Объем бетонного кольца 2 метра: Объем бетонного кольца

Содержание

Объем бетонного кольца

Разбираемся, как рассчитать объем бетонного кольца для обустройства колодца на участке

Этот вопрос чаще посещает тех, кто связан со стройкой, ремонтом или обустройством загородных участков, однако случается и такое, что и рядовому обывателю приходится искать на него ответ. В нашей статье мы постараемся помочь вам в этом, расскажем не только о самих формулах и расчетах, но немного поговорим о самих бетонных кольцах.

Яму под колодец делают после его окончательного проектирования

Кольца железобетонные

Железобетонные кольца — это специальные конструкции для устройства колодцев разного калибра, которые чаще всего используются на наружных сетях водоснабжения и водоотведения.

Производство стандартных изделий выполняется в заводских условиях из высококачественного бетона в строгом соблюдении ГОСТа «Железобетонные сантехнические сооружения».

Процесс производства колец из бетона не представляет особой сложности, для этого нужны:

Армированная сталь диаметром до 10 мм.
Бетон высокого качества.
Форма для отливки.

Железобетонные изделия для устройства колодцев выпускаются стандартных размеров с маркировкой, отражающей назначение кольца и его типоразмер. О разновидностях мы расскажем чуть ниже.

Что же касается того, как высчитывается цена каждого конкретного изделия то здесь необходимо понимать, сколько кубов в бетонном кольце, собственно, чем больше, тем и стоимость выше.

Расчет железобетонного опорного кольца

Зная размер изделия несложно подсчитать объем бетона в ж-б кольце, который необходим для его изготовления.

Но так как существует множество различных вариантов на строительном рынке, возьмем, к примеру, опорное кольцо КО 6 — объем бетона изделия рассчитывается так:

Для начала нам необходимо записать параметры (габариты), в данном случае они будут равны следующим показателям — 840 х 580 х 70 мм.
Вычислим площадь круга большего диаметра по формуле — ¼ П d2 = 1/4 х 3,14 х (0,84 х 0,84) = 0,553896 м2. Где П = 3,14, а d – это наружный диаметр (в нашем случае 840 мм). Переводим все в метры.
Теперь по этой же формуле высчитываем площадь круга с внутренним диаметром – ¼ х 3,14 х (0,58 х 0,58) = 0,264074 м2.
Узнаем площадь самого изделия, для этого нужно из площади круга с наружным диаметром вычесть площадь с внутренним диаметром 0,553896 — 0,264074 = 0,289822 м2.

Умножив площадь на высоту, узнаем его объем — 0,289822 х 0,07 = 0,02028754 м3.

Итак, на кольцо опорное КО 6 объем бетона мы рассчитали, как вы сами видите, ничего сложного в этом нет, главное – знать формулу и параметры изделия. Однако расчеты производить всегда проще, нежели возводить колодец своими руками, тут нужна специальная техника.

Как минимум, требуется кран, способный поднимать груз весом в полтонны или даже тонну (на фото)

Разновидности железобетонных изделий для колодцев

Приведем параметры всех типов выпускаемых колец для наглядности (параметры будут описаны в следующем порядке – высота, толщина стенки, внутренний диаметр и масса):

На рисунке указаны важные параметры, которые помогут производить расчеты

Примечание! Маркировка КС означает следующее – кольцо стеновое.

КС-7-1, 10 см, 8 см, 70 см, 46 кг.
КС-7-1,5; 15 см, 8 см, 70 см, 68 кг.
КС-7-3, 30 см, 8 см, 70 см, 140 кг.
КС-7-5, 50 см, 8 см, 70 см, 230 кг.
КС-7-6, 60 см, 8 см, 70 см, 250 кг.
КС-7-9, 90 см, 8 см, 70 см, 410 кг.

Изделия с небольшой высотой называются доборными

КС-7-10, 100 см, 8 см, 70 см, 457 кг.
КС-10-5, 50 см, 8 см, 100 см, 320 кг.
КС-10-6, 60 см, 8 см, 100 см, 340 кг.
КС-10-9, 90 см, 8 см, 100 см, 640 кг.
КС-12-10, 100 см, 8 см, 120 см, 1050 кг.
КС-15-6, 60 см, 9 см, 150 см, 900 кг.
КС-15-9, 90 см, 9 см, 150 см, 1350 кг.
КС-20-6, 60 см, 10 см, 200 см, 1550 кг.
КС-20-9, 90 см, 10 см, 200 см, 2300 кг.

Широкое разнообразие колец позволяет без труда обустроить колодец нужного габарита

Обратите внимание на наличие армированных ушек у изделий весом более 100 килограмм.

Изделие, маркированное, к примеру, КС-10-6 называется полностью кольцо стеновое с размерами:

Высота-60 см.
Внутренний диаметр-100 см.

Существуют изделия и с маркировкой КО (кольцо опорное), эти изделия встречаются в следующем варианте:

КО-6, высота-7 см, внутренний диаметр – 58 см, наружный диаметр – 84 см, масса – 60 кг.

Еще одна модификация – подкладка под люк колодцев (кольцо К 1а объем бетона которого рассчитывается по нижеуказанным параметрам):

К — 1а, высота -18 см, внутренний диаметр – 58 см, наружный диаметр – 100 см, масса – 160 кг.

Маркировка ПП означает — плита перекрытия

Доборные изделия позволяют более точно регулировать высоту колодца, в некоторых случаях выравнивания в уровень с землей, в других – делая их более заметными. Монтаж подкладочных бетонных элементов на плиту покрытия колодца поможет приподнять люк над ее поверхностью.

Благодаря этому исключается:

Затекание дождевых и талых вод в колодец.
Наезд транспортных средств на люк, если колодец расположен под проезжей частью.
Затопления самого люка.

Одним из важных параметров подобного изделия является объем бетонного кольца — 1 метр кубический, это единица измерения всех подобных расчетов.

Совет! Зачастую может наткнуться на объявления о продаже б/у бетонных изделий, в том числе и стеновых опор для колодца, вам наш совет – прежде чем покупать, изучите товар. В особенности осмотрите внутренние стенки, на которых могут быть видны неровности и разные оттенки бетона (так заделывают трещины недобросовестные продавцы).

Вывод

Надеемся, что вышеизложенная инструкция поможет вам найти правильный ответ на поставленный вопрос. Если же возникнут какие-либо затруднения в этом процессе, вы всегда можете воспользоваться бесплатным электронным калькулятором, который можно найти в интернете.

В представленных видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

загрузка. ..

masterabetona.ru

Объем кольца: 7 преимуществ железобетона

Выбирать бетонное кольцо следует в зависимости от целей, для которых оно будет применяться Правильно оборудованная система канализации – залог полноценного комфорта. Даже на небольшом дачном участке можно пользоваться всеми благами цивилизации, оборудовав на участке выгребную яму из бетонных колец разного диаметра.

Содержание:

Железобетонные кольца широко применяются для строительства канализационной системы – смотровых колодцев или выгребных ям. Использование колец считается самым простым и удобным способом обустройства системы канализации.

Кольца изготавливаются из арматуры и бетона, они весьма прочные и используются преимущественно для долговечных работ.

При выборе колец для выгребной ямы стоит учитывать количество людей, проживающих в доме

Канализационная система, оборудованная ЖБ-кольцами, надежно защищена от различных погодных условий и защищает грунтовые воды от утечки канализационных стоков.

Можно выделить два вида колец – еврокольца с замком и обычные железобетонные кольца. Второй тип колец соединяется между собой цементным раствором и железными скобами.

Преимущества использования ЖБ-колец:

Длительный срок эксплуатации изделия;
Устойчивы к нагрузкам;
Не пропускают влагу;
Простота монтажа и эксплуатации;
Невысокая стоимость;
Можно использовать для оборудования системы канализации, небольших тоннелей, линий электропередач и теплосетей;
Защищают от грунтовых вод.

К недостаткам можно отнести чисто технические аспекты – тяжелый вес ЖБ-колец предусматривает транспортировку в большом автомобиле, а их установка возможна лишь при использовании специальной техники.

Классификация и объем ЖБ-колец

Данные кольца изготавливаются из тяжелого бетона В25, морозоустойчивость которых F-100, водопроницаемость W4. ЖБ-кольца имеют маркировку, согласно которой можно определить классификацию кольца.

Железобетонные кольца подразделяются на сборные, доборные, с крышкой, с замком и с дном.

Вначале на маркировке указывается тип конструкции: КС – кольцо стеновое, КСД – кольцо стеновое с днищем. После типа прописывается размер кольца, первая группа цифр обозначает диаметр кольца, после дефиса – высота изделия. Например, КС-15 обозначает стеновое кольцо диаметром 1500 см.

Перед покупкой ЖБ-колец нужно проверить их на наличие трещин

При монтаже выгребной ямы на участке, прежде всего, учитывается размер будущих канализационных стоков. В зависимости от глубины сточной ямы высчитывается необходимое количество железобетонных колец и их виды.

Стандартная высота колец – 90 см, но при необходимости можно дополнить конструкцию кольцами других размеров. В зависимости от нужд выбирается и диаметр — от 70 до 200 см. Толщина бетонной стенки 7-14 см.

Прочность конструкции во многом зависит от нижнего колодезного кольца – специалисты рекомендуют устанавливать кольцо с дном. Далее идут стеновые кольца и закрывается выгребная яма крышкой с люком. Диаметр элементов септика везде должен быть одинаковым, в ином случае конструкция будет неустойчивой и возможно подтекание стоков в грунт.

Объем бетонного кольца 1 метр: нюансы постройки септиков

Однокамерный септик из железобетонных колец должен иметь дно и крышку. Такая выгребная яма считается малоэффективной, ее устанавливают чаще всего на даче.

Устанавливается стоковая яма на расстоянии не более 20 м от жилого дома. Чем дальше находится септик, тем больше труб придется прокладывать от канализации в доме до ЖБ септика. При этом минимальное расстояние до жилых построек – 5 м. При установке септика следует учитывать количество людей, которые будут пользоваться канализацией. В среднем человек использует примерно 200 л воды на канализацию за день.

При выборе колец из железобетона важно знать, сколько литров стоков сможет вместить в себя данная конструкция. Считается, что минимальный объем септика из колец – 6 кубов. Чтобы посчитать объем ЖБ-кольца нужно количество жильцов умножить на 200 л, полученную сумму умножить на 3 (промежуток времени, за который стоки перерабатываются в яме). Для получения объема кольца конечную сумму разделить на 1000. Исходя из таблиц в интернете выбрать подходящее по диаметру ЖБ-кольцо. В одном стандартном кольце 90 х 150 см помещается примерно 1,59 л воды или стоков.

Яму для бетонных колец лучше всего копать с помощью экскаватора

При монтаже септика из колец нужно помнить, что поверхность, на которую ставятся кольца, должна быть строго горизонтальная.

Если нет возможности установить нижнее кольцо с дном, можно засыпать плотный слой щебени и залить раствором цемента. Верх септика накрывается кольцом с герметично закрывающимся чугунным канализационным люком.

Выгребная яма из бетонных колец без дна: монтаж своими руками

Прежде чем приступать к укладке колец, нужно подготовить котлован глубиной 3 метра под выгребную яму. Его ширина должна быть немного больше диаметра выбранных для септика ЖБ-колец.

Вырыть яму под котлован можно самостоятельно лопатами, а можно нанять специальную технику для более быстрого выполнения работы.

Дно котлована должно быть выровнено песком, поверх которого устанавливается бетонное кольцо с дном или обычное стеновое кольцо.

Выгребную яму без дна можно устанавливать в тех местах, где нет подземных вод

Как монтировать септик из ЖБ-колец:

Установить первое кольцо. Проверить, чтобы оно не клонилось в сторону.
Установив следующее стеновое кольцо, засыпать пространство между септиком и ямой.
Постепенно выстроить септик, не забывая проверять уровень установленных ЖБ-колец.
Стыки между кольцами заделать раствором цемента с песком.
С помощью перфоратора или болгарки сделать отверстия под трубы канализации. Сточная труба из дома устанавливается под небольшим углом.
Если система канализации состоит из нескольких септиков, помимо трубы для отвода стоков, нужно проложить трубу, соединяющую септики. Эта труба располагается на 20-30 см ниже сточной.
Чтобы стоки не попали в грунт, важно правильно выбрать гидроизоляцию. Для этого используется битумная или полимерная мастика.
Завершающий этап – установка крышек на септик. После высыхания стыков можно приступать к пользованию выгребной ямы.

Септик из колец из железобетона не требует особых правил эксплуатации, однако важно вовремя чистить его и использовать специальные бактерии для лучшей переработки стоков.

Как посчитать объем кольца (видео)

Работа железобетонного септика во многом зависит от качества материалов, из которого он изготовлен. Все элементы в обязательном порядке должны иметь правильную маркировку. Соблюдая все нюансы и технологии монтажа, сточная яма прослужит довольно долго.

homeli.ru

Объем железобетонных колец

Кольца из железобетона чаще всего изготавливают при обустройстве земельных участков. Нередко владельцам загородной территории приходится делать кольцо своими руками. Для этого необходимо знать формулы, по которым производится расчет, особенности бетонных изделий. Продукцию, выпускаемую для колодца, маркируют согласно требованиям государственных стандартов. Маркировка представляет собой символы, указанные на кольцах, по которым можно идентифицировать информацию о размере и массе материалов.

Для каждого бетонного изделия, выпущенного по требованиям госстандартов, предусмотрены испытания, которые позволяют подтвердить качество, заявленные эксплуатационные характеристики и устойчивость продукции к воздействию негативных факторов. При подведении итогов специалисты учитывают водонепроницаемость, морозоустойчивость, влагопоглощение, прочность на сжатие.

Кольца из железобетона

Кольца из железобетона представляют собой специальные изделия, предназначенные для обустройства колодцев, применяемых в системах водоснабжения, а также отведения воды. Проще всего поручить работу над канализационной системой частного дома одной из фирм. Однако необходимо заранее посчитать, какая сумма на это уйдет. Если вы хотите сэкономить, то можно сделать канализацию, которая будет основана на бетонном кольце, самостоятельно. Производство таких изделий осуществляется на предприятиях с соблюдением государственных стандартов. При создании используются высококачественные материалы, КЦД. Изготовление продукции подразумевает применение специальной формы, бетона и арматуры, диаметр которой не должен превышать десяти миллиметров.

На железобетонных стройматериалах такого типа указана маркировка, определяющая их назначение, типоразмер. Если говорить о том, как рассчитать стоимость того или иного изделия, для этого важно учитывать объем колец. Чем этот показатель выше, тем дороже и материал.

Разновидности колодезных деталей

Колодезные днища КЦД 10а.

Колодезные днища КЦД 10а — необходимая деталь сборного септика. От качества их изготовления и правильности установки зависит долговечность изделия. Днище КЦД 10а выпускают в виде монолитной плиты из железобетона с несколькими специальными петлями. В продаже представлены днища разного диаметра. Донышко КЦД 10а производят согласно утвержденному стандарту. Габариты КЦД рассчитаны так, чтобы днище выдерживало нагрузки жидкости, которая скапливается в емкости. При этом производители принимают во внимание возможную подвижность почвы и воздействие подземных вод. КЦД подбираются по диаметру других колодезных деталей – колец КЦ, крышек и пр.

Примеры параметров нескольких видов колец КЦ (высота и вес изделий КС):

КС-7-1; десять сантиметров, сорок шесть килограммов;
КС-7-1,5; пятнадцать сантиметров, шестьдесят восемь килограммов;
КС-7-3; тридцать сантиметров, сто сорок килограммов;
КС-7-5; пятьдесят сантиметров, двести тридцать килограммов.

У материалов КС, КЦ, вес которых превышает сто килограммов, должны быть специальные ушки. Изделие, которое имеет маркировку, например, КС10-6, называют стеновым. В продаже также можно увидеть материалы с обозначением КО6 (опорное кольцо). Продукция, промаркированная КО6, имеет высоту в семь сантиметров, внутренний диаметр – пятьдесят восемь см, нар. диаметр – восемьдесят четыре см, вес – шестьдесят кг. Опорные изделия К06 также используются при проведении работ на участках.

Бетонные КЦ (КО6, КС10) позволяют точнее определять высоту емкости. Можно выравнивать ее с поверхностью земли или сделать так, чтобы кольца были выше уровня почвы. Монтаж бетонных деталей на специальную плиту позволит приподнять колодезный люк. За счет этого удастся исключить попадание талой, дождевой воды и затопление люка. Важными при проведении расчетов для КЦ являются объемы колец. Кубический метр является основной единицей измерения.

Расчет опорного элемента из железобетона

Параметры для расчета объема бетонных колец.

Чтобы определить параметры изготовления колодезных элементов и других деталей из железобетона, необходимо для начала вычислить себестоимость их производства. Для проведения подсчетов понадобятся исходные данные: показатель объема бетонной смеси на создание колец, колодезного днища, крышки; общий расход арматуры и количество армирующей сетки на каждый элемент. Расход бетонного раствора на колодезное кольцо определяют следующим образом:

Прежде всего, следует выписать параметры.
Затем вычисляют площадь окружности (наружный диаметр). Для этого используют формулу подсчета (¼ П d2). П обозначает 3,14, d – нар. диаметр. Необходимо перевести числа в значение метра.
После этого при помощи вышеуказанной формулы высчитывают площадь окружности (внутренний диаметр).
Площадь бетонного изделия определяют следующим образом: из значения площади окружности с нар. диаметром вычитают площадь окружности с внут. диаметром.
Чтобы определить объем, нужно перемножить высоту и площадь.

Если у вас возникнут трудности при подсчете, вы можете прибегнуть к использованию калькулятора.

Заключение

Септики, тоннели, системы для отвода жидкостей – основные строительные объекты, при монтаже которых используются кольца из бетона. Широкое распространение эти элементы получили в области устройства колодезных емкостей разного назначения.

kladembeton.ru

Выгребная яма из бетонных колец: как соорудить двухкамерный отстойник

Выгребная яма без дна — простейшее канализационное сооружение, уместное на любой даче. Сделать такое устройство под силу даже самому зеленому новичку-строителю. Однако двухкамерная выгребная яма из бетонных колец, создание которой не намного сложнее, решает проблему удаления сточных вод несколько эффективнее.

Принцип устройства и работы такой конструкции

Для облицовки стен обычной выгребной ямы без дна готовые бетонные кольца подходят прекрасно. Их нужно просто опустить на дно, а затем заделать швы и провести гидроизоляционные работы. Это проще, чем бетонировать стены выгребной ямы или класть кирпич. Такие канализационные устройства превосходно подойдут для дачи, которая используется только летом, по выходным да в праздничные дни. Если же объем стоков превышает кубометр в сутки, стоит подумать о сооружении двухкамерного устройства.

При этом объем работ возрастет минимум в два раза, поскольку придется фактически выкопать две ямы, забетонировать дно в одной из них, в другой устроить дренаж и т. д.

В результате эффективность переработки сточных вод возрастет в несколько раз. Сначала отходы человеческой жизнедеятельности будут попадать в первую яму, дно которой тщательно забетонировано. В этом отделении твердые частицы осядут на дне, медленно перерабатываясь в процессе брожения и превращаясь в ил. Эту часть выгребной ямы из бетонных колец необходимо периодически чистить.

Совет: Чтобы улучшить переработку твердых отходов, в отстойник добавляют культуры специальных анаэробных бактерий. При этом нужно помнить, что такие организмы не переносят присутствия в воде хлорсодержащих компонентов.

Отстойник соединяется наклонной трубой со вторым отделением выгребной ямы, которая представляет собой дренажный колодец. Дно этой ямы не бетонируют, а засыпают слоем дренажа. Сточные воды, частично очищенные в первом отделении, проходят естественную доочистку и поступают в грунт. Такая выгребная яма нуждается в услугах ассенизаторов гораздо реже, чем обычная, при этом вероятность загрязнения грунта сточными водами существенно снижается.

Несколько слов о бетонных кольцах

Типовые бетонные кольца для выгребной ямы удобны еще и тем, что можно без труда рассчитать объем будущего септика, умножив площадь окружности кольца на его высоту. Первая цифра, указанная при маркировке бетонного изделия, означает диаметр кольца в дециметрах, а вторая — его высоту.

Например:

КС-10,9 — это кольцо диаметром 1 метр и высотой 90 см. Его объем равен 0,71 куб. м.;
КС-15,9 — это кольцо диаметром 1,5 метра и высотой 90 см. Его объем равен 1,59 куб. м.;

КС-20,9 — это кольцо диаметром 2 метра и высотой 90 см. Его объем равен 2,83 куб. м.

Отверстия для канализационных труб в бетонном кольце можно сделать перфоратором

Помимо бетонных колец следует приобрести перекрытие, поскольку выгребная яма должна быть надежно закрыта. Для двухкамерного септика понадобится два перекрытия. При их изготовлении делают круглое отверстие, чтобы обеспечить доступ для очистки. Закрывают отверстие специальным люком, который также следует приобрести.

Проведение монтажных работ

Перед началом строительных работ следует составить подробный план и выбрать подходящее место. Помимо желания сохранить эстетичный вид ландшафта следует учесть, что выгребная яма должна располагаться:

не менее, чем в пяти метрах от жилого дома;
не менее, чем в 30 метрах от источника питьевой воды;
в месте, доступном для въезда спецтранспорта ассенизаторов.

Обратите внимание: Выбирая подходящее место для выгребной ямы, следует учитывать не только расположение собственного дома, колодца или скважины, необходимо позаботиться, чтобы канализация находилась на достаточном расстоянии от соседних зданий и сооружений.

Чтобы сделать двухкамерную выгребную яму из бетонных колец, необходимо:

Выкопать в подходящем месте два котлована (иногда достаточно одного просторного котлована).
Забетонировать дно котлована, в котором будет сооружен отстойник. После высыхания в бетоне почти неизбежно образуются трещины, которые обязательно следует заделать, чтобы обеспечить достаточную герметичность. Этот этап займет примерно неделю или немного больше.

Совет: Чтобы избежать бетонирования дна ямы, следует купить бетонное кольцо, дно в котором уже устроено.

Установить бетонные кольца в яму.

Произвести тщательную заделку швов и гидроизоляцию сооружения, например, с помощью цементного раствора и жидкого стекла, битума и т.п.

Опускать бетонные кольца в котлован следует осторожно, чтобы не повредить конструкцию Места соединения бетонных колец нужно тщательно заделать и обработать слоем гидроизоляции

Установить бетонные кольца на дно второго котлована.
Уложить на дно слой дренажа: щебень, битый кирпич и т.п.
Проложить канализационные трубы, которые подведены к дому, а также соединяющие отделения выгребной ямы между собой.

Совет: Уклон, под которым прокладывают канализационные трубы, должен составлять примерно 2-3%, а глубина траншеи должна быть не менее 80 см, чтобы предотвратить промерзание конструкции в зимний период.

Провести проверку герметичности конструкции, исправить выявленные недочеты.
Установить перекрытия с люком и вентиляционным отверстием над каждым отделением выгребной ямы.
Произвести засыпку конструкции грунтом.

Выгребная яма такого типа гораздо удобнее обычной, повышенные затраты на ее сооружение вскоре окупятся.

aqua-rmnt.com

Как рассчитать объем септика из бетонных колец

Категория: Блог.

Перед тем, как купить бетонные кольца, совершенно не лишним будет рассчитать необходимый объём септика из бетонных колец. Есть множество способов провести такой расчет, но необходимо понимать, что каждый из них позволяет получить результат с разной степенью приближенности. Это связано, прежде всего, с тем, что каждый из них в качестве исходных данных принимает для расчета усредненное значение водопотребления на одного проживающего в доме человека, по вполне понятным причинам, это значение может серьёзно отличаться, как в меньшую, так и большую сторону. Тем не менее, нормой считается 300-350 литров стоков на одного проживающего в день, однако использовать эти значения напрямую в расчете мы не рекомендуем, по крайней мере, не проведя дополнительного анализа.

Давайте рассмотрим основные аспекты, влияющие на выбор необходимого объёма септика из бетонных колец, а также выберем кольца жби для строительства такого септика.

Формула расчета септика из бетонных колец

V = n * Q * 3/1000
Значения элементов:
V – объем септика в м3;
n – количество потребителей, постоянно проживающих в доме;
Q – расход воды на одного проживающего, в сутки;
3 – длительность в днях цикла очистки сточных вод (согласно СНиП).

Это весьма упрощенный вариант, но его точности вполне достаточно для выбора объема септика для частного дома. Например, исходя из наиболее частых случаев, для 3-х постоянно проживающих человек в доме вполне достаточно септика из 3-х бетонных колец 1,5 м серии КС15-9, при потреблении 400 литров воды в сутки, и даже остается некоторый запас по емкости сооружения. К сожалению, из подобного расчета явно не видно, что речь идет только об объёме приемной камеры бетонного септика (которая герметична, изолирована от грунта, в частности — используется днище септика из бетонных колец ПН15). Этот расчет нельзя использовать для выгребных ям. Ведь, во-первых — способность грунта под дном такой ямы отфильтровывать взвесь быстро снизится, во-вторых, не будет выполняться требование СанПин о минимум 3-х днях, для очистки стоков.

Поскольку производится расчет именно септика, в конструкцию которого обязательно включается несколько переливных емкостей и дренажный колодец, либо поле фильтрации. то полученный результат из расчета следует разбить минимум на две емкости. Этим Вы не только продлите срок службы строящегося септика и дренажного колодца, но и обеспечите более качественную очистку стоков, а также сократите до минимума необходимость откачки ила.

Метки: Бетонные кольца

Строительство септика из бетонных колец своими руками


Рис.1 Устройство двухкамерного септика из бетонных колец	Рис.2 Устройство однокамерного септика из бетонных колец

Септик из бетонных колец, — это надежная конструкция для сбора бытовых, а также хозяйственных сточных вод. Это идеальное решение для коттеджей, частных домов,
сельскохозяйственных участков, лишенных централизованной канализации. Автономная канализация при правильном подходе к ее строительству не навредит окружающей среде
и обеспечит качественный и безопасный отвод сточных вод.

На нашем сайте Вы можете купить бетонные кольца для септика.
Для этого перейдите на страницу
бетонные кольца.
Или свяжитесь с менеджерами по телефонам
(863) 252-20-21 в Ростове, (861) 200-29-69 в Краснодаре

Почему для септика применяют бетонные кольца?

Правильная геометрическая форма бетонных колец позволяет облегчить и ускорить строительство колодца
Бетонные кольца, при правильной установке, не пропускают воду ни внутрь ни наружу. Герметичность изделий позволяет избежать попадания опасных веществ в водоносный слой.
Септик из бетонных колец служит десятки лет, не давая трещин, поэтому можно говорить о долговечной герметичности конструкции и полной безопасности ее эксплуатации.
Бетонные кольца устойчивы к воздействию агрессивной среды, не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Не повреждаются при очистке сливной ямы.
Использование бетонных колец для строительства септика позволяет при необходимости быстро и просто заменить любой элемент колодца без ущерба для всей конструкции.

Строительство септика из бетонных колец

Первым шагом в начале строительства септика является правильное размещение его на участке. Необходимо учесть местонахождение питьевых колодцев и скважин, глубину залегания грунтовых вод, а так же
обеспечить беспрепятственный подъезд техники для откачки сточных вод. Согласно СанПиН 2.04.03-85, 2.04.04-84, 2.04.01-85, 2.1.5.980-00 сливные ямы и септики не должны располагаться ближе 50 метров
от источников питьевой воды. Расстояние от дома должно быть не менее 5 метров и не более 20 метров.

Далее производится расчет необходимого объема септика в зависимости от количества людей и сантехнических устройств.

Для жилого дома, с постоянным проживанием семьи минимум из трех человек, оснащенного всей современной техникой (стиральные и посудомоечные машины) и полным комплектом сантехнического
оборудования, необходим двухкамерный септик, способный вместить объем сточных вод, потребляемый за трое суток.

Для небольшого дачного домика с минимальным набором сантехники, а так же для небольшой семьи, проживающей в доме постоянно, достаточно будет однокамерного колодца.

Расчет необходимого объема производится с учетом расхода 200 литров сточных вод на человека в сутки.

Посмотреть объемы бетонных колец

Наименование	Размеры бетонного кольца, м			Внутренний объем бетонного кольца, м³
Наименование	Внешний диаметр	Внутренний диаметр	Высота кольца	Внутренний объем бетонного кольца, м³
Кольцо стеновое КС 7. 9	0,84	0,7	0,89	0,34
Кольцо стеновое КС 7.6	0,84	0,7	0,59	0,23
Кольцо стеновое КС 7.3	0,84	0,7	0,3	0,12
Кольцо стеновое КС 10.9	1,16	1	0,89	0,70
Кольцо стеновое КС 10. 6	1,16	1	0,59	0,46
Кольцо стеновое КС 10.3	1,16	1	0,3	0,24
Кольцо стеновое КС 15.9	1,68	1,5	0,89	1,57
Кольцо стеновое КС 15.6	1,68	1,5	0,59	1,04
Кольцо стеновое КС 15. 3	1,68	1,5	0,3	0,53
Кольцо стеновое КС 20.9	2,2	2	0,89	2,79
Кольцо стеновое КС 20.6	2,2	2	0,59	1,85

Следующий этап строительства — это подготовка котлована. Копать котлован можно вручную или с использованием техники. Главное, что нужно предусмотреть — это чтобы котлован был больше размеров бетонного кольца
минимум на 30 см, для удобства монтажа. Глубину септика целесообразно делать такой, чтобы шланг ассенизаторской машины мог достать до дна.

Дно котлована под камерой-отстойником засыпается песком и щебнем, затем бетонируется. Вместо бетонирования можно установить
бетонную плиту днища. Существуют в продаже и готовые кольца с днищем, которые
обеспечивают полную герметичность колодца.

После окончания всех подготовительных работ можно приступать к опусканию колец в котлован. Для этого лучше всего воспользоваться помощью специализированной техники. Бетонные кольца имеют достаточно большой вес,
поэтому строительство септика из бетонных колец вручную практически не возможно.

Для улучшения водонепроницаемых свойств колодца, защиты кольца от воздействия агрессивных сред и увеличения срока эксплуатации, каждое изделие внутри и снаружи можно обмазать битумом.

Стыки между кольцами для герметизации промазывают бетоном, жидким стеклом или суглинком. Чтобы избежать смещения, кольца могут быть скреплены между собой металлическими скобами.
Купить Н-образные изделия Вы можете связавшись с нашими менеджерами.

Использование перфорированных колец для строительства септиков

В случае, если необходимо построить септик с дренажом для сброса очищенных сточных вод, используют
бетонные кольца с перфорацией. Отверстия позволяют излишкам воды просачиваться
через стенки колодца и впитываться в грунт.

Перфорированные кольца устанавливаются в верхней части, чтобы предотвратить переполнение колодца (только если в этом слое грунта нет грунтовых вод) или, при
необходимости, в нижней части для более эффективного дренажа. При использовании жби колец с перфорацией необходимо учитывать санитарные нормы и безопасность
для окружающей среды.

Чем закрыть септик из бетонных колец?

Открытый септик из бетонных колец может нести опасность для окружающей среды, а также наполняться сточными и дождевыми водами. Для того чтобы его закрыть, используются
бетонные плиты перекрытия колодцев,
которые можно заказать под размер колец в нашей компании. В плитах перекрытия предусмотрено отверстие для доступа в колодец. Это отверстие обычно закрывается люком, который подбирают
в зависимости от расположения колодца (на проезжей части, парковке или на газоне) или по эстетическим соображениям.

У нас Вы можете купить полный комплект изделий для строительства колодца, в том числе и полимерный
или чугунный люк.
Менеджеры компании помогут Вам выбрать элементы для колодца и предоставят
всю необходимую информацию о доставке, монтаже и оплате продукции.

Последний этап строительства септика

На последнем этапе строительства септика из бетонных колец необходимо подвести трубы. Железобетонный материал позволяет делать отверстия в стенках для трубопровода без ущерба конструкции.

После выполнения всех работ, осуществляется обратная засыпка грунтом из котлована.

Кольца ЖБИ от производителя в г. Ульяновске тел: (8422) 72-68-44

Производство, доставка и монтаж колодезных ЖБИ колец. Мы изготавливаем ЖБИ кольца, крышки и днища для колодцев и септиков. Замковые ЖБИ кольца.
Колодцы бывают водопроводные, канализационные, газопроводных сетей.

Благодаря ЖБИ кольцам образуется ствол колодца, а железобетонные крышки и днища применяются для его укрепления.

Строительство колодцев

Обычно колодец делают на самом высоком месте участка. Желательно чтобы расстояние до выгребной ямы, уборной, скотного двора было не менее 30 метров. Железобетонные кольца для колодцев и канализации пользуются огромным спросом.

Строительство колодезных шахт и систем канализации с использованием колец ЖБИ отличается простотой и надежностью монтажа.

Применение колодезных ЖБИ колец

Спрос железобетонных колец обусловлен увеличением индивидуального жилищного строительства и благоустройством уже имеющихся дач, коттеджей, строений. Чаще всего железобетонные кольца используются в строительстве колодцев для воды на даче.

Применение железобетонных колец для строительства колодцев и септиков достаточно популярно так как кольца ЖБИ значительно упрощают и удешевляют строительство.

Самыми простыми сооружениями для утилизации канализационных стоков являются выгребные ямы. Выгребная яма без дна — простейшее канализационное сооружение, уместное на любой даче. Сделать такое устройство под силу даже самому зеленому новичку-строителю. Однако двухкамерная выгребная яма из бетонных колец, создание которой не намного сложнее, решает проблему удаления сточных вод несколько эффективнее. бетонные кольца для выгребной ямы удобны еще и тем, что можно без труда рассчитать объем будущего септика, умножив площадь окружности кольца на его высоту. Первая цифра, указанная при маркировке бетонного изделия, означает диаметр кольца в дециметрах, а вторая — его высоту.
Например:
КС-10,9 — это кольцо диаметром 1 метр и высотой 90 см. Его объем равен 0,71 куб. м.;
КС-15,9 — это кольцо диаметром 1,5 метра и высотой 90 см. Его объем равен 1,59 куб. м.;
КС-20,9 — это кольцо диаметром 2 метра и высотой 90 см. Его объем равен 2,98 куб. м.

Осуществляем доставку и монтаж колодезных железобетонных колец кранами манипуляторами — самогрузами. Преимущество манипуляторов — самогрузов в том, что все операции по погрузке, доставке, разгрузке и монтажу колец ЖБИ выполняется без дополнительной техники, оборудования и при минимальных затратах времени и средств.

Кран манипулятор — самогруз оснащен всем необходимым такелажем который позволяет быстро и качественно выполнить монтаж колодцев, септиков из ЖБИ колец.

Стрела крана манипулятора достигает 10 метров в длину, что облегчает монтаж колец ЖБИ в труднодоступных местах.

Обратитесь к нам и сэкономите свое время и деньги при покупке, доставке и монтажу железобетонных изделий. Используя мини экскаватор мы быстро и качественно выкопаем ямы и смонтируем железобетонные кольца для колодцев и септиков (канализации).

Полный перечень предоставляемых нами услуг и стоимость работ вы можете уточнить по телефону в г. Ульяновске: (8422) 72-68-44

Площадь кольца, формула, пример расчета

Кольца для выгребной ямы общая информация

Преимущества использования ЖБ-колец:

Длительный срок эксплуатации изделия;
Устойчивы к нагрузкам;
Не пропускают влагу;
Простота монтажа и эксплуатации;
Невысокая стоимость;
Можно использовать для оборудования системы канализации, небольших тоннелей, линий электропередач и теплосетей;
Защищают от грунтовых вод.

Объем бетонного кольца 1 метр нюансы постройки септиков

При выборе колец из железобетона важно знать, сколько литров стоков сможет вместить в себя данная конструкция. Считается, что минимальный объем септика из колец – 6 кубов

Чтобы посчитать объем ЖБ-кольца нужно количество жильцов умножить на 200 л, полученную сумму умножить на 3 (промежуток времени, за который стоки перерабатываются в яме). Для получения объема кольца конечную сумму разделить на 1000. Исходя из таблиц в интернете выбрать подходящее по диаметру ЖБ-кольцо. В одном стандартном кольце 90 х 150 см помещается примерно 1,59 л воды или стоков.

Выгребная яма из бетонных колец без дна монтаж своими руками

Как монтировать септик из ЖБ-колец:

Установить первое кольцо. Проверить, чтобы оно не клонилось в сторону.
Установив следующее стеновое кольцо, засыпать пространство между септиком и ямой.
Постепенно выстроить септик, не забывая проверять уровень установленных ЖБ-колец.
Стыки между кольцами заделать раствором цемента с песком.
С помощью перфоратора или болгарки сделать отверстия под трубы канализации. Сточная труба из дома устанавливается под небольшим углом.
Если система канализации состоит из нескольких септиков, помимо трубы для отвода стоков, нужно проложить трубу, соединяющую септики. Эта труба располагается на 20-30 см ниже сточной.
Чтобы стоки не попали в грунт, важно правильно выбрать гидроизоляцию. Для этого используется битумная или полимерная мастика.
Завершающий этап – установка крышек на септик. После высыхания стыков можно приступать к пользованию выгребной ямы.

Септик из колец из железобетона не требует особых правил эксплуатации, однако важно вовремя чистить его и использовать специальные бактерии для лучшей переработки стоков. .

Расчет опорного элемента из железобетона

Параметры для расчета объема бетонных колец.

Прежде всего, следует выписать параметры.
Затем вычисляют площадь окружности (наружный диаметр). Для этого используют формулу подсчета (¼ П d2). П обозначает 3,14, d – нар. диаметр. Необходимо перевести числа в значение метра.
После этого при помощи вышеуказанной формулы высчитывают площадь окружности (внутренний диаметр).
Площадь бетонного изделия определяют следующим образом: из значения площади окружности с нар. диаметром вычитают площадь окружности с внут. диаметром.
Чтобы определить объем, нужно перемножить высоту и площадь.

Если у вас возникнут трудности при подсчете, вы можете прибегнуть к использованию калькулятора.

Разновидности колодезных деталей

Колодезные днища КЦД 10а.

При этом производители принимают во внимание возможную подвижность почвы и воздействие подземных вод. КЦД подбираются по диаметру других колодезных деталей – колец КЦ, крышек и пр

Примеры параметров нескольких видов колец КЦ (высота и вес изделий КС):

КС-7-1; десять сантиметров, сорок шесть килограммов;
КС-7-1,5; пятнадцать сантиметров, шестьдесят восемь килограммов;
КС-7-3; тридцать сантиметров, сто сорок килограммов;
КС-7-5; пятьдесят сантиметров, двести тридцать килограммов.

Бетонные КЦ (КО6, КС10) позволяют точнее определять высоту емкости. Можно выравнивать ее с поверхностью земли или сделать так, чтобы кольца были выше уровня почвы. Монтаж бетонных деталей на специальную плиту позволит приподнять колодезный люк. За счет этого удастся исключить попадание талой, дождевой воды и затопление люка. Важными при проведении расчетов для КЦ являются объемы колец. Кубический метр является основной единицей измерения.

Классификация и объем ЖБ-колец

Железобетонные кольца подразделяются на сборные, доборные, с крышкой, с замком и с дном.

Бетонные кольца кс20-9 — ТСК-НН — аренда манипуляторов в Нижнем Новгороде доставка стройматериалов манипуляторами

Основные характеристики бетонного кольца КС20-9

Внутренний диаметр изделия — dвн=2000 мм

Высота изделия — h=890 мм

Толщина стенки — 100 мм

Используемая марка бетона — М250

Объём изделия 0.6 м куб

Масса одного кольца — 1500 кг

Для просмотра полного описания нажмите «Подробнее» для покупки — укажите количество и нажмите «Добавить в корзину»

Бетонное кольцо стеновое КС 20-9 — данный тип железобетонных изделий обладает самыми большими линейными размерами и наибольшим внутренним объёмом из всех поставляемых. Этот элемент жб колодцев позволяет в сжатые сроки строить конструкции с внутренним диаметром 2 метра. Наиболее часто КС20-9 используется в строительстве колодцев — источников водоснабжения, а также приёмников ливневых и канализационных стоков. Не исключено также их применение при прокладке теплотрасс и проводных линий связи в качестве элементов устройства смотровых колодцев и коллекторов.

Для того чтобы уменьшить стоимость колодца из бетонных колец, возможна замена двух-трех верхних элементов КС20-9 на менее объёмные и значительно более дешевые КС7-9. Такая компоновка целесообразна в тех случаях, когда верхняя часть колодца располагается в промерзающем грунте и не используется по прямому назначению (внутренний объём верхних колец обычно не задействуется в сборе ливневых и бытовых канализационных стоков, а водяной столб в питьевых колодцах обычно расположен значительно ниже). Узкие кольца КС7-9 формируют узкую горловину, удобную для проведения работ по обслуживанию всего колодца, но позволяют съэкономить немало денег на строительстве. Для устройства колодцев из бетонных колец КС20-9, Вам также понадобятся: днище колодца ПН20, плита перекрытия ПП20-1 или ПП20-2, а также пластиковые или чугунные люки (крышки) колодцев.

Мы осуществляем доставку различных стройматериалов манипуляторами и разгрузку непосредственно у места проведения строительных работ. Для того, чтобы заказать манипулятор для доставки бетонных колец, обращайтесь к нашим сотрудникам (раздел «Контакты) или воспользуйтесь пунктом меню «Аренда манипулятора» для выбора требуемой грузоподъёмности транспорта и расчета стоимости аренды.

Стоимость бетонного кольца КС20-9 в нашем интернет-магазине всего 5,500.00 р. — что является одним из лучших предложений цены на бетонные кольца в Нижнем Новгороде!

Вы можете купить бетонные кольца КС20-9 в нашем интернет-магазине, для этого укажите в форме ниже необходимое Вам количество и нажмите кнопку «Добавить в корзину». После оформления заказа с Вами свяжутся наши специалисты для уточнения деталей и организации доставки. Оплатить полную стоимость выбранных бетонных колец и других строительных материалов Вы можете наличными в нашем офисе или водителю манипулятора, который будет осуществлять доставку. Также возможен безналичный расчет. В ближайшее время появится оплата с помощью банковских карт российских и зарубежных банков а также различных платежных систем.

Оценка потенциала растрескивания бетона при усадке с использованием кольцевых образцов с различными граничными условиями

Раннее растрескивание из-за ограниченной усадки влияет на характеристики и срок службы бетонных конструкций. Недавние исследования успешно используют тест на усадку свободного кольца в сочетании с измерениями ограниченной усадки для оценки потенциала растрескивания цементных материалов. Это исследование предоставляет информацию для улучшения интерпретации растрескивания в кольцевых образцах и теоретического подхода к прогнозированию скорости напряжения в толстых кольцевых образцах.Результаты показывают, что скорость развития деформации и старение при растрескивании изменяются в зависимости от направления сушки образца и отношения обменной поверхности к объему. Результаты также показали, что растрескивание при ранней усадке больше зависит от скорости усадки , чем от величины самой усадки. Кроме того, было обнаружено, что, несмотря на то, что защемленные кольцевые образцы достигли примерно одинаковых уровней деформации, возраст образования трещин значительно различается, что позволяет предположить, что одного только анализа прочности на упругое напряжение может быть недостаточно для прогнозирования образования трещин в раннем возрасте из-за вклада явления ползучести-релаксации.

1. Введение

Усадка цементных материалов неизбежна, когда материал подвергается воздействию среды с более низкой относительной влажностью (R.H.) и подвергается сушке. Если усадка ограничена, в элементе постепенно возникают внутренние растягивающие напряжения, которые в конечном итоге могут превысить прочность материала, что приведет к растрескиванию. Усадочное растрескивание при высыхании является серьезной проблемой в технологии бетона [1–5]. В частности, раннее растрескивание из-за ограниченной усадки является ключевой проблемой в отношении долговечности и срока службы бетонных элементов.Действительно, многие бетонные конструкции во всем мире нуждаются в ремонте и восстановлении, иногда неоднократно, из-за проблем, вызванных сдерживаемым усадочным растрескиванием. Многие исследования, касающиеся усадочного растрескивания, были сосредоточены на свободных усадочных деформациях. Однако сама по себе усадка при свободном высыхании не обязательно дает надежное указание на риск преждевременного растрескивания. Фактически, в дополнение к величине усадочной деформации, риск усадочного растрескивания зависит от комбинации явлений и параметров, в первую очередь от прочности бетона на растяжение, модуля упругости, ползучести и эффективной степени ограничения.

В последние годы кольцевой тест (например, AASHTO T334-08 [6] и ASTM C1581 [7]) стал наиболее широко используемым методом испытаний для оценки и количественного определения чувствительности цементных материалов к растрескиванию при ограниченной усадке. . Испытание заключается в заливке бетонного кольца вокруг внутреннего стального кольца, которое обеспечивает равномерное ограничение усадки бетона при сушке. Ограничение движения приводит к развитию сжимающей деформации в стальном кольце при усадке бетонного кольца.Стальное кольцо, как правило, снабжено тензодатчиками для контроля изменения деформации по мере того, как бетонный образец сжимается относительно него. Внезапное снижение одного или нескольких тензорезисторов указывает на то, что бетонный образец треснул. Более того, непрерывно наблюдая за развитием деформации в стальном кольце, можно рассчитать соответствующее напряжение и, исходя из соображений механического равновесия, среднее напряжение в бетонном кольце [8–12]. Таким образом, кольцевое испытание предназначено не только для измерения времени до растрескивания, но и для получения сравнительных данных об усадке смесей в стесненных условиях.

Метод кольцевых испытаний хорошо зарекомендовал себя для оценки чувствительности к усадочному растрескиванию обычного монолитного бетона [8, 9, 12, 13], но его использование для оценки усадочного растрескивания торкретбетона почти не изучалось. Читатель должен понимать, что набрызг-бетон заметно отличается от литого бетона благодаря своему уникальному составу смеси, методам укладки, динамике уплотнения, механизмам набора прочности и внутренней структуре [14]. Процесс торкретирования сложен во многих аспектах, поскольку конечное качество на месте зависит от взаимодействия цепочки явлений (таких как манипуляции с соплом, поток воздуха, поток материала, постоянство распыления и отскок) во время распыления.Таким образом, наше общепринятое представление о растрескивании литого бетона при усадке в ограниченных условиях можно применять к набрызгу только с осторожностью. Для надлежащей оценки потенциала растрескивания торкретбетона необходимо учитывать пропорции и свойства конкретных материалов и, что наиболее важно, метод укладки [15].

В частности, необходимо учитывать ориентацию кольцевой испытательной формы из-за отскока материала (т. е. частиц, рикошетящих от мишени во время распыления).Отскочившие частицы, если они попадут в свежий набрызг, могут создать дефекты, которые отрицательно повлияют на результаты кольцевых испытаний [15]. Методы набрызг-бетона также затрудняют набрызг торкрет-кольца из-за геометрии и ограниченного доступного пространства в кольцевой форме. Это делает кольцевую испытательную установку AASHTO более предпочтительной, чем кольцевую испытательную установку ASTM C1581, поскольку она предлагает больше места для размещения торкрет-бетона, что позволяет легче достичь однородности внутри образца [15].По этой причине в Лаборатории торкретирования Университета Лаваля (Квебек, Канада) было проведено более раннее исследование по адаптации кольцевого теста AASHTO для набрызг-бетона , основное внимание в котором уделялось интерпретации данных. В данной работе представлен метод анализа данных на основе среднего напряжения и скорости напряжения при растрескивании торкретбетона в соответствии с процедурой AASHTO T334-08 [6].

Для определения среднего напряжения, возникающего в бетоне, был реализован простой подход, основанный на механическом равновесии между внутренним стальным кольцом и наружным бетонным кольцом. Для оценки развития максимального напряжения в толстом бетонном кольце предложено множество подходов [8, 10, 12, 16]. Общим упрощающим предположением в этих подходах является применимость теории упругости к бетону, который фактически является вязкоупругим материалом. Подход, предложенный в этом исследовании, не зависит от упругой или вязкоупругой природы материала.

Кроме того, в этом исследовании для толстого кольца AASHTO был разработан метод анализа данных на основе скорости напряжения в кольце трещин.Следует отметить, что аналогичное решение недавно было предложено для тонкого кольца ASTM [13]. Тем не менее, предлагаемый анализ не подходит для толстых бетонных колец (используемых в этом исследовании), которые показывают другое поведение растрескивания по сравнению с тонкими бетонными кольцами. Например, образцы, изготовленные с более толстым кольцом AASHTO, растрескиваются дольше, чем образцы с более тонким кольцом ASTM. Более того, как указывалось ранее, кольцо AASHTO предпочтительнее для торкретирования, поскольку оно предлагает больше места для размещения торкрет-бетона.

Следует подчеркнуть, что размер (толщина и высота) и конфигурация сушки (открытая(ые) поверхность(и)) кольцевого испытательного образца значительно влияют на процесс сушки и, таким образом, на усадку и растрескивание. Тем не менее, лишь в нескольких исследованиях (таких как ссылка [17]) изучалось влияние граничных условий на растрескивание строительных растворов с использованием « нестандартизированных » толстых кольцевых образцов. В настоящем исследовании для оценки влияния граничных условий (т.д., направление высыхания) и отношение обменной поверхности к объему ( S _e / V ) при усадке и связанном с этим растрескивании толстых кольцевых образцов AASHTO. Ожидается, что полученные результаты послужат ориентиром для внедрения подходящего метода сушки для испытаний набрызгбетонных колец, чтобы гарантировать, что растрескивание произойдет в разумные сроки.

Ожидается, что представленные здесь экспериментальные исследования помогут лучше понять растрескивание торкретбетона. Процедура кольцевых испытаний, недавно разработанная для набрызг-бетона марки [15], все чаще применяется или широко используется в промышленности по производству торкрет-бетона для оценки растрескивания конструкций смесей для торкрет-бетона. Методы анализа данных, представленные здесь, помогут лучше интерпретировать данные, полученные таким образом из процедуры кольцевых испытаний, недавно разработанной для набрызг-бетона [15]. В целом, настоящее исследование является частью продолжающегося исследования долговечности бетонных и торкретбетонных смесей и направлено на то, чтобы лучше охарактеризовать способность торкретбетона к растрескиванию при усадке при высыхании за счет улучшенной интерпретации результатов кольцевых испытаний.Кольцевая процедура AASHTO T 334-08 была модифицирована для количественной оценки поведения сдержанной и свободной усадки торкретбетонных смесей.

1.1. Краткий обзор исследования

Тест на усадочные кольца с ограниченной усадкой является наиболее распространенным тестом для определения способности цементных материалов к растрескиванию при усадке. В настоящей статье показано, как его можно использовать для количественной оценки развития напряжения в бетоне, подвергающемся ограниченной усадке. В статье представлена полезная информация о влиянии направления сушки (граничных условий) на развитие напряжения и старение при растрескивании в защемленном кольцевом образце.Представлено аналитическое уравнение, основанное на механическом равновесии, для оценки среднего напряжения, развивающегося в бетонном кольце. Кроме того, обсуждается влияние водоцементного отношения (в/см) и отношения обменной поверхности к объему. Это исследование представляет интерес для инженеров и специалистов по материалам с точки зрения лучшей оценки и/или прогнозирования чувствительности бетона к усадке при высыхании.

2. Экспериментальная программа

Для лучшего понимания явления ограниченной усадки в бетоне и влияния граничных условий на усадку и развитие напряжений были проведены испытания на свободную и ограниченную усадку.Ряд испытательных образцов был отлит с использованием одной и той же предварительно упакованной ремонтной бетонной смеси с номинальным максимальным размером заполнителя 10 мм, приготовленной с различным водоцементным отношением (в/см) (0,42, 0,45 и 0,60), предназначенным для достаточного покрытия варьируются от смесей с умеренным до высокого содержания воды. За исключением смеси 0,60 в/см, суперпластификатор на основе нафталина использовался для достижения желаемой удобоукладываемости с осадкой в диапазоне от 100 до 140 мм. Используемые эффективные пропорции бетонной смеси приведены в таблице 1.Обратите внимание, что для смеси 0,42 в/см были проведены только тесты с фиксированным кольцом, чтобы подтвердить предложенную модель и расширить интерпретацию тестов с фиксированным кольцом. Реализованные тестовые процедуры описаны в следующих разделах.

W / CM WC CEment (кг / м ³) 2,5-10 мм измельченный известняк (кг / м ³) 0,08-5 мм натуральный песок (кг/м ³ ) Вода (кг/м ³ )

0.42 451 746 1068 186

0,45 445 736 тысячи пятьдесят-четыря 197

0,60 417 689 988 247

2.

1. Механические характеристики
Прочность на сжатие, прочность на разрыв при расщеплении и модуль упругости определяли в соответствии с методами испытаний ASTM C39, C496 и C469 соответственно.Для каждой из трех исследованных бетонных смесей был подготовлен 21 цилиндр размером 100 × 200 мм для проведения испытаний механических характеристик. Наборы из четырех цилиндров были испытаны на сжатие через 3, 7 и 28 дней для определения модуля упругости, тогда как наборы из трех цилиндров были использованы для определения прочности на разрыв при раскалывании через 3, 7 и 28 дней.

2.2. Ограниченная усадка

Описанная здесь исследовательская работа является частью проекта, направленного на лучшее понимание и предотвращение растрескивания торкретбетона.Хотя процедура кольцевых испытаний была разработана специально для набрызг-бетона марки в последние годы [15], в этой статье основное внимание уделяется интерпретации данных путем оценки потенциала растрескивания в раннем возрасте мокрых торкретбетонных смесей, заливаемых традиционным способом в соответствии с AASHTO. Процедура T334-08 [6] ( ранее AASHTO PP 34-99 [18]). Как схематично показано на рис. 1, внутренний диаметр бетонного кольца составляет 305 мм, внешний диаметр — 457 мм (толщина 76 мм), а высота — 152 мм.Ограничивающее внутреннее стальное кольцо имеет ту же высоту, что и железобетонное, но внутренний диаметр и наружный диаметр 280 мм и 305 мм соответственно (толщина 12,7 мм). Степень ограничения с этой конкретной геометрией составляет порядка 53-60%, в зависимости от фактического модуля упругости и ползучести бетона (на основе аналитической формулы, предложенной Муном и др. [9]). Для сравнения, степень ограничения для кольцевой установки ASTM выше (примерно от 70 до 75%) из-за меньшей толщины бетонной стенки.

Во время эксперимента во внутреннем стальном кольце развивается сжимающая деформация по мере того, как внешнее бетонное кольцо высыхает и сжимается вокруг него. Четыре тензорезистора, установленные на внутренней поверхности стального кольца на средней высоте на равном расстоянии друг от друга, позволяют в режиме реального времени контролировать деформацию и, в конечном счете, обнаруживать возникновение трещин. Для каждой смеси были проведены эксперименты в течение двух различных периодов отверждения во влажном состоянии, соответственно 3 и 7 дней. В каждом случае были подготовлены две отдельные испытательные партии, чтобы обеспечить более прочную основу для выводов.На смесь в каждой повторной партии отливали не менее четырех образцов бетонного кольца. В каждом случае кольца делились на две части, представляющие две исследуемые конфигурации сушки. После отливки образцы накрывали влажной мешковиной и пластиковыми листами и оставляли в форме на первые 24 часа. Внешняя стенка формы была удалена через 24 часа, и образцы были дополнительно отверждены во влажном состоянии в течение еще 2 или 6 дней. Мешковину смачивали каждый день в течение периодов отверждения, чтобы обеспечить надлежащее отверждение.

После отверждения образцы были запечатаны клейкой алюминиевой лентой таким образом, чтобы они могли высохнуть либо в их радиальном направлении, также называемом « круговая сушка », либо в их осевом направлении, также называемом как « верхняя и нижняя сушка » с боковых сторон. Две исследованные конфигурации сушки показаны на рис. 2. Образцы подвергались сушке при 21 ± 2°C и относительной влажности 50 ± 4% до тех пор, пока во всех образцах набора не произошло растрескивание.В этом исследовании мониторинг деформации начался сразу после установки. Таким образом, были зафиксированы все деформации, возникающие в периоды влажного отверждения. Данные о деформации регистрировали с 5-минутными интервалами. Время образования трещин можно довольно точно определить по внезапному резкому изменению показаний тензорезистора (обычно более 30 микродеформаций).

2.3. Свободная усадка

Метод AASHTO T 334-08 не содержит условий или средств для сравнения ограниченной и свободной усадки. Для измерения усадки при свободном высыхании были отлиты кольцевые образцы, идентичные по размеру кольцам AASTHO, но с заменой внутреннего стального кольца сердцевиной из материала с очень низкой жесткостью по сравнению с бетоном.Цель состояла в том, чтобы измерить свободную усадку на образцах, имеющих ту же геометрию, размер и соотношение открытой поверхности к объему, чтобы они подвергались тем же условиям сушки, что и защемленные кольца. При испытании свободным кольцом образец бетона не удерживается и, следовательно, может сжиматься « свободно ». Датчики DEMEC устанавливаются поверх свободных кольцевых образцов для измерения изменения длины (4 длины хорды, распределенные по окружности). Для каждого набора образцов колец AASHTO (0.45 и 0,60 вт/см смесей), такое же количество свободных колец-компаньонов было отлито в соответствии с тем же протоколом, за исключением внутреннего стального кольца, замененного сердцевиной из вспененного полистирола (EPS) (очень низкая жесткость). Подробный метод описан в другом месте [19]. Образцы со свободными кольцами подвергались отверждению и сушке в режимах, описанных в разделе 2.2. Измерения свободной усадки проводились регулярно в течение всего периода мониторинга колец AASHTO, начиная с момента извлечения из формы (±24 часа).

3.Анализ испытания на усадку защемленного кольца

В испытании защемленного кольца деформация, измеренная в стальном кольце, может использоваться для оценки растягивающего напряжения, которое развивается в бетонном кольце [8–10]. В общем, распределение напряжения анализируется на основе предположения об относительном движении двух колец без трения, при этом стальное кольцо подвергается внешнему давлению P _s, а бетонное кольцо подвергается взаимному внутреннему давлению. давление P _c , как показано на рисунке 3.См. и др. В [13] предложены выражения, применимые к тонким бетонным кольцам. Подход основан на классическом подходе тонкостенных цилиндров и основан на расчете равновесия того же типа, что и рассмотренный в этом исследовании.

Для толстостенных бетонных колец Weiss et al. [8, 12, 16] предложили общее выражение для определения максимального остаточного растягивающего напряжения, которое развивается на границе раздела, а Можаби-Санье [10] предложил аналогичное решение для определения среднего растягивающего напряжения.Общим упрощающим предположением в обоих подходах является применимость теории упругости к бетону, который фактически является вязкоупругим материалом. Более того, Муном и Вайсом [11] было установлено, что эти уравнения подходят только для равномерной сушки вдоль радиального направления.

В этой статье предлагается упрощенный подход, основанный на механическом равновесии между стальными и бетонными кольцами для определения развития среднего напряжения в толстых образцах бетонных колец.В этом подходе к стальному кольцу применяется теория упругости. Поскольку сталь ведет себя упруго в кольцевом испытании, средние силы в стальном кольце из-за давления на границе раздела могут быть определены на основе теории упругости. По равновесию сил результирующая сила в бетонном кольце должна быть равна расчетной в стальном кольце. Решение справедливо независимо от природы материала (упругого или вязкоупругого).

3.1. Определение среднего растягивающего напряжения

Механическое равновесие требует, чтобы независимо от условий сушки образца бетонного кольца по мере увеличения контактного давления на границе раздела двух колец результирующие внутренние силы во внутреннем и внешнем кольцах уравновешивались, т. к. показано на рисунке 4.Общее равновесие можно просто описать следующим образом: где и — внутренние результирующие силы, возникающие в стальном и бетонном кольцах соответственно. Независимо от того, что контактное давление может изменяться по ширине колец, связь между средними напряжениями в стальном и бетонном кольце можно таким образом описать следующим образом: где и – средние напряжения за один раз, , в стальном кольцо и бетонное кольцо соответственно, а A _s и A _c — соответствующие площади поперечного сечения.

Из классического решения для толстостенного цилиндра распределение упругих напряжений в стальном кольце (рис. 3) по радиусу получается следующим образом: где — внешнее давление, действующее на стальное кольцо, — радиальное расстояние, — радиус внутреннего стального кольца, а – радиус внешнего стального кольца. Деформация в стальном кольце может быть получена следующим образом: где — смещение внешней поверхности стального кольца, которое можно рассчитать следующим образом: где — модуль упругости стали [200 ГПа (29 × 10 ⁶ psi)], коэффициент Пуассона стального кольца (≈0. 30). Комбинируя уравнения (4) и (5), можно определить деформацию стального кольца с помощью следующего выражения:

Деформация, измеренная на внутренней поверхности стального кольца в любой момент времени, может быть получена следующим образом: уравнения (3) и (7), чтобы исключить , распределение упругих напряжений в стальном кольце может быть получено из следующего выражения:

Среднее упругое напряжение стального кольца может быть затем определено путем интегрирования по толщине бетонного сечения:

Среднее напряжение в стали в любой момент времени t можно определить с помощью следующего выражения:

Учитывая уравнения (2) и (10), среднее растягивающее напряжение в бетонном кольце получается следующим образом:

Геометрические свойства и свойства материала постоянны для данной конфигурации кольца; следовательно, растягивающее напряжение, возникающее в бетонном кольце, может быть просто записано следующим образом: где — константа для установки кольца, которая получается следующим образом:

Для установки кольца, использованной в этом исследовании, = 31. 55 ГПа (4,58 × 10 ⁶ psi). Термин «здесь» является синонимом термина, полученного See et al. [13] для анализа скорости напряжения в тонком кольцевом образце.

3.2. Определение напряжения при растрескивании

Хотя возраст растрескивания и анализ среднего напряжения при растяжении являются интересным эталоном, анализ результатов кольцевых испытаний можно дополнительно расширить, разработав практический метод оценки результатов испытаний на основе степени напряжения . Скорость напряжения, предложенная в этом исследовании для толстых колец, основана на аналогичном анализе, проведенном See et al.[13] для тонких бетонных колец. Следует отметить, что анализ среднего растягивающего напряжения не использует напрямую градиент влажности для расчета развития напряжения. Хотя в прошлом предпринимались попытки учесть напряжение, вызванное градиентом влажности [11], прямое применение решения, предложенного в [11], не является простым, поскольку трудно проверить и откалибровать параметры, необходимые для процедуры. Таким образом, метод скорости напряжения является более практичным подходом к количественной оценке способности смесей к растрескиванию.Действительно, недавнее исследование показало, что среднее остаточное напряжение при растрескивании с учетом градиента влажности обратно пропорционально квадратному корню из времени до растрескивания [20].
При небольших изменениях скорость напряжения после начала сушки в кольце может быть выражена следующим образом:где чистая скорость деформации стали за время . Аттиогбе и др. [20] установили, что деформация стали пропорциональна квадратному корню из времени сушки до времени до образования трещины. Поэтому его можно подобрать с помощью линейной регрессии следующим образом: где — наклон линейной функции или скорость деформации (м/день ^1/2 ), а — постоянная регрессии.Таким образом, из уравнений (14) и (15) скорость напряжения при сушке равна вместо времени . Эта скорость напряжения будет использоваться в дополнение к обычному « времени до растрескивания », используемому при анализе данных кольцевых испытаний. Следует отметить, что уравнение (16) является общим решением, применимым как к тонким, так и к толстым кольцевым образцам (где = 72.2 ГПа (10,47 × 10 ⁶ psi) для тонких кольцевых образцов [13, 20], а = 31,55 ГПа (4,58 × 10 ⁶ psi) для кольцевых образцов).

4. Результаты испытаний и обсуждение

4.1. Механические свойства

прочность на сжатие ( F _{C _C), (разделение) прочности на растяжение ( F _T), а также модуль упругости ( E _C) через 3, 7 и 28 дней при вес/см 0.Смеси 45 и 0,60 представлены в таблице 2. Каждое из представленных данных испытаний механических свойств представляет собой среднее значение трех испытательных образцов. Результаты показывают, что прочность, как и ожидалось, зависит от соотношения масса/см. Отмечено также увеличение прочности на сжатие с возрастом. Неудивительно, что значения прочности на растяжение и модуля упругости следуют той же тенденции, что и прочность на сжатие.}

2 Свободная усадка бетона
Деформации усадки при свободном высыхании, зарегистрированные для 0. Бетонные смеси плотностью 45 в/см и 0,60 в/см представлены на рис. 5. На каждом графике показана усадка в зависимости от времени для двух условий сушки (радиальная и осевая сушка) с соответствующими исследованными режимами отверждения. Каждая точка данных представляет собой среднее значение значений, записанных как минимум для двух образцов колец-компаньонов. Как указывалось ранее, со смесью 0,42 вт/см проводились только испытания на ограниченную усадку, чтобы подтвердить уравнение (12), разработанное в этом исследовании, и расширить интерпретацию эксперимента по испытанию кольца на ограниченную усадку.Интересно отметить на рис. 5, что продолжительность отверждения бетона во влажном состоянии перед сушкой влияет на скорость усадки при высыхании. Видно, что продолжительное влажное отверждение приводит к раннему снижению усадки при высыхании, которая через некоторое время как-то стабилизируется.
Кроме того, наблюдается, что длительное отверждение во влажном состоянии оказало несколько большее влияние на бетон с более низким значением веса на см (0,45). Результаты испытаний также показывают, что усадка при высыхании образцов, высушенных в радиальном направлении, несколько выше, чем у образцов, высушенных в осевом направлении.Это связано с немного более высоким S _e / V при сушке в радиальном направлении (0,0158 мм ^-1 по сравнению с .0,0132 мм 7 7 -1 ). В целом усадка происходит быстрыми темпами в первые дни после начала высыхания, а по истечении периода порядка 28 дней скорость усадки значительно снижается.
Коэффициент скорости усадки при свободном высыхании бетонных смесей с плотностью 0,45 Вт/см и 0,60 Вт/см был оценен с использованием уравнения (15), где деформация стали заменена на (деформация свободной усадки).Значения скорости деформации, определенные для смесей 0,45 и 0,60 Вт/см, представлены на рисунке 6. В целом результаты испытаний показывают, что скорость деформации увеличивается с соотношением S _e / V . Действительно, этого следует ожидать, поскольку на сушку сильно влияет площадь поверхности, на которой происходят обмены [1, 17]. Обнаружено, что влияние более длительного периода отверждения становится более выраженным по мере уменьшения веса/см. Независимо от конфигурации сушки образца, увеличение периода отверждения во влажном состоянии с 3 до 7 дней не повлияло на скорость деформации образца 0.смесь 60 в/см. Напротив, для смеси 0,45 в/см увеличение периода отверждения во влажном состоянии привело к значительному снижению коэффициента скорости деформации.
4.3. Растрескивание защемленного бетона
Представлены типичные результаты эволюции среднего растягивающего напряжения, развивающегося в защемленном образце бетона, оцененного на основе данных тензодатчиков, расположенных на внутренней поверхности стального кольца, и уравнения (12). на рисунке 7. На графике показаны кривые напряжения, вызванного усадкой, для образцов с тремя кольцами, изготовленных из одной и той же партии 0.Бетонная смесь плотностью 42 в/см и сушка в радиальном направлении. Возраст при растрескивании относится к возрасту, при котором начинается растрескивание кольцевого образца. В целом, результаты на Рисунке 7 показывают, что сразу после высыхания бетон начинает сжиматься, вызывая в стальном кольце сжимающее напряжение, которое увеличивается с уменьшающейся скоростью до момента разрушения, когда тензометрические датчики регистрируют резкое изменение. в защемленных кольцевых образцах образовалась видимая трещина. Таким образом, развитие напряжений в кольцевом образце в конечном итоге приводит к растрескиванию защемленного образца.Из экспериментальных результатов на рис. 7 видно, что образцы, отлитые из одной партии (и хранившиеся в одинаковых условиях окружающей среды), не обязательно трескаются в одно и то же время. Это явление довольно часто встречается в тестах с защемленными кольцами [5]. Частично это может быть связано с присущей бетону изменчивостью, на которую влияет ряд факторов, в частности гетерогенный характер бетона и процесс укладки.

Действительно, свойства бетона (в частности, прочность, модуль упругости и ползучесть при растяжении) по своей природе характеризуются некоторой пространственной изменчивостью, но сами по себе свойства не являются случайными. Как правило, напряжение, возникающее в кольце, постепенно увеличивается, приближаясь к пределу прочности при растяжении. Таким образом, разрушение происходит в месте дефекта или ослабления, что объясняет потенциально значительные различия во времени до образования трещин между отдельными образцами. Тем не менее видно, что фактические максимальные зарегистрированные значения напряжений близки к возрасту образования трещин в кольцевом образце.
4.4. Влияние граничных условий на возраст образования трещин
В течение многих лет велись споры относительно условий сушки в кольцевых испытаниях, разработанных для оценки ограниченной усадки вяжущих материалов.В представленной здесь программе изучалось влияние направления сушки. Образцы-кольца были запечатаны таким образом, чтобы подвергаться однонаправленной сушке, либо в осевом, либо в радиальном направлении. Каждое из этих условий подразумевает определенное соотношение S _e / V , которое обязательно влияет на процесс сушки и, в свою очередь, на показатели усадки и самонапряжения. Результаты, полученные в обоих условиях сушки, обобщены на рисунке 8 для бетонных смесей 0,45 в/см и 0,60 в/см.На каждом графике показано среднее напряжение в зависимости от времени сушки. Каждая точка данных представляет собой среднее значение, записанное как минимум на двух образцах для испытаний. В целом, во всех испытаниях было зафиксировано внезапное падение деформации сжатия стального кольца, за исключением образцов 0,45 Вт/см, высушенных в осевом направлении и отвержденных в течение 7 дней, где вместо этого наблюдалась постепенная потеря деформации.
Как и ожидалось, результаты показывают, что направление сушки оказывает значительное влияние на возраст образования трещин в кольцевом образце.Было замечено, что скорость высыхания выше у образцов, в которых влагообмен происходит в радиальном направлении, по сравнению с образцами, экспонированными в осевом направлении, для бетонных смесей 0,45 и 0,60 в/см. Кроме того, большее изменение времени до растрескивания наблюдалось при сушке кольцевых образцов в осевом направлении. Кроме того, испытательные образцы, высушенные в радиальном направлении, растрескивались в более раннем возрасте ( от 8 до 14 дней, ) по сравнению с образцами, высушенными в осевом направлении (, от 39 до 95 дней, ).Сравнение возраста, при котором трещина обнаруживается внезапным падением тензорезистора, показано на рисунке 9 для двух изученных граничных условий.
Более серьезные последствия, наблюдаемые у образцов, высушенных в радиальном направлении, могут быть отнесены, по крайней мере, частично, к сочетанным эффектам более высоких S _e / V и более неблагоприятных градиентов сушки. Хорошо известно, что усадка очень чувствительна к отношению обменной поверхности к объему [1, 17, 19, 21].Таким образом, несколько более высокое значение S _e / V образцов, сушащихся в радиальном направлении, означает, что они, очевидно, будут усаживаться с большей скоростью и, следовательно, могут растрескиваться в более раннем возрасте, когда бетон имеет более низкую предел прочности. В образцах, высыхающих в осевом направлении, скорость потери влаги медленнее, и для достижения сопоставимой величины усадки требуется больше времени. Это обеспечивает дальнейшее увеличение прочности и релаксацию из-за ползучести, что в целом приводит к увеличению времени до образования трещин.
Влияние S _e / V на сушку отражает тот факт, что сушка внутри материала происходит неравномерно, подчиняясь сильно нелинейным процессам переноса (диффузионным). Неравномерная сушка приводит к градиентам влажности и, следовательно, к дифференциальным усадочным деформациям по поперечному сечению образца бетона. В свою очередь, из-за нелинейности профиля деформации возникают внутренние напряжения (самоограничение).В частности, области, где высыхание и усадка происходят в первую очередь, т. е. рядом с поверхностями обмена, могут, таким образом, подвергаться значительным растягивающим напряжениям, так как значительная часть свободного сжатия сдерживается внутренней частью элемента, которая не подверглась значительное высыхание еще. Следовательно, нелинейная усадка при высыхании вызывает само по себе развитие внутреннего ограничения (или самоограничения), а результирующие напряжения складываются с напряжениями, вызванными внешними ограничениями.
Два режима сушки, исследованные в настоящем исследовании, называемые радиальным и осевым, таким образом, приводят к совершенно разным распределениям переходной влажности, градиентам усадки и профилям напряжений.В случае аксиальной сушки переходный профиль влажности равномерен в радиальном направлении и неоднороден в аксиальном направлении. Для радиальной сушки все ровно наоборот. Как следствие, эффект самосдерживания более выражен при радиальной схеме сушки. Учитывая, что защемление стального кольца является постоянным для установки кольца, можно утверждать, что в кольцевых образцах, сушащихся в радиальном направлении, усадочное растрескивание происходит в основном из-за самосдерживания.
4.5. Влияние скорости деформации и скорости напряжения на возраст образования трещин
Результаты испытаний на рисунках 8 и 9 показывают, что растрескивание происходит раньше при сушке в радиальном направлении, независимо от соотношения масса/см. Такое поведение в первую очередь связано с более высокой скоростью напряжения, которая напрямую зависит от скорости усадки. Фактически, сравнивая рисунки 8 и 10, можно увидеть, что более высокие скорости деформации фактически приводят к более короткому времени до образования трещин в обеих протестированных смесях. На рис. 8 видно, что в образцах, высушенных в радиальном направлении, растрескивание происходило при систематически более низком среднем напряжении, чем в образцах, высушенных в осевом направлении. Как уже говорилось, это также произошло гораздо раньше, в момент, когда величина свободной усадки была гораздо меньше.Оказывается, что риск растрескивания больше зависит от скорости усадки, чем от фактической величины усадки. О подобных наблюдениях сообщили Wei и Hansen [22] и Attiogbe et al. [20]. Считается, что высокие скорости усадки вызывают растягивающие напряжения в начале срока службы материала, слишком быстро, чтобы вызвать достаточную релаксацию и избежать преодоления низкой прочности в начале старения. Кроме того, предположительно более выраженные градиенты усадки в конфигурации с радиальной сушкой приводят к большим самосдерживающим напряжениям (и, следовательно, к большей концентрации напряжений), что также может в некоторой степени объяснить, почему разрушение происходит раньше, при более низком среднем напряжении.
Кроме того, анализ взаимосвязи между возрастом образования трещин и соответствующей скоростью напряжения показывает сильную корреляцию между скоростью напряжения и возникновением трещин, при этом более высокие скорости напряжения приводят к более короткому времени до образования трещин. Результат на рисунке 10(b) указывает на сильную степенную зависимость между возрастом образования трещин и скоростью напряжения с коэффициентом детерминации ( R ² ) 0,94. Результаты хорошо согласуются с выводами более ранних исследований [5, 13, 20, 23] о том, что чем выше скорость напряжения, тем меньше время, необходимое для образования трещин при ограниченной усадке. В настоящем исследовании видно, что при радиальной схеме сушки регистрируются более высокие уровни напряжения по сравнению с осевой компоновкой сушки. Следовательно, образец, высушенный в радиальном направлении, растрескивался значительно раньше, чем образец-компаньон, высушенный в осевом направлении. Это отчасти связано с тем фактом, что более низкая скорость напряжения позволяет ослаблять напряжения в течение более длительного периода времени и развивать дополнительную прочность. В целом, было обнаружено, что подход, основанный на скорости напряжения, лучше определяет напряжение бетона и, таким образом, обеспечивает более фундаментальный способ оценки потенциала растрескивания смесей в эксперименте по кольцевому испытанию.
Кроме того, сравнение результатов, представленных здесь, с данными, доступными в литературе [5, 13], позволяет предположить, что кольцевой тест AASHTO дает более низкие скорости стресса, чем те, которые были зарегистрированы с помощью кольцевого теста ASTM C1581 [7], что, по существу, можно объяснить к более низкой эффективной степени сдерживания и более низкой S _e / V в тестовой установке первого. Таким образом, пределы скорости напряжения, установленные в прошлых исследованиях [7, 13] для классификации производительности тонкостенных колец ASTM, как показано в таблице 3, не подходят для толстых колец AASHTO.Аналогичные четыре зоны производительности, хотя и несколько отличающиеся пределы скорости напряжения, определенные для кольцевой установки AASHTO, используемой в этом исследовании, показаны в таблице 3. Эту таблицу можно использовать для оценки относительной способности материалов к растрескиванию при использовании кольцевого теста AASHTO.

9 0,60 Вт / см
F _{C _C (MPA)}

Время после заливки (дни) 0.45 Вт / см

F
T _T (MPA) E _C (GPA ) F _{C _C (MPA)} F _{T _T (MPA)} E _C (GPA)

3 26.9 2,5 25,8 25,5 2,4 25,4

7 30,6 2,8 26,8 27,8 2,5 26,3

28 37,5 3.4 30,0 33,4 2,7 28,8

9
6 0,05 ≤ S ≤ 0.11
6 умеренные
9
9

Net Time-To-Recking, T _CR, (дни) ASTM right right, S , (MPA / день) [7] Скорость напряжения, S , (MPA / день) ^A потенциал для крекинга классификация

0 < T _CR ≤ 7 S ≥ 0. 34 S ≥ 0.17 Высокий

7 < T 6 7 < T _CR ≤ 14 _{S 6 0,17 ≤ S ≤ 0.34} 0,11 ≤ S ≤ 0.17 умеренные

14 < T _CR ≤ 28 0.10 ≤ S ≤ 0,17

T _CR> 28 S < 0.10 S <0,05 Низкий

^{A ASHTO Reg Confult Setup}

4.6. Влияние соотношения вес/см на возраст при растрескивании

Результаты испытаний на рисунках 7, 8 и 10 ясно показывают, что раннее растрескивание более вероятно, когда соотношение вес/см смеси низкое. Например, усадочные трещины возникли уже на 4-5-й день для смеси с наименьшим соотношением В/см, подвергшейся сушке в радиальном направлении. Эта тенденция, очень хорошо описанная в литературе [4, 17, 24], связана в первую очередь с проявлением аутогенной усадки, усиливающейся по мере уменьшения вт/см. Автогенная усадка вызывает увеличение начальной скорости деформации и напряжения, тем самым увеличивая вероятность усадочного растрескивания в смесях с низкой массой на см из-за более низкой прочности на растяжение и способности к деформации в раннем возрасте.

4.7. Зарождение трещин и структура кольцевого образца

Типичные видимые трещины, которые развиваются в защемленных кольцевых образцах при сушке в радиальном и осевом направлениях, показаны на рисунке 11 (0.смесь 45 в/см). Рост и ширину трещины контролировали визуальным осмотром через промежутки времени не более 2 недель после зарождения трещины. С помощью визуального осмотра/осмотра можно было установить, что в образцах, высушенных в радиальном направлении (рис. 11(а)), растрескивание начинается с внешней окружности и затем распространяется внутрь кольца, тогда как в случае образцов, высушенных в осевом направлении (Рисунок 11(b)), растрескивание произошло на внутренней окружности и распространилось к внешнему краю в кольцах. Используя акустическую эмиссию для мониторинга зарождения и распространения трещин, Хоссейн и Вайс наблюдали ту же тенденцию [17]. Как уже обсуждалось, более высокие градиенты усадки, по-видимому, возникающие при осевой конфигурации сушки, создают большие самосдерживающие напряжения. В результате максимальное напряжение возникает на внешней стороне кольцевого образца, где происходит потеря влаги.

В этом исследовании несколько более крупные трещины наблюдались в образцах, высушенных в радиальном направлении, чем в образцах, высушенных в осевом направлении.Средняя ширина трещины для образцов 0,45 Вт/см, высушенных в осевом направлении, составляла около 0,18 мм, а у образцов, высушенных в радиальном направлении, составляла приблизительно 0,35 мм. Точно так же средняя ширина трещины образца 0,60 Вт/см составляла приблизительно 0,13 мм и 0,29 мм в осевом и радиальном направлениях сушки соответственно.

5. Резюме

Это исследование было сосредоточено на влиянии условий сушки, S _e / V и отверждения во влажном состоянии на развитие напряжения и старение при растрескивании в экспериментах с ограниченным усадочным кольцом. Исследование показало, что условия сушки образца бетонного кольца оказывают значительное влияние на скорость усадки и напряжения и, следовательно, на возраст образования трещин.

Было обнаружено, что кольцевые образцы, высушенные в радиальном направлении, испытывают более высокую скорость напряжения, чем образцы, высушенные в осевом направлении. В результате было обнаружено, что образцы, высыхающие в радиальном направлении, более склонны к раннему растрескиванию, чем образцы, высыхающие в осевом направлении. Это можно объяснить тем фактом, что образцы, которые высыхают в радиальном направлении, имеют более высокое отношение обменной поверхности к объему ( S _e / V ), а также подвергаются менее равномерному высыханию, что увеличивает напряжение. показатель.

Было также обнаружено, что риск раннего растрескивания увеличивается по мере уменьшения массы смеси в см из-за увеличения вклада автогенной усадки, которая происходит, как только начинается гидратация. Следовательно, при низкой массе в см материалы, самовысыхание необходимо учитывать при оценке риска растрескивания при ограниченной усадке. Было замечено, что на риск усадочного растрескивания в большей степени влияет скорость усадки , чем величина усадки. Поэтому, чтобы избежать или ограничить раннее растрескивание, рекомендуется защитить поверхность бетона, чтобы уменьшить скорость усадки.

Было обнаружено, что скорость напряжения в кольцевом образце может быть лучшим способом оценки потенциала усадочного растрескивания смесей из-за внутренней изменчивости материала бетона, которая может значительно влиять на возраст при растрескивании. Результаты также показывают, что надлежащее влажное отверждение может эффективно замедлить растрескивание бетонного элемента в условиях ограниченной усадки.

Кроме того, установлено, что постепенное и длительное развитие напряжений при сушке образцов в осевом направлении позволяет изучать поведение бетонных смесей в течение более длительного времени до появления трещин. Однако сушка в радиальном направлении рекомендуется для более быстрой оценки способности торкретбетона к растрескиванию из-за большей продолжительности испытания при сушке в осевом направлении.

Наконец, сравнение свободной усадки и соответствующей деформации, измеренной в ограничительном стальном кольце для обеих смесей, показывает, что свободная усадка не обязательно обеспечивает надежное указание относительно фактического потенциала растрескивания бетона при ограниченной усадке. В заключение следует отметить, что все еще продолжаются исследования по количественной оценке влияния других важных параметров на усадочное растрескивание, таких как степень сдерживания, профиль самоиндуцированного напряжения из-за дифференциальной усадки (т.е., самоограничение) и способ лечения.

Доступность данных

Данные таблиц включены в статью. Данные рисунка доступны по запросу от соответствующего автора, но они встроены и могут быть легко извлечены.

Раскрытие информации

Этот проект является частью долгосрочных усилий, направленных на снижение вероятности образования трещин при ремонте бетона и торкретбетона и увеличение срока их службы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Эта работа была проведена в CRIB (Центр исследований инфраструктур в бетоне), Университета Лаваля, и авторы благодарны г-ну Жану-Даниэлю Лемэю и г-ну Матье Томассену за их выдающийся технический вклад. Авторы выражают признательность за поддержку, полученную от King Shotcrete Solutions и Канадского совета по естественным наукам и инженерным исследованиям в рамках их Программы совместных исследований и разработок.

Fortiline|2 ДЮЙМОВОЕ КОЛЬЦО ОТВЕРСТИЕ 24 ДЮЙМА

Обзор продукта

{{вм.product.properties.LONGDESCRIPTION}}

Особенности и преимущества

{{vm.product.properties.FEATURESBENEFITS}}

Технические характеристики

{{section. sectionName}}:

{{опция.описание}}

Размеры упаковки

Ширина
{{вм.product.shippingWidth}}

Высота
{{vm.product.shippingHeight}}

Длина
{{вм. product.shippingLength}}

Масса
{{vm.product.shippingВес | номер 2 }}

Объем
{{вм.product.properties.packageVolume}}

Дополнительная информация

{{vm.product.properties[‘Дополнительная информация’]}}

Как сделать кольцевые конусы из бетона своими руками

Я уже был готов отказаться от бетона и перейти к другим материалам, когда увидел в инстаграме несколько симпатичных кольцевых конусов, и мне пришло в голову, что я могу сделать своими руками кольцевые конусы из бетона. Так что, конечно, я должен был попробовать это.

Я видел конусы-кольца, сделанные своими руками из полимерной глины, которые выглядят красиво, но они не имеют веса бетона. На мой взгляд, бетон на самом деле является гораздо лучшей заменой керамическим версиям, для изготовления которых вам понадобится печь. И вы не застряли в простом сером цвете — вы можете покрасить свой бетон, как хотите, или добавить немного сусального золота.

После того, как мне пришла в голову идея сделать бетонные кольцевые конусы, этот проект потребовал много экспериментов, чтобы воплотиться в жизнь.Я хотел, чтобы у готовых конусов была как можно более гладкая поверхность и материалы, которые легко достать. Таким образом, хотя вы могли бы сделать это, сделав глиняную форму с набором для литья, для большинства людей это было бы слишком сложно. Я попробовал несколько разных материалов для формы для колец: листы пенопласта, пластиковый стаканчик, бумажный стаканчик, пластиковый вкладыш для полки, пластиковую папку и, может быть, еще кое-что, что я забыл. Некоторые из них были слишком жесткими и не образовывали правильную форму конуса, в то время как другие оставляли слишком большой шов или не приводили к достаточно гладкой поверхности конуса.Но я наконец понял, что ответ был буквально прямо передо мной: контактная бумага. Прямо передо мной, потому что мраморный фон, который я использую на многих своих фотографиях, на самом деле представляет собой мраморную контактную бумагу, хотя у меня есть несколько настоящих мраморных кусочков, которые я иногда тоже использую.

Кольцевые конусы из бетона своими руками

Материалы
Быстросхватывающийся цемент – я использовал быстросхватывающийся цемент Quikrete (№ 1240). Он предназначен для ремонта, поэтому он более гладкий, чем другие цементы.Ищите номер 1240 на этикетке, если вы не уверены, что у вас есть правильный.
Прозрачная упаковочная лента
Контактная бумага — я использовал эту, но подойдет любая контактная бумага с гладкой глянцевой поверхностью.
Одноразовая чашка для смешивания
Палочка для смешивания
Бумажная тарелка или картон
Пластиковая упаковка
Шаблон конуса

Это шаблон, который я использовал для конусов колец.

Если вы хотите сделать кольцевые конусы разного размера, вот несколько вариантов. Средний шаблон имеет тот же размер, что и предыдущий, но есть немного меньшие и немного большие версии, поэтому вы можете сделать несколько размеров, если хотите.Нажмите, чтобы открыть полноразмерный файл, и распечатайте в масштабе 100%. Прямой край шаблона выше и шаблона среднего размера ниже должны быть 2 7/8 дюйма.

Инструменты
Ножницы
Маркер
Нож X-acto или бритвенное лезвие
Тяжелый предмет для утяжеления (дополнительно)

Ступени
1. Распечатайте шаблон конуса, вырежьте его и обведите на контактной бумаге. Вырежьте его, оставив подложку на бумаге.

2. Хорошей стороной внутрь предварительно сверните бумажный конус в форме конуса, затем очень осторожно соедините плоские края упаковочной лентой. Чем точнее вы совместите края, не перекрывая их и не оставляя зазоров, тем более гладким будет ваш окончательный кольцевой конус.

3. Вам понадобится место, чтобы оставить конус сохнуть заостренным концом вниз, поэтому возьмите бумажную тарелку или прочный кусок картона и вырежьте круг диаметром около дюйма.Удостоверьтесь, что вы вырезали круг хорошо, так как, если он будет неравномерным или комковатым, это может привести к деформации вашего кольцевого конуса. Я сделал три кольцевых конуса за один раз, поэтому я вырезал три отверстия вокруг центра бумажной тарелки, оставив достаточно места в центре, чтобы установить его на чашку, чтобы она держалась. Но если вы хотите сделать только один или два, вы можете использовать груз, чтобы прижать другой конец вашей тарелки или картона.
4. Смешайте и залейте бетон. Начните с инструкций на упаковке, но для достижения наилучших результатов важны следующие советы:

Сначала добавьте в стакан воду, затем бетон и хорошо перемешайте.

Бетонная смесь должна быть довольно влажной, консистенции пудинга. Более сухая смесь приведет к дыркам, которые вам не нужны.

Насыпьте в конус немного бетона, затем встряхните и постучите по нему, пока он не станет плоским, прежде чем добавить еще один совок. Чем больше встряхивания между мерными ложками, тем меньше пузырьков у вас получится.

5. После того, как вы наполнили конусы, поместите их в картонный держатель и пригладьте конец полиэтиленовой пленкой. Дайте бетону схватиться не менее 12 часов.

6. После того, как бетон застынет, аккуратно разрежьте упаковочную ленту и извлеките конусы.

Ваши конусы будут иметь крошечные швы внизу, и у вас могут появиться пузырьки, но частое встряхивание бетона между добавлениями должно помочь устранить их. Если в итоге у вас появятся большие дыры, вы всегда можете сделать их заново, пока не получите конусы, которыми вы довольны — ведра бетона за 10 долларов будет достаточно, чтобы сделать сотни кольцевых конусов.

Если вам не нужны простые серые конусы, вы всегда можете их покрасить.К одному я добавил белый кончик, что придало ему эффект заснеженной горы.

Я также экспериментировал с одним из своих ранних прототипов. Сначала я покрасил его белой краской, дал высохнуть, затем добавил розовый кончик, дал высохнуть и добавил золотую полоску.

Бетон впитывает краску, создавая матовый эффект, но слой глянцевого герметика, вероятно, сделает его более похожим на керамику. Вы также можете добавить сусальное золото либо поверх краски, либо прямо на бетон.Другие идеи: полосы, брызги краски или горошек. Повеселись!

ДРУГИЕ ПОСТЫ, КОТОРЫЕ ВАМ МОГУТ ПОНРАВИТЬСЯ

Противодействие образованию колец во вращающихся печах | Journal of Mathematics in Industry

Подробная математическая модель, которую мы разработали, представляет собой мультифизическую модель, которая учитывает следующие явления: поток и температура реакционноспособного газа, химические вещества и распределение лучистого теплообмена в печи, турбулентный поток без предварительного смешения сжигание углеводородных газов в горелке, изоляционные свойства футеровки, вращательное движение печи и принудительная конвекция на внешней поверхности.

Слой материала занимает лишь небольшую часть объема печи и оказывает незначительное ограниченное влияние на распределение температуры. Поэтому мы не принимаем во внимание слой материала в нашей модели и моделируем пустую печь.

В печи горячие газы вырабатываются пламенем, выбрасываемым из трубы горелки, расположенной внутри надводного борта. Устройство горелки показано на Рис. 3 и Рис. 4. Горелка впрыскивает топливо в осевом и радиальном направлениях и охлаждается воздухом, нагнетаемым через охлаждающие щели.Поток охлаждающего воздуха через прямоугольный воздухозаборник нарушает круговую симметрию конфигурации и требует разрешения модели в трех пространственных измерениях.

Рисунок 4

Наиболее важным физическим явлением, происходящим в этой области горелки, является турбулентное сгорание топлива, впрыскиваемого из горелки, без предварительного смешивания с вторичным воздухом. Горение, даже без турбулентности, представляет собой внутренне сложный процесс, включающий широкий диапазон химических масштабов времени и длины. Некоторые из химических явлений, контролирующих пламя, происходят в короткие промежутки времени над тонкими слоями и связаны с очень большими массовыми долями, градиентами температуры и плотности. Полное описание химических механизмов ламинарного пламени может потребовать учета сотен видов и тысяч реакций, что приводит к значительным трудностям в расчетах. Турбулентность сама по себе, вероятно, является самым сложным явлением в механике нереагирующей жидкости. Задействованы различные масштабы времени и длины, и описание турбулентности до сих пор остается открытым вопросом.Таким образом, моделирование печи требует использования ряда допущений, описанных в оставшейся части этого раздела.

3.1 Геометрия

Геометрическая модель печи показана на Рисунке 3. На Рисунке 3(a) и Рисунке 3(b) представлен внешний вид всей печи и более подробный внутренний вид области горелки соответственно. . Сложный аспект этой геометрии заключается в том, что впускные отверстия горелки в тысячу раз меньше, чем осевая длина печи, что создает проблемы в процессе создания сетки.

3.2 Генерация сетки

Модель сетки показана на рисунке 4. На рисунке 4(a), рисунке 4(b) и рисунке 4(c) показан внешний вид сетки в области воздухозаборника, внутренний вид сетка и детальный вид сетки на горелке соответственно. Мы использовали многогранную сетку из 2,8 миллионов ячеек с локальным измельчением в критических входных отверстиях и областях горелок. Основные трудности при создании сетки этой геометрии были обнаружены в балансе требуемой точности захвата потока вокруг мелких элементов в горелке с общей стоимостью вычислений.Полиэдральные сетки обеспечивают сбалансированное решение подобных сложных задач создания сеток.

Тетраэдры — простейший тип объемных элементов. Поскольку их грани представляют собой плоские сегменты, расположение центроидов как граней, так и объемов четко определены. Недостатком является то, что тетраэдры нельзя сильно растянуть. Для достижения приемлемой точности требуется гораздо большее количество контрольных объемов, чем при использовании структурированных сеток. Кроме того, поскольку контрольные объемы тетраэдра имеют только четыре соседа, вычисление градиентов в центрах ячеек с использованием стандартных приближений может быть проблематичным.

Многогранники обладают теми же преимуществами автоматического построения сетки, что и тетраэдры, но лишены их недостатков. Основное преимущество многогранных ячеек заключается в том, что у них много соседей (обычно порядка 10), что позволяет намного лучше аппроксимировать градиенты. Очевидно, что чем больше соседей, тем больше операций хранения и вычислений на ячейку, но это с лихвой компенсируется более высокой точностью. Многогранные клетки также менее чувствительны к растяжению, чем тетраэдры. Например, многогранник с 12 гранями имеет шесть оптимальных направлений, что вместе с большим количеством соседей приводит к более точному решению с меньшим количеством ячеек.Сравнения во многих практических тестах подтвердили, что с многогранными сетками требуется примерно в четыре раза меньше ячеек, вдвое меньше памяти и от одной десятой до одной пятой вычислительного времени по сравнению с тетраэдрическими сетками для достижения решений той же точности. Кроме того, было обнаружено, что решатели на полиэдральных сетках более робастно сходятся по отношению к изменению их параметров. Более подробный анализ полиэдральных сеток можно найти в [6].

3.3 Основные уравнения реагирующих потоков

В этом разделе мы представляем уравнения сохранения для реагирующих потоков, которые мы использовали.Уравнения выводятся из уравнений Навье-Стокса (НС) путем добавления членов, учитывающих реагирующие потоки. Реагирующий газ представляет собой неизотермическую смесь нескольких компонентов, которые необходимо отслеживать по отдельности. Поскольку теплоемкости значительно меняются в зависимости от температуры и состава, коэффициенты переноса требуют особого внимания. В этом подразделе мы опишем модель течения Навье-Стокса и усредненную по Рейнольдсу модель течения Навье-Стокса, нереализуемую модель турбулентности K-Epsilon и модель горения Standard Eddy Break Up.Более подробный вывод этих уравнений можно найти в , например. [7, 8].

Виды определяются по их массовой доле, определяемой как

Yℓ=mℓmfor ℓ=1:N,

(1)

где N количество частиц в реагирующей смеси, м л масса частиц л в объеме V и м масса газа в объеме соответственно. Тогда сохранение массы можно записать как

NS: Сохранение массы

DρDt=∂ρ∂t+∂ρui∂xi=0,

(2)

, где ρ=m/V — плотность газа и ui его трехмерное поле скоростей соответственно.Сохранение видов ℓ для ℓ=1:N может быть тогда записано как

NS: Сохранение видов

∂ρYℓ∂t+∂∂xi(ρ(ui+Vℓ,i)Yℓ)=ω˙ℓ,

(3)

где Vℓ,i i -й компонент скорости диффузии Vℓ частиц ℓ и ω˙ℓ скорость химической реакции частиц ℓ . Сохранение импульса газа для j = 1:3 может быть выражено как:

NS: Сохранение импульса

∂∂t(ρuj)+∂∂xi(ρuiuj)=∂σij∂xi+ρ∑ℓ= 1NYℓfℓ,j=−∂p∂xj+∂τij∂xi+ρ∑ℓ=1NYℓfℓ,j,

(4)

, где p обозначает давление, а τij и fℓ,j компоненты тензора напряжений Рейнольдса и объемной силы, действующей на частицы ℓ соответственно. Мы выразим закон сохранения энергии, используя чувственную энтальпию смеси hs как независимую переменную. Чтобы ввести эту количественную оценку, мы сначала обозначим энтальпию видов л как ч л. Этот количественный показатель представляет собой сумму чувствительной и химической частей, т. е. ,

(5)

, где последний член представляет собой энтальпию образования частиц при конкретной эталонной температуре T0.Затем энтальпия смеси определяется как средневзвешенное значение, которое снова может быть разложено на физическую и химическую части следующим образом:

ℓ=1NYℓΔhf, ℓ0.

(6)

Обозначим коэффициент диффузии тепла и температуру λ и T соответственно. Поток энергии qi представляет собой сумму члена диффузии тепла, полученного из закона Фурье, и члена, связанного с диффузией частиц с разными энтальпиями, i.е. ,

qi=−λ∂T∂xi+ρ∑ℓ=1NhℓYℓVℓ,т. е.

(7)

В уравнении сохранения энергии будут играть роль следующие три члена источника: источник тепла из-за радиационного теплового потока, обозначаемый как Q , член вязкого нагрева, обозначаемый как Φ, где Φ=τij∂ui∂xj, и тепловыделение за счет сгорания обозначают как ω˙T, где

ω˙T=−∑ℓ=1N∆hf,ℓ0ω˙ℓ.

(8)

Работа, совершаемая газом над частицами, может быть выражена как ρ∑ℓ=1NYℓfℓ,iVℓ,i.С введением всех этих величин закон сохранения энергии через hs можно выразить следующим образом:

NS: сохранение энергии

˙−∂∂xi(ρ∑ℓ=1Nhs,ℓYℓVℓ,i)+ρ∑ℓ=1NYℓfℓ,iVℓ,i.

(9)

Турбулентное горение является результатом двустороннего взаимодействия между химией и турбулентностью. Когда пламя взаимодействует с турбулентным потоком, горение изменяет турбулентность двумя способами. Выделяющееся тепло вызывает сильное ускорение потока через фронт пламени, а изменения температуры вызывают большие изменения кинематической вязкости. Эти явления могут создавать или демпфировать турбулентность и называются турбулентностью, создаваемой пламенем, и реламинаризацией вследствие горения соответственно. Турбулентность, наоборот, изменяет структуру пламени. Это может либо усилить химические реакции, либо полностью затормозить их, что приведет к гашению пламени. По сравнению с предварительно смешанным пламенем турбулентное пламя без предварительного смешения имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать. Пламя без предварительного смешения не распространяется, так как оно локализовано на границе раздела топливо-окислитель.Это свойство полезно для целей безопасности, но оно также влияет на взаимодействие химии и турбулентности. Без скорости распространения пламя без предварительного смешения не может навязать свою собственную динамику полю потока и поэтому более чувствительно к турбулентности.

Описание турбулентных процессов горения без предварительного смешения в вычислительной гидродинамической модели может быть достигнуто с использованием трех уровней точности вычислений. Можно использовать либо усредненную по Рейнольдсу модель Навье-Стокса (RANS), либо модель моделирования больших вихрей (LES), либо модель прямого численного моделирования (DNS).В современной инженерной практике модель RANS широко используется, поскольку она менее требовательна к ресурсам. Однако его достоверность ограничена моделями замыкания, описывающими турбулентность и горение, а также необходимостью некоторой формы калибровки. Учитывая сложность и размеры нашей печи, использование модели RANS является единственным возможным выбором.

3.3.1 RANS модель

В потоках с постоянной плотностью осреднение по Рейнольдсу состоит в разбиении любой величины ξ на среднюю и флуктуирующую составляющие (ξ=ξ¯+ξ′).В потоке с переменной плотностью Фавра [9] обычно предпочитают средневзвешенные значения массы, т.е. , f˜=ρf¯ρ¯. Таким образом, любое количество f можно разделить на:

f=f˜+f″, где f″˜=0.

Уравнения RANS, полученные из приведенного выше реагирующего уравнения Навье-Стокса, затем задаются уравнением сохранения массы

RANS: Сохранение массы

∂ρ¯∂t+∂ρ¯ui˜∂xi=0,

(10)

уравнение сохранения видов ℓ для ℓ=1:N

RANS: сохранение видов

∂∂t(ρ¯Yℓ˜)+∂∂xi(ρ¯ui˜Yℓ˜)=ω˙ ¯ℓ−∂∂xi(Vℓ,iYℓ¯+ρ¯ui″Yℓ″˜),

(11)

уравнение сохранения импульса при j=1:3

РАНС: Сохранение импульса =∂∂xi(τij¯−ρ¯ui″uj″˜),

(12)

и, наконец, уравнение сохранения импульса

RANS: сохранение энергии

∂∂t(ρ¯hs˜)+∂∂xi(ρ¯ui˜hs˜)=ω˙¯T+Dp¯Dt+∂ ∂xi(λ∂T∂xi¯−ρ¯ui″hs″˜)+Φ¯−∂∂xi(ρ∑k=1Nhs,ℓYℓVℓ,i¯).

(13)

Процедура усреднения вводит незакрытые величины, которые необходимо моделировать. Не вдаваясь в подробности, перечислим здесь два основных незакрытых термина, которые будут описаны в следующих разделах:

3.3.2 Модель турбулентности

Используя предположение Буссинеска [10] о турбулентной вязкости, напряжения Рейнольдса можно представить в виде xj+∂u˜j∂xi−23δij∂u˜K∂xK)+23ρ¯k,

(14)

где μt=ρ¯νt — турбулентная динамическая вязкость, а δij — дельта Кронекера.Турбулентная кинетическая энергия k , в свою очередь, может быть выражена как

k=12∑j=13uj″uj″˜.

(15)

Моделирование турбулентной вязкости μt является центральной проблемой в расчетах турбулентности. Существует множество подходов. В данной работе мы используем классическую модель турбулентности, разработанную для нереагирующих течений, а именно модель Realizable K-Epsilon [11]. Влияние тепловыделения на напряжения Рейнольдса в этом подходе явно не учитывается, а турбулентная вязкость моделируется как

, где ε — скорость рассеяния энергии.В этой модели критический коэффициент Cµ является функцией свойств среднего потока и турбулентности, а не считается постоянным, как в стандартной модели. Это позволяет удовлетворить определенные математические ограничения на нормальные напряжения, согласующиеся с физикой турбулентности, и называется реализуемостью .

Из соотношения Буссинеска в уравнении (14) и определения турбулентной вязкости в уравнении (16) можно получить следующее выражение для нормального напряжения Рейнольдса u2¯ в несжимаемом деформированном среднем потоке U

u2¯= 23k−2νt∂U∂x,

(17)

, где νt=µtρ.Можно показать, что u2¯, которая по определению является положительной величиной, становится отрицательной ( нереализуемых ), когда деформация достаточно велика, чтобы удовлетворить

kε∂U∂x>13Cµ≈3,7.

(18)

Самый простой способ обеспечить реализуемость — сделать Cµ в (16) переменной [12].

Критический коэффициент Cµ может быть выражен как функция средних скоростей деформации и вращения, угловой скорости вращения системы и полей турбулентности следующим образом

где

(20)

(21)

, где Ω¯ij — тензор средней скорости вращения во вращающейся системе отсчета с угловой скоростью ωk.Параметры A0 и As в (19) можно вычислить как

(22)

(23)

(24)

(25)

Турбулентная кинетическая энергия k и скорость ее диссипации ε в уравнении (16) описываются следующими двумя уравнениями баланса

(26)

(27)

, где Pk — фактор производства турбулентной кинетической энергии из-за средних градиентов скорости, Pb — производство турбулентной кинетической энергии из-за плавучести, YM — член диссипации дилатации, учитывающий вклад флуктуирующей дилатации в сжимаемой турбулентности в общую диссипацию скорость, Sk и Sε определяемые пользователем исходные условия для турбулентной кинетической энергии и диссипации, а σk и σε — турбулентные числа Прандтля для k и ε соответственно. C1ε, C2ε и C3ε — константы модели.

Еще одним недостатком традиционных моделей турбулентности K-Epsilon является их моделирование скорости диссипации ε . Действительно, хорошо известная аномалия скорости распространения (или дисперсии) связана с тем фактом, что традиционные модели достаточно хорошо предсказывают скорость распространения плоской струи, но неожиданно плохо работают для круглых струй. Эта слабость может быть прослежена до недостатка традиционных ε -уравнений. Реализуемая модель, предложенная Ши [11], была разработана для исправления этого недостатка и решает как таковую проблему, которая имеет первостепенное значение в нашем исследовании.

3.3.3 Модель горения

Усредненное уравнение сохранения видов (11) можно переписать в компактной форме для ℓ=1:N как

∂∂t(ρ¯Yℓ˜)+∂∂xi(ρ¯ ui˜Yℓ˜)=−∇⋅Jℓ+ω˙¯ℓ,

(28)

, где Jℓ — массовый диффузионный поток видов ℓ . Предыдущее уравнение решается в коде CFD для N-1 видов, где N — общее количество химических веществ в жидкой фазе, присутствующих в системе. Поскольку массовая доля частиц должна в сумме равняться единице, N -й массовой доли определяется как единица минус сумма N-1 растворенных массовых долей.Чтобы свести к минимуму числовую ошибку, N -го вида следует выбирать как вид с наибольшей общей массовой долей.

В турбулентных потоках массодиффузионный поток рассчитывается как

Джℓ=−(ρ¯Dℓ+μtSct),

(29)

, где Sct — турбулентное число Шмидта, а Dℓ — коэффициент молекулярной диффузии частиц ℓ .

Незамкнутый член скорости химической реакции вида ω˙ℓ должен быть смоделирован с помощью модели горения.Модель горения описывает двустороннее взаимодействие между свойствами турбулентного потока, создаваемого пламенем, и химическими реакциями. Он служит для вычисления пространства состояний реакции и величин, на которые оно влияет, а именно плотности, вязкости и температуры жидкости. Он учитывает процессы, происходящие в масштабах длины и времени, которые мы не можем разрешить на сетке ни в пространстве, ни во времени из-за ограничений вычислительных ресурсов. Выбор модели горения определяется знанием числа Дамкелера, определяемого как Da=tmixtrxn, где tmix — шкала времени смешивания, а trxn — шкала времени реакции.Когда число Дамкелера очень велико, как в случае печи, скорость реакции регулируется турбулентным перемешиванием, которое сближает реагенты на молекулярном уровне. В этом пределе модель Standard Eddy Break Up (EBU) [13] является достаточно точной, поскольку предполагает, что реакция происходит мгновенно при микроперемешивании.

Модель горения EBU отслеживает средние концентрации отдельных частиц в сетке с помощью уравнений переноса. Скорости реакций, используемые в этих уравнениях, рассчитываются как функции средних концентраций частиц, характеристик турбулентности и, в зависимости от конкретной используемой модели, температуры.Уравнение средней энтальпии решается в дополнение к уравнениям переноса частиц. Затем рассчитывают среднюю температуру, плотность и вязкость, зная среднюю энтальпию и концентрации частиц. В используемом EBU предполагается, что отдельные виды в глобальной реакции переносятся с разной скоростью в соответствии с их собственными определяющими уравнениями.

Скорость реакции моделируется выражением, учитывающим турбулентный процесс микроперемешивания. Это делается с помощью размерных аргументов.Так, для реакции вида

vFF+vOO⟶vP1P1+vP2P2+⋯+vPjPj,

(30)

, где F обозначает топливо, O окислитель и P продукты реакции, скорость реакции для реакции ℓ принимается равной

ω˙¯ℓ=ρ¯M(1τmix)Aebumin Y¯F,Y¯OsO,Bebu(Y¯P1sP1+⋯+Y¯PjsPj)},

(31)

где sO=vOMOvFMF, sPj=|vPj|MPjvFMF, v – молярный стехиометрический коэффициент для частиц j в реакции ℓ , M – молекулярная масса частиц.Уравнение (30) по существу утверждает, что интегральная скорость микроперемешивания пропорциональна средней (макроскопической) концентрации ограничивающего реагента, деленной на временной масштаб больших вихрей (kε=τmix). Y¯F, Y¯O, Y¯P – средние концентрации горючего, окислителя и продуктов соответственно. Aebu и Bebu — константы модели с типичными значениями 0,5 и 4,0 соответственно. Значения этих констант подобраны по экспериментальным результатам и подходят для большинства случаев, представляющих общий интерес.

В наших симуляциях мы использовали сокращенный механизм сгорания с 6 компонентами и 4 реакциями для учета топлива, представляющего собой смесь различных алканов. Эта смесь состоит на 95 % из CH ₄ и на 5 % из C ₂ H ₆ , C ₃ H ₈ и C ₄ H ₁₀ .

Вышеупомянутые модели дискретизируются с помощью метода конечных объемов с использованием наматывания второго порядка для конвективных членов [14–16]. Уравнения потока решаются с помощью раздельного подхода, в котором алгоритм SIMPLE реализует связь скорость-давление.Уравнение энергии решается для химической термической энтальпии с использованием снова раздельного подхода. Температура вычисляется из энтальпии в соответствии с уравнением состояния. На каждой внешней нелинейной итерации результирующие линейные системы решаются с помощью алгебраического многосеточного предобуславливателя для подходящего ускорения подпространства Крылова [17].

3.4 Дополнительная информация

В ситуациях, когда среда, разделяющая горячие стенки, прозрачна для теплового излучения, как в случае сухого воздуха, излучение может возникать только как поверхностное явление.Однако в нашем случае газ в надводном слое печи будет поглощать, излучать и рассеивать интенсивность теплового излучения, испускаемого горячими стенками печи. Этот процесс регулируется уравнением переноса излучения (RTE), которое реализовано в модели излучения участвующей среды. Модель дискретизируется в телесном угле методом дискретных ординат, подробно описанным в [18, 19].

3.5 Реализация программного обеспечения

Моделирование проводилось с использованием пакета программного обеспечения STAR-CCM+ [20] на десятиузловом кластере Linux с процессорами Intel Duo и Quad Core с тактовой частотой от 2. 20 ГГц и 3,16 ГГц с 64-битным дистрибутивом Slackware 13. Итерация трехмерной модели горения до равновесного состояния требовала от 3500 до 4000 нелинейных итераций и от трех до трех с половиной дней расчетного времени.

%PDF-1.4
%
18752 0 объект
>
эндообъект
внешняя ссылка
18752 57
0000000015 00000 н
0000001476 00000 н
0000001851 00000 н
0000001944 00000 н
0000002001 00000 н
0000002098 00000 н
0000002155 00000 н
0000002252 00000 н
0000002349 00000 н
0000002424 00000 н
0000002521 00000 н
0000002595 00000 н
0000002692 00000 н
0000002770 00000 н
0000002867 00000 н
0000002940 00000 н
0000003037 00000 н
0000003138 00000 н
0000009477 00000 н
0000010159 00000 н
0000010659 00000 н
0000010928 00000 н
0000011424 00000 н
0000011689 00000 н
0000012224 00000 н
0000012487 00000 н
0000012871 00000 н
0000013124 00000 н
0000013529 00000 н
0000013776 00000 н
0000013863 00000 н
0000013906 00000 н
0000016582 00000 н
0000019103 00000 н
0000020910 00000 н
0000022705 00000 н
0000024705 00000 н
0000027528 00000 н
0000029670 00000 н
0000032033 00000 н
0000034764 00000 н
0000039966 00000 н
0000046821 00000 н
0000052269 00000 н
0000056945 00000 н
0000059364 00000 н
0000064580 00000 н
0000068361 00000 н
0000073523 00000 н
0000080251 00000 н
0000085104 00000 н
00000

00000 н
0000095655 00000 н
0000101275 00000 н
0000104051 00000 н
0000109078 00000 н
0000003235 00000 н
трейлер
>
startxref
0
%%EOF
18753 0 объект
>
/StructTreeRoot 1606 0 R
/Метаданные 1318 0 R
/PieceInfo >
>>
/LastModified (D:2005071

22)
/PageLabels 1288 0 R
/Страниц 1290 0 Р
/OCСвойства >
/OCGs [ 1112 0 R
]
>>
>>
эндообъект
18754 0 объект
[ 18755 0 Р
18757 0 Р
18760 0 Р
18762 0 Р
18764 0 Р
18766 0 Р
18768 0 Р
]
эндообъект
18755 0 объект
>
/Ф 18756 0 Р
>>
эндообъект
18756 0 объект
>
эндообъект
18757 0 объект
>
/Ф 18758 0 Р
>>
эндообъект
18758 0 объект
>
эндообъект
18759 0 объект
>
эндообъект
18760 0 объект
>
/Ф 18761 0 Р
>>
эндообъект
18761 0 объект
>
эндообъект
18762 0 объект
>
/Ф 18763 0 Р
>>
эндообъект
18763 0 объект
>
эндообъект
18764 0 объект
>
/Ф 18765 0 Р
>>
эндообъект
18765 0 объект
>
эндообъект
18766 0 объект
>
/Ф 18767 0 Р
>>
эндообъект
18767 0 объект
>
эндообъект
18768 0 объект
>
/Ф 18769 0 Р
>>
эндообъект
18769 0 объект
>
эндообъект
18808 0 объект
>поток

Расходомеры воздуха для бетона типа B, соответствующие стандарту ASTM C231

Высококачественный воздухомер Gilson типа B для бетона измеряет воздухововлечение из образца свежего бетона в основании. Наша модель HM-30 оснащена эксклюзивным манометром Gilson Gorilla Gauge, а новый экономичный HM-30S оснащен манометром американского производства из нержавеющей стали. Другие характеристики двух блоков идентичны. Долговечные хомуты из нержавеющей стали быстро приспосабливаются и менее дороги в замене. Встроенный насос с большой удобной ручкой быстро создает давление в расходомере. Он защищен от попадания грязи и воды в область поршня. Латунные краны имеют шаровые краны из нержавеющей стали для обеспечения точности и долговечности. Рукоятки Petcock имеют виниловое покрытие для более удобной работы.Литой алюминиевый базовый объем составляет 1/4 фута³, и его также можно использовать для определения удельного веса и предела текучести.

Точность расходомеров воздуха Gilson превышает требования ASTM. В комплект входят калибровочный сосуд, калибровочные пробирки, трамбовочный стержень, алюминиевая линейка, шприц для воды, футляр для переноски и инструкция по эксплуатации. Прочный пластиковый футляр для переноски надежно удерживает расходомер со всеми компонентами в штампованной прокладке из пеноматериала.

HM-30 включает в себя наш эксклюзивный датчик Gorilla Gauge, прочный датчик, разработанный в Германии, с точным механизмом, украшенным драгоценными камнями, и высокопрочным литым корпусом из полимида B, водонепроницаемым и устойчивым к ржавчине.Калибровочные винты с микрорегулировкой обеспечивают превосходную точность и экономят время во время процедур калибровки и технического обслуживания. Прибор Gorilla Gauge имеет рейтинг ANSI B40 Grade 2A с точностью ±1/2% от полной шкалы. Линза из двухслойного безопасного стекла закрыта резьбовой рамкой с уплотнительным кольцом.

HM-30S использует надежный и точный манометр американского производства с корпусом из нержавеющей стали. Прочный промышленный реечный механизм имеет точность ±1% от полной шкалы. Резьбовая рамка с прокладкой герметизирует линзу из безопасного стекла.

См. всю линейку счетчиков воздуха для бетона.

Характеристики:

Точный, высококачественный и простой в использовании прибор для испытаний бетона с вовлеченным воздухом

Новый прецизионный прибор Gorilla Gauge с прочным пластиковым корпусом и защитным стеклом

Прочный пластиковый кейс предназначен для переноски Все необходимые компоненты

входят в комплект:

Gilson бетонный воздушный счетчик, с горилла калибровки или нержавеющая сталь

Calibration Calibration

Calibration трубки

24in (610 мм)

алюминиевый шприц

Пластиковый кейс для переноски

Принадлежности:

Подбивочные стержни с полусферическими наконечниками предназначены для использования при уплотнении образцов бетона в ходе необходимых испытаний, включающих осадку, содержание воздуха и прочность

HMA-368 используется для удаления излишков материала

Сменные датчики качественные, надежные манометры, которые подходят к большинству счетчиков воздуха для бетона типа B

Сменный воздушный насос подходит для счетчиков воздуха для бетона Gilson (и других производителей) с прочной конструкцией, обеспечивающей более длительный срок службы. Список дополнительных запасных частей см. на нашей странице запасных частей для бетонных воздухомеров.

Блоги по теме:

Числа – Объем – Треугольные призмы

Введение

Бывают ситуации, когда вам нужно рассчитать объем треугольной призмы . Это может включать в себя треугольную секцию на бетонной плите или выемку грунта из наклонного блока.

Вы знаете, как вычислить объем треугольных призм?

Расчет объема

Помните формулу для расчета объема:
V olume = A rea на h восемь
V = A X h
5 h
5 h .

Для треугольника площадь рассчитывается по формуле:
A площадь = половина b асе на a высота

Таким образом, чтобы вычислить объем треугольной призмы , формула:

Упражнение 1

Вычислите объем этой треугольной призмы.

Введите свой ответ и выберите «Отправить для обратной связи».

м ³

Представлять на рассмотрение

Упражнение 2

Вычислите объем этой треугольной призмы.

Введите свой ответ и выберите «Отправить для обратной связи».

м ³

Представлять на рассмотрение

Упражнение 3

Вычислите объем этой треугольной призмы.

Введите свой ответ и выберите «Отправить для обратной связи».

м ³

Представлять на рассмотрение

Упражнение 4

Вычислите объем этой треугольной призмы.

Введите свой ответ и выберите «Отправить для обратной связи».

м ³

Представлять на рассмотрение

Резюме

Это конец раздела о треугольных призмах.

Ключевые моменты, которые следует помнить:

формула объема:
Объем = Площадь по высоте

вычислить объем треугольной призмы по формуле:
Объем = половина основания по высоте по высоте.

Вы можете просмотреть этот раздел или выбрать другой в меню слева.

.

Leave A Reply
Отменить ответ

Найти:
Рубрики

Дом

Заливка

Инструкци

Ленточный

Разное

Своими руками

Советы

Фундамент

© 2023 строительная корпорация «РЕЗУЛЬТАТ»