Полистиролбетон – альтернатива традиционным материалам
Полистиролбетон – это бетон с добавлением вспененного полистирола. Хотя этот материал относится к категории ячеистых бетонов, он отличается от них своими свойствами.
К преимуществам полистиролбетона можно отнести широкую сферу применения, обусловленную возможностью предусматривать плотность изготавливаемой продукции в вариативном диапазоне.
Плотность полистиролбетона снижают за счет добавления наполнителя с пористой структурой – вспененного полистирола. Когда нужно получить полистиролбетон высокой плотности, увеличивают добавление кремнеземистого компонента. Варьируя плотность материала, получают основу для теплоизоляции и возведения строений (марки D150 и D600). Необходимые конструктивные элементы, как правило, производятся по технологии литья в металлоформы.
В зависимости от плотности этот тип бетона выпускается как теплоизолятор с низким значением показателя плотности или в качестве конструкционного – с высоким. Вес кубометра наиболее легкой версии полистиролбетона около 150 кг, чего не скажешь о газо- и пенобетоне.
Согласно ГОСТ Р 51263-2012, полистиролбетон состоит из разных видов портландцемента, кремнеземистых наполнителей, вспененного полистирола (пенопласта), модификаторов, пластификаторов, ускорителей отвердевания смеси.
Чем хорош полистиролбетон?
Бетон с наполнителем успешно применяется, как в России, так и на Западе. Но до недавнего времени применение именно этого типа бетона было менее распространено. Сейчас отмечается повышение спроса на полистиролбетон за счет несомненных достоинств этого стройматериала:
1. Более простая и низкая по материалоемкости технология производства (по сравнению с изготовлением прочих видов легких бетонов), потому выпуск бетона с наполнителем из полистирола стоит дешевле. Экономится около 70% раствора, необходимого для других типов подобной продукции. Полистиролбетон имеет лучшие теплотехнические свойства и представляет собой серьезного конкурента газобетону.
2. Низкая теплопроводность полистиролбетона обуславливает значительную экономию на отоплении зданий.
3. Жесткие требования, предъявляемые в строительстве к фактору энергосбережения, служат причиной разделения материалов на теплоизоляционные и несущие механические нагрузки. По этой причине полистиролбетон особенно примечателен и пользуется спросом.
4. Свойства материала благоприятствуют отливу крупных блоков, в значительной мере снижающих трудоемкость кладки стен. К тому же благодаря легкому весу при строительстве нет нужды использовать тяжелую спецтехнику. Штучные изделия из полистирола удобны при обработке, так как хорошо пилятся, сверлятся, подлежат отделке с помощью гвоздей без затруднений.
5. При устройстве конструкций элементы соединяются между собой тем же клеевым составом, что и пеноблоки. Поэтому кладка из полистиролбетона не содержит швов толще 4 мм, что исключает образование мостиков холода.
6. Полистиролбетон ценится также за высокую пожарную безопасность, так как относится к группе трудногорючих материалов.
7. Стройматериал устойчив к низким температурам, экологичен. Как утверждают производители, срок службы сооружений из блоков с полистиролом достигает 100 лет.
8. Полистиролбетон не является благоприятной средой для развития микроорганизмов, жизнедеятельности насекомых и мелких грызунов.
9. В помещениях строений, возведенных с использованием полистиролбетона, наблюдается хороший микроклимат и шумозащита. Первый фактор обеспечивается присущей материалу паропроницаемости и гидроизоляционным свойствам.
Теплопроводность и паропроницаемость полистиролбетона
Значения теплопроводности и паропроницаемости полистиролбетона даны в таблице в зависимости от его плотности. Рассмотрены марки полистиролбетона с плотностью от 150 до 600 кг/м3.
Теплопроводность полистиролбетона указана, как в сухом состоянии при температуре от -20 до 50°С, так и с учетом влажности. Следует отметить, что влажный полистиролбетон более теплопроводный, чем сухой. Теплопроводность полистиролбетона увеличивается с ростом его плотности.
Паропроницаемость полистиролбетона зависит от его плотности. Чем более плотен этот тип бетона, тем ниже его паропроницаемость.
Применение полистиролбетона
Полистиролбетон применяется для возведения перегородок, сборных структур, плит перекрытий и ограждающих конструкций. Весьма ценится материал при надстройке сооружений, тем более если вес добавляемой системы – решающая характеристика.
Явные достоинства полистиролбетона сделали его применение востребованным при устройстве крыш, полов в качестве тепло- и звукоизоляционного материала. Это также отличный вариант, когда необходим наполнитель для нивелирования пустот в кладке из кирпича и прочих конструкциях. В том числе там, где предъявляются повышенные требования к звукоизоляции.
Стены из полистиролбетона рекомендуется сооружать толщиной 30 см. Как заверяют изготовители, блоки не подвержены усадке. Значит, новые стены можно штукатурить без опасения, что покрытие быстро потрескается. Перед отделкой поверхность обрабатывается грунтовкой-бетонконтактом для увеличения адгезии.
Источник:
Полистиролбетон. Технические условия ГОСТ Р 51263-2012. М.: «Стандартинформ», 2014 — 24 с.
характеристики: теплопроводность, плотность и вес
Главная Полистиролбетон характеристики
Содержание:
- Свойства и характеристики
- Полистиролбетон теплопроводность
- Сколько весит полистиролбетон
- Плотность полистиролбетона
- Нормативные и расчетные сопротивления полистиролбетона
- Полистиролбетон прочность на изгиб
Свойства и характеристики:
- Класс по прочности на сжатие. М2.5-М3.5 и В0.35-В2.5. 1 погонный метр монолитной конструкций толщиной 300 мм может выдерживать распределенную нагрузку до 35 тонн.
- Марка блоков. D150-D550. D150- D200 используются в качестве утеплителя, D250- D350 для перегородок, а D550 для несущих конструкций.
- Показатель морозостойкости. F25-F150. В среднем изделие способно выдержать до 70 замораживаний и оттаиваний без потери целостности и теплоизолирующей способности.
- Предел прочности на растяжение при изгибе. 0.10–0.73.
- Температурный режим. Блоки могут эксплуатироваться при температуре от -60 до +70 градусов.
- Показатель звукоизоляции. Стена из ПСБ толщиной 300 мм способна гасить звук до 70 дБ, что обеспечивает превосходную шумоизоляцию.
Среди других технических характеристик полистиролбетона можно отметить пожаробезопасность, он имеет класс НГ1, то есть не подвержен горению. ПСБ отличается долговечностью, рассчитан на эксплуатацию до 100 лет.
В соответствии с техническими характеристиками полистиролбетон в сравнении с кирпичом и газоблоками имеет небольшой вес. В среднем 1 блок ПСБ весит так же, как 15–17 кирпичей. В сравнении с деревом исключено появление плесени и грибка.
Мы рассмотрели основные свойства и характеристики полистиролбетона, изделия из цемента, песка, гранул полистирола и специализированных добавок.
- Смесь цемента.
- Пенополистирол.
- Шлакопортландцементная продукция.
- Вода.
Дополнительно используются модифицирующие компоненты. Они предназначены для:
- Повышения скорости затвердевания.
- Корректировки времени затвердевания.
- Улучшения пластичности.
- Предотвращения растрескивания.
- Эффективного отведения воздуха.
Марка блоков по средней плотности (кг/м3) | Класс по прочности на сжатие | Средняя прочность на сжатие R, МПа | Передел прочности на растяжение при изгибе, МПа | Коэффициент теплопроводности, Вт/м °С | Марка по морозостойкости | ||
В сухом состоянии | При эксплуатационной влажности | ||||||
А | Б | ||||||
D150 | М 2,5 | — | 0,10 | 0,055 | 0,057 | 0,060 | F25 |
D200 | М 3,5 | — | 0,15 | 0,065 | 0,070 | 0,075 | F25-F35 |
D250 | В 0,35 | — | 0,25 | 0,075 | 0,085 | 0,090 | F35-F50 |
D300 | В 0,5 | 0,73 | 0,35 | 0,085 | 0,095 | 0,105 | F35-F50 |
D350 | В 0,75 | 1,09 | 0,50 | 0,095 | 0,110 | 0,120 | F50-F75 |
D400 | В 1,0 | 1,45 | 0,60 | 0,105 | 0,120 | 0,130 | F50-F75 |
D450 | В 1,5 | 2,16 | 0,65 | 0,115 | 0,130 | 0,140 | F75-F100 |
D500 | В 2,0 | 2,90 | 0,70 | 0,125 | 0,140 | 0,155 | F75-F100 |
D550 | В 2,5 | 3,60 | 0,73 | 0,135 | 0,155 | 0,175 | F100-F150 |
Полистиролбетон теплопроводность
Полистиролбетон широко используется в строительстве благодаря своим наилучшим показателям теплопроводности. В среднем этот коэффициент составляет 0.13–0.15 Вт/(м*С). Чем больше полистирольных шариков находится в блоке, тем меньше плотность. Для южных регионов в основном приобретают изделия плотностью 600 кг/м3, что обеспечивает теплопроводность 0.17 Вт/(м*С). В регионах с резко континентальным климатом оптимально использовать материал с более низкой плотностью 500 кг/м3, что составляет около 0.15 Вт/(м*С).
Высокие показатели теплопроводности ПСБ в сравнении с газоблоком и пеноблоком позволяет использовать его как в качестве несущего конструкционного материала, так и в качестве теплоизоляционного. Полистиролбетон имеет наилучший коэффициент теплопроводности в сравнении с кирпичом. Например, блок ПСБ марки D600 толщиной 400 мм обладает теми же теплосберегающими показателями, что и кирпичная стена толщиной 1,5 метра или бетон толщиной 3 метра.
Сколько весит полистиролбетон
В среднем вес полистиролбетона на 1 кубический метр составляет около 510–540 кг. Конечная масса зависит от соотношения материалов, цемента, песка и полистирола, марки изделия и особенностей производства. В соответствии с ГОСТ вес полистиролбетона является следующим:
- D250 весит 9 кг.
- D300 весит 10.8 кг.
- D400 весит 14.4 кг.
- D550 весит 19.8 кг.
Дополнительно стоит отметить, что вес полистиролбетона кг в кубе может иметь различные данные исходя не только из марки, но и типоразмера. Например, D300 размером 150х300х600 мм будем весить 8.1 кг, 400х300х600 мм 21.6 кг, а вот 250х300х600 мм 13.5 кг. То есть многое зависит не только от марки, но и типоразмера изделия. Информация находится в технической документации. Существуют определенные нормативы, которые закреплены в ГОСТ Р 51263–99.
Благодаря тому, что вес полистиролбетона 1 м3 на 1 м3 значительно меньше, чем у газоблока, кирпича и камня его широко используют в малоэтажном строительстве, при возведении дачных домиков, административных зданий, таунхаусов. Из-за малого веса он не оказывает значительного воздействия на фундамент, что позволяет сэкономить на основании здания и возвести двух, трехэтажное здание с минимальными затратами.
Плотность полистиролбетона
Изделие из портландцемента, кварцевого песка, гранул полистирола и модифицирующих добавок отличается невысокой плотностью, считается легким, имеет пористую структуру. Показатель плотности зависит от марки изделия. Наименьший показатель у марок D150 и D250, но такие материалы имеют наименьший коэффициент теплопередачи, позволяют лучше сохранять тепло внутри помещения. К изделиям высокой плотности относятся полистирольные блоки марки D450 и D600. Они характеризуются повышенной прочностью, используются для возведения перегородок и несущих конструкций.
Полистиролбетон низкой плотности в основном используется для тепло- и звукоизоляции объектов, жилых домов, коттеджей и многих других строений. На показатель плотности будет влиять соотношение цемента, песка и полистирола. Существуют определенные ГОСТы и стандарты. Плотность полистирола кг/м3 закреплена в ГОСТ Р 51263–12.
При приобретении стройматериала у производителей необходимо удостовериться, что продукция была произведена в соответствии с ГОСТ. Для этого необходимо запросить сертификаты и техническую документацию. Важно отметить, что на плотность будет влиять также марка портландцемента и размеры полистирола.
Нормативные и расчетные сопротивления полистиролбетона
Вид сопротивления | Нормативные сопротивления полистиролбетона и расчетные сопротивления полистиролбетона, МПа, для предельных состояний второй группы при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||
М5 | В0,5 | B0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
Сжатие Осевое (призменная прочность) Rbh и Rb,ser | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
Растяжение осевое Rbtn иRbt,ser | 0,12 | 0,15 | 0,21 | 0,26 | 0,3 | 0,32 | 0,35 |
Растяжение при изгибе Rbtfn и Rbtf,ser | 0,23 | 0,27 | 0,38 | 0,47 | 0,55 | 0,58 | 0,64 |
Вид сопротивления | Расчетные сопротивления полистиролбетона, МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||
М5 | В0,5 | B0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb | 0,25 | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 1,05 | 1,4 | 1,75 |
Растяжение осевое Rbt | 0,07 | 0,09 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,20 | 0,23 |
Растяжение при изгибе Rbtfn и Rbtfn,ser | 0,14 | 0,16 | 0,22 | 0,28 | 0,32 | 0,35 | 0,40 |
Марка полистиролбетона по средней плотности | Начальный модуль упругости полистиролбетона при сжатии и растяжении Eб 10-3, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||
М5 | В0,5 | В0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 | |
D250 | 0,35 | 0,45 | — | — | — | — | — |
D300 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | — | — | — | — |
D350 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 1,1 | — | — | — |
D400 | — | 0,70 | 0,80 | 1,2 | 1,3 | — | — |
D450 | 1,3 | 1,4 | 1,6 | — | |||
D500 | — | — | — | — | 1,45 | 1,7 | 1,9 |
D600 | — | — | — | — | 1,6 | 1,8 | 2,1 |
Полистиролбетон прочность на изгиб
Полистиролбетон имеет множество преимуществ перед ячеистым бетоном. Предел прочности на изгиб колеблется от 0.10 до 0.73 МПа. Многое зависит от марки блока ПСБ. Изделие D150 и D300 имеет показатель прочности 0.10–0.35 МПа, D400 и D500 0.60–0.73 МПа. Изделие с невысоким показателем МПа в основном используют для звукоизоляции объектов, а материалы, у которых показатель МПа выше 0.70, применяют для перегородок и несущих конструкций. На прочность полистиролбетона на изгиб и сжатие влияет соотношение цемента, песка и полистирола, а также качество цемента.
Важно отметить, что автоклавный ячеистый бетон превышает на 10–12% прочность ячеистого бетона естественного режима затвердевания и на 20–30% прочности керамзитобетона. Прочность автоклавного ячеистого бетона соответствует классам В5.0-В12.5.
Соответствующие показатели прочности закреплены в ГОСТ Р 51263–99, где можно более подробно ознакомиться с важными техническими параметрами. Рекомендуется использовать для строительства объектов блоки марки D550 класса прочности D2.5 и выше плотностью 450 кг/м3. Оптимальный вариант для малоэтажного строительства.
Полезные статьи
Что такое полистиролбетон
Читать статью
Стеновые панели из полистиролбетона
Читать статью
Дом из полистиролбетона — толщина стен
Читать статью
Полистиролбетон или газобетон что лучше
Читать статью
Полистиролбетон газобетон или пенобетон что лучше
Читать статью
Монолитный дом из полистиролбетона
Читать статью
Нужна консультация?
Заполните форму и мы свяжемся с Вами.
Долговечность модифицированного пенополистирольного бетона после динамического циклического нагружения
На этой странице характеристики поглощения энергии вибрации. Основываясь на экспериментальных данных, полученных при объемном соотношении пенополистирола 0%, 20%, 30% и 40% путем замены матрицы или крупного заполнителя, два стиля дизайна имели почти одинаковую прочность на сжатие. Применяя циклическую нагрузку с частотой 5 Гц, 50000 или 100000 раз, 40 кН, 50 кН и 60 кН, показано, что чем выше размер включения, тем ниже будет прочность пенополистирола на сжатие; чем больше была приложенная динамическая циклическая нагрузка, тем более очевидным было бы изменение прочности на сжатие. При этом прочность пенополистирола не претерпела явных изменений после испытаний на долговечность. Результаты этого исследования имели практическое значение при использовании пенополистирола в некоторых конструкциях с длительными циклическими динамическими нагрузками.
1. Введение
Поскольку легкий бетон на основе вспененного полистирола (EPS) обладает такими характеристиками, как легкий вес, поглощение энергии и сохранение тепла, он используется во многих конкретных отраслях строительства, таких как высотные здания, плавучие морские платформы и крупногабаритные сооружения. размерный и большепролетный бетон [1, 2]. Легкий бетон (LWC) не загрязняет окружающую среду, потому что производство частиц пенополистирола потребляет мало энергии, а частицы не имеют яда и вреда. Бетон EPS обладает характеристиками экономичности, защиты окружающей среды и энергосбережения, что соответствует концепции дизайна современного строительного материала.
В 1970-х Кук [3] поместил частицы пенополистирола в бетон и провел исследования. Систематические исследования начались в 1990-х годах; Французский ученый получил связь между прочностью легкого бетона и пористостью путем введения в бетон различных пропорций частиц пенополистирола [4]. Бетон EPS был получен путем замены частично нормальных заполнителей в бетоне; конкретная стадия смешивания зависела от требований к плотности и уровням прочности. Взаимосвязь между прочностью и широким диапазоном плотностей пенополистирола может быть получена путем изменения масштаба смеси частиц пенополистирола [1, 4–8]. Также были проведены исследования, посвященные влиянию размера частиц пенополистирола на прочность бетона на сжатие [9]., 10]. Латекс стирол-бутадиенового каучука (SBR) был применен в бетоне EPS в качестве полимерной добавки Ченом и Лю [11] для улучшения однородности частиц EPS в LWC и обеспечения того, чтобы частицы не всплывали во время вибрации бетона. Бабу и др. [12] увеличили прочность путем смешивания летучей золы с пенополистирольным бетоном и улучшили раннюю прочность путем смешивания микрокремнезема с пенополистирольным бетоном [13]. С введением метода премиксов, используемого Ченом и Лю [14] для изготовления пенополистирола, удалось избежать сегрегации частиц пенополистирола в заполнителе во время литья. Лаалаи и Саб [15] проверили формулу преобразования для образцов разных размеров.
Пенобетон считается энергопоглощающим материалом для защиты заглубленных военных сооружений и некоторых специальных конструкций, подвергающихся длительным циклическим нагрузкам. Между тем, он предъявляет требования к прочности и долговечности пенополистирола. Основной целью данной статьи является количественная оценка влияния размера включения пенополистирола на прочность на сжатие, улучшение прочности и удобоукладываемости пенополистирола путем смешивания трех добавок. Долговечность пенополистирола была получена путем сравнения образцов до и после приложения циклической нагрузки 40 кН, 50 кН и 60 кН в течение 50000 или 10000 раз.
2. Принципы расчета материалов и смесей
Образцы для испытаний были изготовлены из того же типа, что и для очень высокопрочного бетона, а частицы пенополистирола заменяли часть бетона или крупного заполнителя.
(1) Цемент. Изготовлен из цемента ЦЕМ I 52,5.
(2) Мелкий заполнитель. Изготавливается из окатанного речного песка с модулем крупности 2,85.
(3) Крупный заполнитель. Это гравий диаметром от 4 до 20 мм.
(4) Частицы EPS. Частицы пенополистирола представляют собой сферические частицы вспененного полистирола диаметром от 1 до 3 мм и плотностью 20 кг/м 3 , что показано на рисунке 1.
(5) Диоксид кремния. Поскольку крупность микрокремнезема очень низкая, она составляет около 80–100 по сравнению с обычным цементом, и она используется в бетоне для заполнения пор между гранулами цемента, а гидратные продукты аналогичны цементу в воде; другая смесь будет связана гелем. Соотношение смешивания микрокремнезема обсуждается К. Г. Бабу и Д.С. Бабу [13].
(6) Добавка. Суперпластификатор на основе поликарбоксилата использовался для улучшения удобоукладываемости и прочности на сжатие пенополистирола, а соотношение смешивания соответствует результатам Miled et al. [4]. Частицы пенополистирольных сфер представляют собой гидрофобный материал, чрезвычайно легкий с плотностью всего 12–20 кг/м 3 , что может вызвать сегрегацию при смешивании и сделать пенополистирольный бетон неоднородным, что приведет к снижению прочности на сжатие.
Есть два способа решения этой проблемы: один заключается в увеличении действия связи между частицами пенополистирола и заполнителями путем преобразования частиц пенополистирола из гидрофобного материала в гидрофильный материал, а другой заключается в повышении вязкости бетона из пенополистирола. Чтобы максимально улучшить прочность пенополистирола на сжатие, образец был изготовлен с применением обоих методов. В смесь вмешивали полимерную эмульсию для увеличения вязкости; взаимосвязь между прочностью на сжатие и соотношением компонентов смеси показана на рис. 2. Эфир гидроксипропилцеллюлозы использовался для контроля консистенции и водоудерживающей способности бетонного раствора; взаимосвязь между прочностью на сжатие и коэффициентом смешивания показана на рис. 3. Эти две добавки могут гарантировать, что частицы пенополистирола не будут расслаиваться во время вибрации бетона.
(7) Метод смешивания. Из-за гидрофобного материала частиц пенополистирола удобоукладываемость и долговечность пенополистирола в процессе смешивания были плохими [16]. Действительно, после многократного смешивания для изготовления пенополистирола был использован метод смешивания, аналогичный методу «обертывания песком». Во-первых, он втянул частицы пенополистирола, 1/3 воды и 1/2 полимерной эмульсии в смешанный бункер. После перемешивания в течение одной минуты он поместил гравий в смесительный бункер, затем перемешивал его в течение одной минуты и, наконец, затянул все остальные заполнители в смесительный бункер и перемешивал их в течение двух минут. Метод смешивания обеспечит удобоукладываемость и однородность пенополистирола.
3. Испытание на прочность при сжатии
Кубики пенополистирола размером 100 мм использовались для исследования прочности на сжатие после хранения в лабораторных условиях в течение 28 дней. Водоцементное отношение является важным показателем, влияющим на прочность на сжатие. Взаимосвязь между водоцементным отношением и прочностью на сжатие показана на рисунке 4. Прочность на сжатие значительно снижается, когда водоцементное отношение устанавливается равным 0,36, поскольку частицы пенополистирола состоят из гидрофобного материала, а удобоукладываемость падает при снижении водоцементного отношения. увеличивается. Прочность на сжатие немного меняется, когда водоцементное отношение увеличивается с 0,32 до 0,34, с учетом экономических соображений применительно к практическому проектированию водоцементное отношение в этой статье установлено равным 0,32.
Чтобы проследить влияние объемного соотношения частиц пенополистирола на прочность на сжатие, были изготовлены образцы пенополистирола различной плотности в соответствии с таблицей 1.
Объемное соотношение пенополистирола, рассматриваемое здесь как пористость бетона, определялось следующим формула [4]: где – плотности матрицы, и – плотности пенобетона и частиц пенополистирола соответственно.
Было изготовлено три образца в соответствии с каждым стилем дизайна, и каждое значение было сообщено, поскольку пористость и прочность на сжатие образца незначительно различаются. Влияние пористости на прочность на сжатие легкого пенополистирола показано на рисунках 5 и 6 9.0003
Минимальная и максимальная прочность на сжатие пенополистирола с конструктивным исполнением частиц пенополистирола, заменяющих бетон в возрасте 28 дней, составляли 18,05 и 40,31 МПа; в то же время минимальная и максимальная прочность на сжатие составляли 16,23 и 40,07 МПа в соответствии со стилем проектирования частиц пенополистирола, заменяющих крупный заполнитель на рисунках 5 и 6. Можно обнаружить, что объемное соотношение пенополистирола оказывает наиболее значительное влияние на прочность на сжатие пенополистирола, заменяющего бетона или крупнозернистого заполнителя и увеличение объема пенополистирола и снижение прочности на сжатие.
Согласно испытательному значению, прочность на сжатие двух стилей дизайна в основном совпадала, но пористость пенополистирола отличалась от рисунков 5 и 6. бетона было меньше, а прочность на сжатие этого стиля дизайна была такой же, как у частиц пенополистирола, заменяющих крупный заполнитель. Таким образом, исследовательский акцент в этой статье делается на изучение механических свойств пенополистирола с частицами пенополистирола, заменяющими бетон.
Посредством экспоненциального анализа соответствия полученные эмпирические соотношения могут быть записаны как где представляют собой прочность на сжатие (МПа) через 28 дней. Коэффициент корреляции предложенного отношения составляет 0,989, что указывает на значимые корреляции.
Режим отказа. Различное соотношение объема частиц пенополистирола имело различный характер разрушения, что показано на рисунке 7. Матрица разрушалась после испытания на прочность на сжатие, и масштаб трещины был меньше вместе с увеличением объемного отношения частиц пенополистирола. Это явление было вызвано характеристиками поглощения энергии частицами пенополистирола, и внешний вид оставался неповрежденным, даже если бетон пенополистирола подвергался разрушению.
4. Долговечность пенобетона
Бетон из пенополистирола обладает характеристиками виброустойчивости и поглощения энергии, которые можно использовать в гражданском строительстве на основе циклической нагрузки для снижения вибрации системы. Однако большое значение имеет испытание на долговечность пенополистирола с вибрационным свойством, так как воздействие вибрационной нагрузки часто сопровождается характеристикой низкой долговечности. В этой статье качественно анализируется влияние объемного соотношения пенополистирола, времени циклов вибрации и вибрационной нагрузки на долговечность бетона из пенополистирола с помощью испытаний на циклическую нагрузку.
В испытании на циклическую динамическую вибрацию использовалась электрогидравлическая сервоприводная испытательная система 370.50 MTS, показанная на рисунке 8, которая имела грузоподъемность 500 кН и динамический ход 150 мм, а данные испытаний можно было отображать в реальном времени и сохранять в компьютере. Объемное соотношение ЭПС составляло 0%, 20%, 30% и 40%, время цикла вибрации 50000 и 100000, вибрационная нагрузка 60 кН, 50 кН и 40 кН, частота вибрации 5 Гц; синусоидальная волна была принята для имитации процесса вибрации.
4.1.
50000-кратный тест на долговечность
После 50 тысяч испытаний на циклическую нагрузку бетон будет проходить испытания на прочность; значение прочности на сжатие до и после циклического нагружения показано на рисунках 9–11.
Прочность на сжатие бетона без частиц пенополистирола снизилась в разной степени после испытания на долговечность, и чем больше приложенная циклическая нагрузка, тем более очевидным было снижение прочности бетона. Прочность на сжатие бетона с объемным соотношением частиц EPS 20% (бетон с 20% EPS) была меньше, чем раньше, в то время как прочность на сжатие бетона с 30% и 40% EPS в разной степени увеличивается при приложении циклической нагрузки 40 кН, в основном из-за циклической нагрузки. приводило к сжатию частиц пенополистирола, а уплотнение пенополистирола при приложении нагрузки было небольшим; таким образом, прочность на сжатие бетона с содержанием пенополистирола 30% и 40% была выше, чем до испытания на долговечность. При приложении нагрузки от 40 кН до 50 кН и, наконец, до 60 кН влияние циклической нагрузки на долговечность пенополистирола становилось все более и более очевидным; при этом, чем больше было объемное соотношение частиц пенополистирола, тем меньше изменение прочности на сжатие после 50000 циклов нагрузки.
4.2.
100000-кратное испытание на долговечность
Поскольку 100000-кратное циклическое динамическое испытание требует много времени, в исследовании был взят пенополистирол с объемным соотношением частиц 0% и 30% в качестве примера путем приложения синусоидальной циклической нагрузки 50 кН 100000 раз к пенополистиролу; прочность на сжатие до и после испытания на долговечность показана на рис. 12.
Изменение прочности на сжатие матрицы было очевидным после 100 000 раз динамической вибрационной нагрузки, как показано на рис. 12, в то время как прочность на сжатие бетона с 30% EPS уменьшилось по сравнению с прочностью после 50000-кратного циклического динамического вибронагружения, но снижение было незначительным; Таким образом, можно сделать вывод, что EPS-бетон является материалом с хорошей долговечностью.
5. Выводы
Бетон из пенополистирола имеет преимущества небольшой плотности, теплоизоляции и хороших сейсмических характеристик. Поэтому при изучении современных конструкционных материалов и практической инженерии большое значение имеет исследование новых бетонных материалов. Экспериментальные исследования были проведены на трех типах пенополистирола с пенополистиролом с объемным соотношением частиц в диапазоне от 0% до 40% с целью подтверждения наличия влияния собственного содержания частиц на прочность на сжатие и долговечность пенополистирола. Выводы сделаны следующим образом. (1) Для повышения прочности на сжатие полимерная эмульсия смешивается с бетонным раствором, который будет связывать другие смеси вместе, и обсуждается взаимосвязь между ее соотношением смешивания и прочностью на сжатие. Гидроксипропилцеллюлоза смешивается с пенополистиролом для улучшения удобоукладываемости цементного раствора, и изучается влияние соотношения компонентов смеси на прочность бетона на сжатие. (2) Прочность на сжатие двух типов пенополистирола, в которых бетон заменяется или только гравий, замененный частицами пенополистирола, был в основном идентичен; результат показал, что прочность на сжатие двух стилей дизайна в основном совпадала. Прочность на сжатие пенополистирола, очевидно, снижается с увеличением объемной доли частиц пенополистирола; кривая уменьшения была похожа на кривую экспоненциального типа. (3) Величина приложения динамической циклической нагрузки оказала большое влияние на прочность на сжатие после испытания на долговечность. Прочность на сжатие EPS-бетона с объемным соотношением частиц 40% была увеличена после приложения циклической динамической нагрузки 40 KN и 50 KN, а другое соотношение объемных частиц EPS-бетона было уменьшено после испытания на долговечность; при этом степень снижения прочности на сжатие была обратно пропорциональна объемному соотношению частиц пенополистирола. Кроме того, чем больше была приложенная динамическая циклическая нагрузка, тем больше был бы разрыв прочности на сжатие между до и после испытания на долговечность. Прочность на сжатие EPS-бетона с объемным соотношением частиц 0% и 30% упадет при приложении динамической циклической нагрузки 100000 раз, а снижение прочности на сжатие матрицы было намного больше, чем объемное соотношение частиц EPS-бетона 30% по сравнению с применением динамическая вибрационная нагрузка 50000 раз. (4) По результатам разработанного испытания на долговечность было доказано, что легкий бетон EPS имеет хорошую долговечность и очень хорошо используется в практическом строительстве, которое имеет определенные сейсмические требования и приложенную циклическую нагрузку.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Ссылки
Y. Xu, L. Jiang, J. Xu и Y. Li, «Механические свойства пенополистирола, легкий заполнитель, бетон и кирпич», Construction and Building Materials , vol. 27, нет. 1, стр. 32–38, 2012 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Б. Чен и Дж. Лю, «Вклад гибридных волокон в свойства высокопрочного легкого бетона, обладающего хорошей удобоукладываемостью», Исследование цемента и бетона , vol. 35, нет. 5, стр. 913–917, 2005.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Д. Дж. Кук, Гранулы пенополистирола как легкий заполнитель для бетона , Школа гражданского строительства, Университет Нового Южного Уэльса, 1972.
К. Майлед, К. Саб и Р. Лерой , «Влияние размера частиц пенополистирола на прочность легкого бетона на сжатие: экспериментальное исследование и моделирование», Механика материалов , том. 39, нет. 3, стр. 222–240, 2007 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
R. Le Roy, E. Parant и C. Boulay, «Учет размера включений при прогнозировании прочности на сжатие легкого бетона», Cement and Concrete Research , vol. 35, нет. 4, стр. 770–775, 2005.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
C. Bagon and S. Frondistou-Yannas, «Морской плавучий бетон, изготовленный из пенополистирола», Журнал исследований бетона , том. 28, нет. 97, стр. 225–229, 1976.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Р. Шри Равиндрараджа и А. Дж. Так, «Свойства затвердевшего бетона, содержащего обработанные гранулы пенополистирола», Cement and Concrete Composites , vol. 16, нет. 4, стр. 273–277, 1994.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Г. К. Хофф, Новые приложения для бетонов низкой плотности , том. 29, ACI Special Publication, 1971.
А. Лаукайтис, Р. Жураускас и Дж. Керине, «Влияние гранул пенополистирола на свойства цементного композита», Цементные и бетонные композиты , том. 27, нет. 1, стр. 41–47, 2005 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
E. Parant и R. Le Roy, «Optimisation des betons de densité inferieure à», Tech. Представитель, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Париж, Франция, 1999.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Б. Чен и Дж. Лю, «Механические свойства полимер-модифицированных бетонов, содержащих гранулы пенополистирола», Строительство и строительные материалы , том. 21, нет. 1, стр. 7–11, 2007 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Бабу Д.С., Бабу К. Ганеш и Ви Т. Х. Свойства легких бетонов на вспененном полистироле, содержащих летучую золу, Исследование цемента и бетона , vol. 35, нет. 6, стр. 1218–1223, 2005.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
К. Г. Бабу и Д. С. Бабу, «Поведение легкого пенополистирольного бетона, содержащего микрокремнезем», Cement and Concrete Research , vol. 33, нет. 5, стр. 755–762, 2003 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Чен Б., Лю Дж. Свойства легкого пенополистирольного бетона, армированного стальной фиброй, стр. 9.0021 Исследование цемента и бетона , vol. 34, нет. 7, стр. 1259–1263, 2004.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
И. Лаалаи и К. Саб, «Размерный эффект и стохастическое нелокальное повреждение в квазихрупких материалах», в Probabilities and Materials , vol. 269 of NATO ASI , стр. 151–161, Springer, Амстердам, Нидерланды, 1994.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
С. Х. Перри, П. Х. Бишофф и К. Ямура, «Детали смеси и поведение материала полистирольного заполнителя бетона», Журнал исследований бетона , том. 43, нет. 154, стр. 71–76, 1991.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Copyright
Copyright © 2016 Wenbo Shi et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.
SCIRP Открытый доступ
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и медико-биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Информатика и связь
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Опубликуйте у нас
- Подача документов
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Подача статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
+86 18163351462 (WhatsApp) | |
1655362766 | |
Публикация бумаги WeChat |
Недавно опубликованные статьи |
Недавно опубликованные статьи |
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. |