая, без каких-либо органических веществ. Не как верхний слой почвы, не путайте эти два (органический материал сгорит). Грязь обычно находится глубже, чем верхний слой почвы. Он повсюду вокруг нас, но его нельзя увидеть, пока его не раскроют. Вы должны найти место, где он не смешан с песком или камнями, и запомнить светлый цвет.Вам нужно открыть грязь, которая имеет структуру, похожую на пластилин (когда он влажный). Звучит интересно, не так ли (?), Я бы не прочь пойти куда-нибудь с хорошим другом (если бы он у меня был;) и сделай это сейчас. Просто выкопай.

Огненная глина дает усадку на 10–15% после высыхания воды, так что возьмите с собой дополнительное ведро. Вы можете сделать тест, если хотите;

1. Растяните и расплющите кусок глины в полоску длиной 13 см или 5 дюймов
2. Острым предметом сделайте на нем 2 отметки — ТОЧНО 10 см или 4 дюйма между отметками
3. Дать глине высохнуть
4. Измерьте еще раз, когда высохнет, чтобы увидеть разницу в усадке

Некоторые Гончары до сих пор хранят свои собственные источники глины как наиболее охраняемые секреты мира.Несколько лет назад поиск собственных источников был обычным делом, но для многих художников это, несомненно, хобби и гордость — не покупать современные глиняные тела в коммерческой упаковке. Другое дело, когда гончары производят количество. Многие энтузиасты копают глину. Смешайте огненную глину с просеянным мелким песком (суглинок отлично подходит), чтобы получился огнеупорный раствор высшего качества! Смешайте его с крупным речным или ручным песком и сделайте из него глиняные плитки. Перемешивание влажной глины путем прогулки по ней или смешивание песка с глиной в сухом виде с последующим добавлением воды, второй пример требует меньше усилий и намного быстрее.По мере высыхания эти адоби немного сжимаются и должны быть покрыты пластиком, чтобы скорость высыхания была медленнее (иначе вместо этого вы создадите пропеллер), что предотвратит образование полос и трещин. В глину добавляют больше грога, для глинобитной плитки меньше усадки и растрескивания.

Никогда не добавляйте солому или пилу по дереву в саманный или глиняный кирпич для создания купола печи на дровах, потому что они сгорают так же, как и органические материалы. Его добавляют в теплоизоляцию только для создания эффекта сотовой легкости (воздух — лучшая изоляция, а такой материал не поглощает много тепла!). Кирпич для домостроения отличается от огнеупорного кирпича.Глиняный саман и кирпичи должны быть плотными и менее пористыми, прочными и тяжелыми. Эти кирпичи соединяются песчано-глинистым раствором в соотношении песок: шамот 50:50. Хотя внутренняя поверхность купола из сырцового или сырцового кирпича довольно хрупкая, готовится очень хорошо; если вы прикоснетесь к нему сильнее, например, лопатка для пиццы падает с глины, потому что глиняные кирпичи и саман нестабилизированы, они должны быть глиняным бисквитом, обожженным в печи при медленном повышении температуры, по крайней мере, до 950 градусов Цельсия, чтобы затвердеть. Если у вас есть возможность обжечь глину в электрической или газовой печи, сделайте пробный обжиг с одним саманом.

При изготовлении арок купола с помощью деревянного шаблона: если вы можете поддерживать кирпичи боковой стены купола, чтобы арка купола не давила на них и, возможно, не разрушалась, то лучший раствор, который вы можете использовать, — это смесь огнеупорной глины и песка в соотношении 50:50. Мелкий просеянный песок, то есть галька, может затруднить работу в местах, где желателен крошечный зазор между кирпичами. Цемент используется только для того, чтобы раствор быстрее высыхал, чтобы он затвердел по мере того, как вы работаете, чтобы быстрее прогрессировать. Также эксперты по производству и продаже огнеупорных кирпичей говорят вам, что повсюду нет необходимости в огнеупорных цементах, они дороги и используются в промышленности для своих высокотемпературных обжиговых печей и печей или для изготовления литейных изделий.

Горючая смесь для песка и раствора сохнет очень медленно, но если вы поддерживаете боковые стены, залив бетонную облицовку позади них, оставьте ее застывать, а затем сформируйте арочный потолок из шамота 50:50: песчаный раствор — лучший вариант. Когда я езжу быстро, я использую немного портландцемента в растворе, чтобы он схватился за 2 часа. Портландцемент уже немного огнеупорный, но половину этого количества целесообразно заменить известью. Известь — это кальций, и он заменяет цемент, когда выгорает при нагревании.Старые печи строились только из огнеупорной глины с добавлением извести, а не из цемента. Эти печи работают вечно, многие из них топятся ежедневно десятилетиями и никогда не остывают.

Корпус из мягкой керамической глины — обычно 10-15 кг в упаковке. Попросите глину с большим содержанием глинозема, керамогранит, и она может быть грубой, но не слишком мелкой. Обычно это беловатый цвет. Вам не нужно покупать дорогую глину, просто выберите один сорт для более высокой температуры и более светлого цвета. ПОМНИТЕ: не запутайтесь, когда вы видите мягкую влажную глину в пакетах, она может быть темнее, но когда она высохнет, она станет более светлой.Также есть глины, которые во влажном состоянии становятся белыми. Обычно в магазине есть сухие образцы. Не забудьте попросить глину, которую они хранили долгое время, в полиэтиленовых пакетах будет труднее, не слишком свежая с точки зрения гончарного дела, гончары не хотят, чтобы сухая глина использовалась для работы с гончарными кругами, чтобы вы могли получить лучшую цену, чтобы заплатить за это тоже. Часто они продают эти почти сухие глины со скидкой, чтобы избавиться от них. Итак, вы принесли свою глину домой … но что делать дальше, спросите вы? Достаньте глину из пластиковых пакетов.Используйте проволоку или более прочную леску, чтобы нарезать ее тонкими ломтиками.