Пропорция кладочного раствора: Пропорции цемента и песка в растворе для кладки кирпича

Содержание

Раствор для кладки кирпича: как приготовить, пропорции, цементный

Существует много видов строительных смесей для строительных и отделочных работ. Какой раствор нужен для кладки кирпича? Ведь мало знать, что он содержит цемент – основной составляющий, следует ознакомиться с видами смесей, с его добавками для прочности, хорошей адгезии и долгого срока эксплуатации. Каждая приготовленная консистенция имеет свои специфики, нюансы приготовления, ограничения.

Для изучения составов цементных смесей следует немного окунуться в истоки, в историю, а также изучить таблицы точных показателей для создания строительной смеси.

История возведения сооружений при помощи растворов

Соотношение сухих и жидких составляющих единый состав для кладки кирпича имеют специфический характер. Так как смесь создается с различными составляющими, в различных пропорциях, в зависимости от того, какой кирпич применяется при кладке. А кирпичная кладка применялась еще со времен Древней Руси и до настоящих дней является наиболее актуальной.

Первым представителем кирпичной кладки византийской технологии представлена Десятинная церковь. Жидкий состав, применяемый при кладке кирпича содержал известь.

Известь в то время обжигали в специальных печах, гасили в ямах, а после применяли как связывающее раствора. В древние времена использовалась разная известь для замеса, как высокого качества, так и низкого. Сейчас чтобы применить данный составляющий высчитывается гидравлический модуль.

В те времена строители не сильно заботились о гидравличности материала, который значительно повышает качество применяемого материала для кирпичной кладки.

Отличительные особенности раствора для кладки

Смесь, применяемая для кладки кирпича, обязана соответствовать определенным требованиям. Она служит вяжущим веществом крепко соединяющим кирпичи между собой на длительный период времени.

Основные показатели качества:

  1. Прочность во время действия негативных природных явлений.
  2. Прочность соединения кирпичей.
  3. Соблюдение пропорциональности составных для эластичности раствора.
  4. Достаточные пропускные свойства шума, а также влаги.

В состав цементной смеси входит связывающий составной, заполнитель, вода, добавочные элементы.

По виду растворы разделены на простые виды и сложные составы.

Простой состав содержит цемент, воду и известь, глину или песок. Сложный же включает в себя сочетание иных добавок, улучшающих адгезию и другие свойства.

А также раствор бывает:

  • жирным – содержит большое количество вяжущей составляющей. Это даёт прочность, пластичность. Минусом является высокая усадка, а также частое растрескивание.
  • Тощим – малое количество связывающих компонентов. Это дает низкую пластичность, но бюджетность в затратах.

Раствор также является тяжелым: 1500 кг на м3, лёгким меньше 1500 кг на м3. Имеется различная прочность, от этого имеет различие смесь по маркам: М10, 25, 100 и так далее.

Подвижность массы

Подвижность применяемой массы является важным параметром. Это обусловлено способностью смеси равномерно заполнять поверхность и полость кирпича.

Проверяется это при помощи конуса, весом 300 грамм, погружаемого в свежеприготовленную массу. На какую глубину погрузился конус, столько сантиметров подвижность массы. Данный показатель зависит от состава смеси, а также от количества воды.

В зависимости от марки кирпича применяется и жидкое связывающее с требуемой подвижностью. Допустим, для красного кирпича раствор имеет 13 см, пустотелый кирпич – 8 см.

В зависимости от погодных условий используется определённый состав: в летнее время кирпич кладется на цементный состав с повышенной подвижностью.

Простой состав из цемента

Состав из цемента является самым простым по отношению к другим составам. Цемент определенной марки смешивается с просеянным чистым песком. В данную смесь заливается определённое количество воды. При этом вода не должна иметь лишних примесей и добавок. Если замес массы производится в жаркую погоду – вода должна быть прохладной, но, в холодное время года воду следует подогреть.

Цемент применяться определенной марки. Мешок перед вскрытием проверяется на целостность, на сухость. Если есть следы влаги – материал не пригоден к использованию.

Цементная смесь готовится так:

  1. Цемент, песок тщательно просеивается для избавления от глины, мусора, камушков.
  2. Следует тщательно перемешать сухие составляющие. Получится серая масса.
  3. В эту массу постепенно вливается вода. При этом смесь постоянно перемешивается до единого раствора. По густоте напоминающий сметану.

Чтобы достичь нужной пластичности, подвижности, следует применять различные пропорции песка и цемента.

В данной таблице приведены пропорции для различного раствора:

Марка растворапропорции р-ра на кладку кирпича по марке цемента (части)
500400300200150
3001:2,11:1,8
2001:31:2,5
1001:5,51:4,51:31:2
751:6,61:5,51:41:2,5
501:6,51:61:4
101:161:7

Цементно-известковый состав

Данный раствор является простым. Он имеет высокое качество прочности, уменьшенную пластичность и подвижность. Чтобы смесь была с хорошими показателями следует правильно соблюдать технологию приготовления раствора.

При этом известь вводится в смесь в виде известкового теста – негашёная известь 1 часть заливается водой 3 части на 5-10 часов. За это время происходит гашение и получается тесто.

Цементно-известковая масса является наиболее прочной по всем техническим характеристикам. Она пластична, обладает высокой адгезией, имеет большой срок эксплуатации.

Время, за которое схватывается смесь позволяет сделать её в больших количествах и работать не спеша.

Виды цементно-известкового раствора

Как приготовить раствор:

  • готовится известковое тесто;
  • соединяется сухой цемент и песок;
  • в данный цементно-песочный состав добавляется подготовленная известь и воду.

Данный состав используется для всех видов кирпичей.

Сложный тип раствора

Масса готовится по выше изложенному принципу, но с добавлением пластификаторов. Данный состав экономичный, наносится ровным слоем, обладает отличной адгезией.

Растворы с добавлением глины

Глина добавляется в состав для пластичности и хорошей адгезии. Такие растворы обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, а также гидроскопичностью.

Перед применением глина измельчается, очищается от примесей и мусора. После этого из глины делается масса сметанного вида и добавляется в сухую смесь цемента с песком. Пропорции глины такие же, как и в случае с добавлением известкового теста (в соответствии с маркой раствора).

Смесь с добавлением глины используется для кладки огнеупорного кирпича (печь, камин, груба, мангал сложной конструкции).

Сложные растворы с добавлением пластификаторов

Пластификаторы служат для улучшения качеств раствора. С добавлением средства масса обладает лучшей адгезией, пластичностью. Имеет меньший процент усадки, а также увеличивает время схватывания, что является положительной стороной для работы.

Добавки выпускаются как в сухом, так и в жидком виде.

Добавляется 1-5% от общей массы раствора для:

  1. пластичности смеси – здесь требуется точность расчета добавления составного материала;
  2. повышения морозостойкости – особенно в местности с повышенной влажностью;
  3. снижения усадки, особенно если происходят частые перепады температуры.

Внимание. Один килограмм сухой смеси добавок равен 100 килограммам жидкого цементного раствора. Более точное соотношение указано на упаковке добавки с обратной стороны.

Кроме химических добавок, предлагаемых фирмами-производителями есть пластификаторы, созданные своими руками: натертое хозяйственное, мыло, стиральная паста.

Данные добавки вводятся в строительную смесь в соотношении 100 грамм добавки на 10 литров раствора.

Набор необходимых инструментов для создания раствора

Для замеса смеси, необходимой для кладки кирпича необходим чистый инструмент:

  1. строительный миксер или соответствующая насадка;
  2. специальная ёмкость для замеса;
  3. ёмкость, которой вымеряются порции составляющих;
  4. эталонный конус;
  5. обычная широкая лопата;
  6. понадобятся весы для тяжелых предметов;
  7. обычный шпатель с широкой лопаткой;
  8. мастерок.

Количество составных в килограммах и литрах, их соотношение напрямую зависит от многих факторов: применяемый кирпич, целевая направленность (несущая стена, камин, перегородке в доме), погода на улице, а также перепады температуры.

В зависимости от этого высчитывается пластичность смеси, подвижность массы.

Технологии подачи раствора к месту кладки

В кладке из кирпича 23% всего объёма составляет раствор. Если смесь создается на предприятии, тогда к месту проведения работ цементный раствор доставляются специальной автотехникой.

К месту непосредственной кладки раствор подается в раздаточном бункере, бадье (как показано на рисунке). Бадья с цементной смесью транспортируется автокраном к месту кладки кирпича. Она устанавливается над ящиком для раствора и выгружается необходимое количество смеси. После этого бадья переносится к следующей ёмкости для раствора. И таким образом одной бадьи хватает на несколько ёмкостей.

На месте работы мастер использует ёмкость для раствора 0. 24…0.15 м куб. Такое количество раствора используется при непрерывной работе в течение 1 часа. Один ящик располагается на фронтальности выполнения работы от трёх до пяти метров, что является очень удобным и сокращает время для его передвижения.

Из автотранспорта специального назначения (по рисунку) цементная смесь выгружается и в специальную установку (объёмом 2м3) для приёма, хранения и выдачи пропорциями раствора для кладки кирпича. В случае большого расстояния от завода-производителя до места работы, перед перевозкой цементной смеси обязательно высчитывается транспортная задача.

Прибывший раствор с дальнего расстояния выгружается в ёмкость для дополнительного перемешивания. Эта ёмкость используется также для хранения жидких смесей. Если работы проводятся в холодное время, в данный контейнерах раствор подогревается до необходимой температуры.

Заключение

Для высокого качества раствора применяются добавки, но в зависимости от климатических условий, а также влажности окружающей среды следует четко высчитать порцию для цементной смеси. Песок также является добавкой, если его слишком много в смеси, тогда кладка кирпича будет ненадежной, прослужит короткий период времени.

Перед тем, как применить добавку следует изучить её технические характеристики, поскольку цемент является щелочным, это следует учитывать. Не соответствие добавки с цементом может привести к расслаиванию.

Для приготовления раствора для кладки кирпича следует принять во внимание многие факторы, но опытные специалисты способны это сделать, как говориться, «на глаз», причем кладка будет держаться ничуть не хуже чем рассчитанная.

Если Вы впервые сталкиваетесь с проблемой кладки кирпича в домашних условиях, лучше пригласить специалиста и поучиться у него.

Раствор для кладки печи из кирпича своими руками – основные составы и пропорции

Важный этап в постройке печки для деревенского дома или бани – приготовление надежного кладочного раствора.

Правильно замешанный раствор для кладки печи влияет на герметичность, долговечность, термостойкость и безопасность готовой конструкции.

Хорошая смесь для кладки печи устойчива к высоким температурным режимам, механическим повреждением и растрескиванию.

Содержание статьи

Особенности выбора материала

Процесс возведения современных печей разделен на несколько этапов:

  1. Первый этап – обустройство печного фундамента при помощи бетонного состава;
  2. Второй этап – кладка печи из огнеупорного кирпича с использованием кладочной соединительной массы на основе глины;
  3. Третий этап – облицовка печи штукатурным составом.

Наиболее важным является этап непосредственной кладки и приготовление надежной основы, которая должна обладать высокими эксплуатационными характеристиками – жаростойкостью, адгезией, водонепроницаемостью, прочностью и долговечностью.

Для обустройства современных печей применяется несколько вариантов кладочных растворов: глиняный, известковый и цементный.

Кладочные растворы бывают простыми и сложными. Простые состоят из одного вида вяжущего компонента и заполнителя; сложные смеси включают от двух и более вяжущих материалов и несколько заполнителей. Вяжущие компоненты – известь, глина и цемент.

Чтобы приготовить раствор для выполнения кирпичной кладки потребуются следующие инструменты:

  • Миксер;
  • Емкость для замеса;
  • Сито;
  • Кельма;
  • Мастерок;
  • Пластиковый шпатель;
  • Строительный термометр;
  • Весы.

На основе глины

Один из самых дешевых и доступных типов соединительных печных смесей. Глиняный раствор для кладки печей характеризуется повышенной жирностью, которая определяет степень пластичность, жаростойкости и прочности готового материала.

Раствор для печи из натуральной глины бывает:

  • Жирный – отличается пластичностью, прочностью, но быстрым появлением трещин после высыхания;
  • Нормальный – достаточно пластичен и устойчив к растрескиванию, дает небольшой процент усадки после сушки. Способен выдерживать высокие температуры до 110 градусов;
  • Тощий – непластичен и недолговечен, восприимчив к быстрому расслаиванию и крошению.

Огнеупорный раствор из глины готовится на основании трех компонентов: глины, песка и воды. Подобный состав устойчив к растрескиванию и пересыханию, обеспечивает надежное обустройство печи из кирпича.

Чтобы построить печник, рекомендуется использовать жирные и нормальные составы, которые обладают повышенной прочностью, пластичностью и устойчивостью к расслаиванию.

Качество глины определяет количество песка, необходимого для замеса раствора. Для работ используется глина и очищенная вода с низким содержанием примесей. Для кладки 100 кирпичей в среднем используется до 20 литров чистой воды.

Для приготовления раствора используется карьерный или речной песок мелкой фракции без дополнительных примесей. Перед использованием его обязательно просеивают через мелкоячеистое сито. Если в нем имеются примеси гравия, тогда рекомендуется использовать сито с размером ячеек до 10 мм. Для мелкофракционного материала подойдет сито с 2 мм ячейками.

Перед добавлением других компонентов глиняную основу рекомендуется проверить на пластичность. Как сделать подобную проверку? Для этого небольшую доску следует опустить в полученную смесь для кладки печи и определить ее толщину. Она должна быть в меру густой и тягучей. Если имеется лишняя жидкость, тогда стоит добавить немного вяжущего компонента, периодически размешивая и тестируя смесь на пластичность.

Оптимальная толщина соединительного материала – 2 мм, что свидетельствует о правильном соблюдении пропорций всех компонентов. Готовая кладочная масса получается тягучей и не очень плотной.

Подходящая плотность раствора для кладки зависит от соотношения основных компонентов в ней – глины и песка соответственно:

  • Жирная масса – 1:2;
  • Нормальная масса – 1:1;
  • Тощая масса – 2:1.

Способы приготовления глиняного состава

Как приготовить качественную соединительную массу на основе глины? Существует несколько проверенных способов.

Способ №1

Нужный объем глины замачивается на 24 часа, добавляется вода для получения густой массы. Полученный материал аккуратно процеживается, затем в него добавляется песок и еще раз замешивается. Важно избегать образования глинистых луж, которые можно устранить небольшой порцией вяжущего компонента.

Способ №2

В емкости соединяется шамотный песок и глина в равных пропорциях, добавляется очищенная вода (1/4 часть от объема глины). Все компоненты тщательно перемешиваются до получения однородной массы.

Способ №3

Состав замешивается на основе суглинков. Этот рецепт предусматривает приготовление 10 различных вариантов раствора, из которого выбирается лучший.

Для первого: 10 объемов суглинки, 1 объем песка и 1 объем цемента и т.д. по убыванию объема суглинки. Десять полученных основ помещаются в разные емкости и оставляются на просушку в течение 5-6 дней. По завершению отведенного времени определяется наиболее качественный состав раствора с минимальной степенью усадки и устойчивостью к растрескиванию.

Способ №4

К глине добавляется песок и ¼ воды. Все компоненты перемешиваются для получения густой тягучей массы. Для повышения прочности в подобную смесь рекомендуется добавить каменной соли или цемента. На ведро смеси – до 250 г соли и ¾ литра цемента. Соль предварительно растворяют в воде, а цемент разводят водой до густой консистенции, после чего добавляют в готовую основу.

На основе извести

Для строительства фундамента и печного дымохода рекомендуется использовать состав на основе извести и цемента.

Особое тесто, получаемое путем смешивания негашеной извести и воды в соотношении 3:1. В готовое тесто добавляется просеянный песок через мелкоячеистое сито в соотношении 3:1 – на 3 объема песка 1 объем теста. Готовая масса разбавляется водой до получения густой массы.

Смесь для кладки печи на основе извести получается достаточно пластичной и прочной.

Показатель жирности состава из извести определяется количеством песка. Для чрезмерно жирной смеси требуется 5 объемов песочной составляющей, для нормальной – не более 3 объемов.

Увеличить прочность и водостойкость можно путем добавления цемента. Для приготовления подобного состава необходимо использовать компоненты в таких пропорциях (части):

  • Цемент – 1;
  • Песок – 10;
  • Известковое тесто – 2.

Приготовление раствора имеет такую последовательность действий: цементные и песочные компоненты соединяются в отдельной емкости. Готовое тесто на основе извести разбавляют очищенной водой до получения густой консистенции. В разведенное тесто вводят сыпучие компоненты и перемешивают. Для увеличения вязкости, состав разбавляют водой.

На основе цемента

Какой раствор нужен для обустройства печного фундамента и кладки наружной части дымоходной трубы? Ответ прост – состав на основе цемента, песка и воды. По своей прочности он равен известковому аналогу, но для затвердения требует гораздо больше времени.

Оптимальный состав готовой массы получается в следующих пропорциях – 3:1 (на 3 объема песка 1 объем цемента марки М 300 или 400). Перед смешиванием все компоненты просеиваются через мелкоячеистое сито. В глубокую емкость засыпается просеянный песок, добавляется цемент и перемешиваются до однородной массы. В конце добавляется вода.

Готовую смесь нужно довести до густой и тягучей консистенции. Определить подходящую густоту достаточно просто – состав должен оставаться подвижным, но при этом не стекать с лопаты при ее повороте до 45 градусов.

Чтобы возвести монолитный печник, рекомендуется использовать огнеупорную бетонную смесь в следующих пропорциях (части):

  • Цемент (М 400) – 1;
  • Щебень или гравий – 2;
  • Мелкозернистый песок – 2;
  • Песок из шамота – 0,4.

Чтобы печник имел прочный фундамент, рекомендуется подготовить раствор для кладки, состоящий из крупно фракционного гравия, песка, цемента (пропорции 3:3:1).

Для увеличения прочности можно использовать кварцевую крошку. Огнеупорная бетонная смесь получается крупно фракционной, повышенной плотности и водонепроницаемости.

Для правильного замеса на 25 кг готовой смеси требуется 10 литров воды. Оптимальный способ смешивания – механический при помощи бетономешалки. Готовый состав застывает быстро, поэтому рекомендуется использовать его сразу после приготовления.

Строительство печи имеет свои отличительные особенности в отношении правильного выбора состава и приготовления кладочного раствора. Для разных элементов конструкции используются различные составы.

Раствор для кладки ракушняка: пропорции и расход

Раствор для кладки ракушняка очень важная деталь при строительстве дома или другого помещения. Несмотря на то, что ракушка имеет пористую поверхность и отлично взаимодействует практически со всеми материалами, выверенная пропорциональность и качественный раствор значительно облегчат кладку ракушняка. Кладка ракушняка производится зачастую на вязкий раствор, необходимую вязкость можно достичь просчитав необходимо количество ингредиентов сбалансированно смешав их. Слишком жидкий раствор не обеспечит качественную сцепку и будет растекаться по мастерку, что замедлит процесс строительства, а работая со слишком густым раствором трудно выбивать нужный уровень.

Использование раствора при строительстве дома из ракушняка

Дом из ракушняка — это качественная постройка с хорошими шумаизоляционными и теплопроводимыми качествами. Очень важно при создании данного типа постройки составить правильные пропорции для раствора кладки ракушняка. При строительстве дома используют многоуровневые блоки:

  • Однорядовые (в пол камня)
  • Двухрядовые (в камень)
  • Трехрядовые (в полтора камня)

Зачастую используют ракушняк марок М20 — М30.Они лучше всего подходят для отвесных стен.  При использовании многоуровневых блоков необходимо делать перевязку швов с чередуя ложковые и тычковые ряды. Однорядовую клаку применяют при строительстве стены в пол кирпича. В обоих случаях расход раствора на кладку ракушняка примерно одинаковый. В состав раствора обязательно входят цемент, и вода дополнительным растворообразующим элементом может служить:

  • Песок;
  • Тырса;
  • Мура;
  • Глина;
  • И другие материалы (в каждом районе есть свой материал, который в избытке).

Для выгонки стены, создаваемой из крымского ракушняка, используются все те же инструменты, которые используются при кладке кирпичной стены: мастерок, киянка, ведро для раствора, строительный уровень, терки.

Засыпаем песок или тырсу (или может другой материал) и засыпаем цемент по пропорцииПеремешиваем все содержимое в сухом виде (на фото пропорция 1:5)

Виды растворов для Крымского ракушняка

Крымский ракушечник хорошо взаимодействует со всеми видами раствора. В зависимости наличия материалов и целей вы подбираете необходимый раствор. Раствор для ракушки из песка или тырсы самые распространенные в Крыму. Эти элементы легко достать в каждом городе Крыма. Тырсу выгоднее всего покупать вблизи с карьеров, где вы осуществляете закупку ракушняка. На дальние расстояния тырсу не выгодно возить, и она не выдерживает конкуренции песку.

Купив ракушку на карьерах Амонте вы получите качественный материал и необходимую консультацию по закупки растворообразующх элементов. Раствор из глины придаст дому теплостойкость. Мура выгодна в районе Севастополя и ближайших районах, потому что там происходит ее добыча. Работая в зимний период в раствор можно добавлять незамерзайку, она замедлит процесс застывания материала.   Для придания необходимой вязкости в раствор добавляют добавки в виде пластификаторов. Для начинающих строителей пластификатор станет отличным решением для создания раствора для кладки ракушняка. За неимением пластификатора можно использовать моющие средства, но в строго определенных количествах не стоит перебарщивать.

Добавляем по немногу воду и перемешиваем растворПостепенно раствор должен получится вот таким

Пропорции, используемые при строительстве зданий из ракушняка

Классические пропорции раствора для кладки ракушняка выглядят следующим образом: одно ведро цемента приходится на четыре ведра песка или тырсы (на тырсе можно делать раствор 1:6, и получить более экономичнее расход). Чем меньше песка или тырсы, тем крепче раствор, но при этом он будет дороже. Содержимое песочно-цементного и цементо-тырсового раствора смешивается насухую, после понемногу добавляется вода, замешиваем и ждем достижения необходимой кондиции. Песок и тырса имеют различные влаговпитывающие свойства, поэтому трудно заранее просчитать сколько воды потребуется для создания качественного раствора. При одинаковых пропорциях, из тырсы будет более крепкий раствор.

Если вы не используете бетономешалку о формируете раствор в домашних условиях, опытные строители рекомендуют создать ванну из получаемого при сухом замесе материала, заливаете ее водой и немного ждете, что бы раствор впитал воду путем просачивания. Далее мы медленно, слой за слоем снимаем вертикально от центра растворообразующие насыпи, пока не закончится вода, при необходимости добавляем еще воды. Раствор должен получится вязким, но при этом не сильно жидким он не должен сразу же стекать с мастерка, а четко на нем фиксироваться. Достигнув правильных пропорций и консистенций, вы получите качественный сцепляющий материал, который не просто упростит вам работу, но и сделает вашу постройку качественной и долговечной.

Готовый цементный раствор Amerimix для кладки

  • Локатор торгового представителя
  • Свяжитесь с нами

Значок Home

  • Продукты
    • Продукты
    • Готовый раствор
    • Предварительно смешанный раствор
    • Готовая штукатурка
    • Раствор для облицовки камня
    • Силосные системы
  • ресурсов
    • Ресурсы
    • Технические документы
    • Калькуляторы
    • Литература
    • Примеры из практики
    • Дополнительное образование
  • Для профессионалов
    • Для профессионалов
    • Архитектор / Инженер
    • Каменщик / Подрядчик
    • Дилер / Дистрибьютор
  • Поддержка
    • Поддержка
    • FAQ
    • Гарантия
  • Об Amerimix
  • Поиск торгового представителя
  • Свяжитесь с нами
  • Запросить демонстрацию

раствор (кладка) Википедия

Найдите ступка в Викисловаре, бесплатном словаре.

Строительный раствор, удерживающий выветренные кирпичи

Раствор — это работоспособная паста, которая затвердевает для связывания строительных блоков, таких как камни, кирпичи и бетонные блоки, для заполнения и герметизации неравномерных промежутков между ними, равномерного распределения их веса, а иногда и для добавления декоративных цветов или узоров. к кладке стен. В самом широком смысле, раствор включает смолу, асфальт и мягкую грязь или глину, которые используются между глиняными кирпичами. Слово «ступка» происходит от латинского слова mortarium , что означает раздавленный.

Цементный раствор затвердевает при затвердевании, что приводит к образованию жесткой структуры заполнителя; однако раствор действует как более слабый компонент, чем строительные блоки, и служит жертвенным элементом в кладке, потому что раствор легче и дешевле ремонтировать, чем строительные блоки. Каменщики обычно делают растворы, используя смесь песка, связующего и воды. Самым распространенным вяжущим с начала 20-го века является портландцемент, но старый вяжущий известковый раствор все еще используется в некоторых специальных новостройках.Известь, известковый раствор и гипс в виде штукатурки Paris используются, в частности, при ремонте и изменении конструкции исторических зданий и сооружений, так что ремонтные материалы будут аналогичны по своим характеристикам и внешнему виду оригинальным материалам. Существует несколько типов цементных растворов и добавок.

Древняя ступка []

Первые ступы были сделаны из глины и глины, [1] , как показано в 10-м тысячелетии до нашей эры в зданиях Иерихона и в 8-м тысячелетии до нашей эры в Гандж-Даре. [1]

Согласно Роману Гиршману, первые свидетельства того, что люди использовали какую-либо форму раствора, были в Мехргархе в Белуджистане в долине Инда, Пакистан, построенном из высушенных на солнце кирпичей в 6500 году до нашей эры. [2]

Гипсовый раствор, также называемый Парижской штукатуркой, использовался при строительстве многих древних построек. Он сделан из гипса, который требует более низкой температуры обжига. Поэтому его легче приготовить, чем известковый раствор, и он схватывается намного быстрее, что может быть причиной того, что его использовали в качестве типичного раствора при строительстве кирпичных арок и сводов.Гипсовый раствор не такой прочный, как другие растворы во влажных условиях. [3]

На Индийском субконтиненте, несколько типов цемента наблюдались на участках цивилизации долины Инда, при этом гипс появлялся на таких участках, как город-поселение Мохенджо-Даро, которое датируется ранее 2600 г. до н.э.

Гипсовый цемент « светло-серого цвета и содержал песок, глину, следы карбоната кальция и высокий процент извести » был использован при строительстве колодцев, водостоков и на внешней стороне « важных зданий .«Битумный раствор также использовался реже, в том числе в Большой бане в Мохенджо-Даро. [4] [5]

В ранних египетских пирамидах, которые были построены во времена Древнего царства (~ 2600–2600 гг. 2500 г. до н.э.), блоки известняка были связаны раствором из глины и глины или глины и песка. [6] В более поздних египетских пирамидах раствор был сделан из гипса или извести. [7] Гипсовый раствор был по существу смесь штукатурки и песка и была довольно мягкой.

2-е тысячелетие до н. Э. В вавилонских постройках в качестве раствора использовалась известь или смола.

Исторически сложилось так, что строительство из бетона и раствора появилось в Греции. Раскопки подземного акведука Мегары показали, что резервуар был покрыт пуццолановым раствором толщиной 12 мм. Этот акведук восходит к ок. 500 г. до н. Э. [8] Пуццолановый раствор — это строительный раствор на основе извести, но он изготовлен с добавкой вулканического пепла, которая позволяет ему затвердевать под водой; поэтому он известен как гидравлический цемент. Греки получили вулканический пепел с греческих островов Тира и Нисирос или из тогдашней греческой колонии Дикаархия (Поццуоли) недалеко от Неаполя, Италия.Позже римляне усовершенствовали использование и методы изготовления того, что стало известно как пуццолановый раствор и цемент. [7] Еще позже римляне использовали раствор без пуццолана, используя измельченную терракоту, добавляя в смесь оксид алюминия и диоксид кремния. Этот раствор был не так прочен, как пуццолановый раствор, но, поскольку он был более плотным, он лучше сопротивлялся проникновению воды. [9]

Гидравлический миномет не был доступен в древнем Китае, возможно, из-за отсутствия вулканического пепла.Около 500 г. н.э. клейкий рисовый суп был смешан с гашеной известью, чтобы получить неорганико-органический составной клейкий рисовый раствор, который имел большую прочность и водостойкость, чем известковый раствор. [10] [11]

Непонятно, как искусство изготовления гидравлического раствора и цемента, которое было усовершенствовано и широко использовалось как греками, так и римлянами, было утрачено почти на два тысячелетия. В средние века, когда строились готические соборы, единственным активным ингредиентом раствора была известь.Поскольку затвердевший известковый раствор может разрушаться при контакте с водой, многие конструкции на протяжении веков пострадали от сильного ветра.

Обычный портландцементный раствор []

Кладка кирпича на портландцементном растворе
Раствор смешивают в 5-галлонном ведре, используя чистую воду и раствор из мешка. Когда консистенция будет подходящей, как на фото (шпатель стоит), можно наносить.

Обычный портландцементный раствор , широко известный как раствор OPC или просто цементный раствор, получают путем смешивания порошкообразного обычного портландцемента, мелкого заполнителя и воды.

Он был изобретен в 1794 году Джозефом Аспдином и запатентован 18 декабря 1824 года, в основном в результате усилий по разработке более прочных минометов. Он стал популярным в конце девятнадцатого века, а к 1930 году стал более популярным, чем известковый строительный раствор. Преимущества портландцемента в том, что он твердо и быстро схватывается, что позволяет ускорить строительство. Кроме того, для строительства конструкции из портландцемента требуется меньше квалифицированных рабочих.

Однако, как правило, портландцемент не следует использовать для ремонта или изменения окраски старых зданий, построенных на известковом растворе, которые требуют гибкости, мягкости и воздухопроницаемости извести для правильного функционирования. [12] [13]

В Соединенных Штатах и ​​других странах пять стандартных типов строительных растворов (доступных в виде сухих предварительно смешанных продуктов) обычно используются как для нового строительства, так и для ремонта. Прочность раствора меняется в зависимости от соотношения компонентов смеси для каждого типа раствора, которые указаны в соответствии со стандартами ASTM.
Эти готовые строительные смеси обозначаются одной из пяти букв: M, S, N, O и K. Раствор типа M является самым прочным, а тип K — самым слабым.
Соотношение смеси всегда выражается объемом портландцемент: известь: песок {\ displaystyle {\ text {портландцемент: известь: песок}}}.

Миномет Тип портландцемент Лайм Песок
млн 1 1/4 3-1 / 2
S 1 1/2 4-1 / 2
N 1 1 6
О 1 2 9
К 1 3 12

Эти типовые буквы, по-видимому, взяты из альтернативных букв слов « M a S o N w O r K ». [14]

Полимерцементный раствор []

Полимерно-цементные растворы (ПКМ) — это материалы, которые получают путем частичной замены цементных гидратных вяжущих веществ обычного цементного раствора на полимеры. Полимерные добавки включают латексы или эмульсии, повторно диспергируемые полимерные порошки, водорастворимые полимеры, жидкие термореактивные смолы и мономеры. Полимерный раствор имеет низкую проницаемость, что может отрицательно сказаться на накоплении влаги при ремонте традиционной кирпичной, блочной или каменной стены.В основном он предназначен для ремонта бетонных конструкций.

Раствор извести []

Скорость схватывания может быть увеличена за счет использования в печи неочищенного известняка для образования гидравлической извести, которая затвердевает при контакте с водой. Хранить такую ​​известь необходимо в виде сухого порошка. В качестве альтернативы в растворную смесь можно добавить пуццолановый материал, такой как обожженная глина или кирпичная пыль. Добавление пуццоланового материала сделает раствор достаточно быстро схватившимся за счет реакции с водой.

Было бы проблематично использовать портландцементные растворы для ремонта старых зданий, изначально построенных с использованием известкового раствора.Известковый раствор мягче, чем цементный раствор, что позволяет кирпичной кладке с определенной степенью гибкости адаптироваться к перемещающемуся грунту или другим изменяющимся условиям. Цементный раствор тверже и допускает небольшую гибкость. Контраст может привести к растрескиванию кирпичной кладки там, где два раствора присутствуют в единой стене.

Известковый раствор считается воздухопроницаемым, поскольку он позволяет влаге свободно проходить через поверхность и испаряться с поверхности. В старых зданиях со стенами, которые смещаются со временем, можно найти трещины, через которые дождевая вода проникает в конструкцию.Известковый раствор позволяет этой влаге испаряться и сохраняет стену сухой. Повторное наложение или штукатурка старой стены цементным раствором останавливает испарение и может вызвать проблемы, связанные с влажностью за цементом.

Пуццолановый раствор []

Пуццолана — мелкий песчаный вулканический пепел. Первоначально он был обнаружен и выкопан в Поццуоли, недалеко от горы Везувий в Италии, а впоследствии добывался и на других участках. Римляне узнали, что пуццолана, добавленная в известковый раствор, позволяет извести относительно быстро схватываться и даже под водой.Витрувий, римский архитектор, говорил о четырех типах пуццоланы. Он встречается во всех вулканических районах Италии в различных цветах: черном, белом, сером и красном. Пуццолана с тех пор стал общим термином для любых кремнистых и / или глиноземистых добавок к гашеной извести для создания гидравлического цемента. [15]

Мелко измельченный и смешанный с известью, он представляет собой гидравлический цемент, как портландцемент, из него образуется прочный раствор, который также схватывается под водой.

Противопожарный миномет []

Firestop — это вид пассивной противопожарной защиты.Противопожарные растворы — это строительные растворы, которые чаще всего используются для перекрытия больших отверстий в стенах и полах, которые должны иметь класс огнестойкости. Противопожарные растворы отличаются по формуле и свойствам от большинства других вяжущих веществ [требуется ссылка ] и не могут быть заменены обычными строительными растворами без нарушения перечисления и разрешения на использование и соответствие.

Противопожарный раствор обычно представляет собой смесь порошка, смешанного с водой, с образованием цементного камня, который сильно сохнет.Иногда его смешивают с легкими заполнителями, такими как перлит или вермикулит [ необходима цитата ] . Иногда его окрашивают, чтобы отличить его от обычных материалов [требуется ссылка ] , чтобы предотвратить незаконную замену и обеспечить проверку списка сертификации.

Радиоуглеродное датирование []

По мере затвердевания строительного раствора текущая атмосфера закрывается в строительном растворе и, таким образом, предоставляет образец для анализа.Различные факторы влияют на образец и увеличивают погрешность анализа. [16] [17] [18] [19]
Возможность использования радиоуглеродного датирования в качестве инструмента для датирования строительными растворами была представлена ​​еще в 1960-х годах, вскоре после того, как этот метод был разработан (Delibrias and Labeyrie 1964; Stuiver and Smith 1965; Folk and Valastro 1976). Самые первые данные были предоставлены van Strydonck et al. (1983), Heinemeier et al. (1997) и Ringbom and Remmer (1995). В дальнейшем методологические аспекты разрабатывались различными группами (международная команда, возглавляемая Университетом Або Академи, и команды из CIRCE, CIRCe, ETHZ, Познань, RICH и лаборатории Милано-Бикокка. OP Jaggi (1969), История науки и техники в Индии, Том 1 , Атма Рам, 1969, … В некоторых важных на вид зданиях был использован гипсовый цемент светло-серого цвета. снаружи, чтобы глинистый раствор не рассыпался. В очень хорошо построенном водостоке Промежуточного периода использованный раствор содержит высокий процент извести вместо гипса. Было обнаружено, что битум использовался только в одном месте в Мохенджо-Даро. Это было при строительстве большой бани. Hayen R, Van Strydonck M, Fontaine L, Boudin M, Lindroos A, Heinemeier J, Ringbom A, Michalska D, Hajdas I, Hueglin S, Marzaioli F, Panzeri L, Galli A, Artioli G, Addis A, Secco M , Боаретто Э., Моро С., Гиберт П., Урбанова П., Черник Дж., Гослар Т., Кароселли М. (2017). «Методология датирования строительным раствором: сравнение доступных методов». Радиоуглерод . 59 (6).

Основное моделирование каменных стен, усиленных полимерами, армированными волокном

1.Введение

Многие исторические каменные здания мирового архитектурного наследия остро нуждаются в модернизации, поскольку они не выдерживают сейсмической активности. Для модернизации таких конструкций необходимо было лучше понять основные особенности, чтобы охарактеризовать их текущее состояние и определить истинную безопасность конструкции при сейсмических воздействиях. Хотя каменная кладка веками использовалась в строительстве во многих странах, таких как Турция, до сих пор не было доступно конструктивных моделей и методов расчета, которые позволяли бы реалистично описывать механическое поведение конструкций, сделанных из этого неоднородного материала.В течение последнего десятилетия интерес к сейсмической модернизации каменных конструкций привел к разработке конкретных инженерных методов и стратегий в сейсмических районах. В этом контексте армированный волокном полимер (FRP) предложил эффективное альтернативное решение для модернизации каменных конструкций вместо традиционных методов модернизации, таких как ферроцемент, инъекция раствора и т. Д. Стены из неармированной каменной кладки (URM) являются основными несущими элементами каменных конструкций, а использование FRP увеличивает прочность, гибкость и пластичность при землетрясении.Таким образом, методы применения FRP стали очень эффективными в укреплении поврежденных стен URM. Однако усиление каменных конструкций углеродными волокнами все еще не имеет адекватной теоретической и экспериментальной проверки, в отличие от железобетонных (ЖБИ) конструкций. Таким образом, в первую очередь следует сосредоточить внимание на описании поведения стенок, ограниченных URM и FRP, при сдвиге и сжатии. Это исследование направлено на изучение анализа методом конечных элементов (FEA) стен URM, усиленных композитами FRP, путем принятия эластопластического подхода, предложенного для оценки каменных колонн, ограниченных FRP, при одноосном сжатии [1].

Появился большой объем литературы, которая расширяет аналитические и численные модели, применяемые к каменным конструкциям. Эти модели включают механические параметры, которые трудно измерить и которые не могут быть практически реализованы в численном анализе [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]. Исследователи, занимающиеся подробным микро-, упрощенным микро- и макро-моделированием КЭ каменных стен, подвергающихся сжатию и сдвигу, первоначально предприняли аналогичные шаги в процессе моделирования призм и колонн из каменной кладки при концентрической нагрузке.Действуя аналогично тому, что использовалось для стержней RC [8, 9, 11, 12], использовалась программа конечных элементов общего назначения LUSAS [14] для моделирования неармированных и армированных призм и колонн каменной кладки, активируя как эластопластические, так и модели изотропных повреждений, отражающие нелинейное поведение блоков, цементного раствора и швов раствора. Стены кладки предполагались изотропными и эластичными, без учета влияния швов раствора, действующих как плоскости ослабления. Тот факт, что полная конститутивная модель должна отражать неупругие свойства материала элементов и строительного раствора, а также критерий разрушения, описывающий условия разрушения при комбинированном сжатии-растяжении, требует более детальных аналитических исследований [15] и экспериментальных исследований [16].Микромодель должна включать несколько параметров материала, таких как модуль упругости, коэффициент Пуассона, сцепление, угол внутреннего трения, а также прочность на сжатие и растяжение для представления единиц и строительного раствора. Более того, модель раздела составной элемент-раствор требует дополнительных параметров материала для описания поведения границы раздела, например, прочности на разрыв, сцепления, угла внутреннего трения, прочности на сжатие, энергии разрушения при растяжении, энергии сдвигового разрушения, угла дилатансии и близких значений. предсказание экспериментальной диаграммы «нагрузка-смещение» могло бы быть возможным при применении теоретической модели, если бы свойства сдвига были уменьшены до 30%, прочность на сжатие до 20%, а энергия разрушения при сжатии была умножена на три [17].С инженерной точки зрения, существуют значительные ограничения в применимости этих сложных моделей [18, 19, 20, 21, 22, 23] для анализа методом КЭ каменных стен, если только не установлены рациональные соотношения для параметров материала, необходимые для объяснения моделей. при условии.

Реализация теории пластичности к кирпичным стенам, усиленным FRP при вертикальных и боковых нагрузках, путем рассмотрения конститутивного поведения блоков кладки, раствора и композитного материала FRP по отдельности, в этом исследовании, анализируется.Köksal et al. [1] рассматривал каменные колонны из стеклопластика как конструкции из материала, зависящего от давления, на основе критерия Друкера-Прагера (DP). Также используется критерий текучести типа DP, связывающий когезию и угол внутреннего трения кирпичной кладки и раствора с их прочностью на одноосное сжатие, путем расширения предыдущего подхода к каменным стенам, усиленным FRP. С этой целью проводится обширное параметрическое исследование, чтобы объяснить механические свойства каменных блоков и раствора только одним параметром, то есть их одноосной прочностью на сжатие [24].Здесь рассматриваются семь кладочных стен. Три из них [25, 26] были неармированными, односторонне усиленными полимером, армированным стекловолокном (GFRP), и усиленными полосами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP) с одной стороны соответственно. Два из них [27] были усилены листами полиэтилентерефталата (ПЭТ) с однонаправленным волокном; один был полностью обернут, а другой — частично обернут как вертикальными, так и горизонтальными полосами листов ПЭТ. Одна из них [28] была двусторонне усилена с помощью FRP, а другая [29] была неармированной кладкой стен соответственно.Эти семь стен последовательно анализируются методом FEA с предложенным подходом в программе LUSAS [14].

2. Механика конститутивного моделирования

Появился большой объем литературы, которая расширяет аналитические и численные модели, применяемые к каменным конструкциям. Эти модели включают механические параметры, которые трудно измерить и которые не могут быть практически реализованы в численном анализе. Было проведено несколько экспериментальных и аналитических исследований поведения стенок, подверженных сдвигу, как основного структурного компонента кладки, чтобы получить комплексный подход к общей оценке поведения кладки [18, 21, 30, 31, 32, 33, 34, 35].Предлагаемые теоретические модели для применения в КЭ-анализе кладки обычно требуют большого количества параметров материала, которые сложно измерить легко и надежно. По этой причине было предпринято несколько попыток выразить отношения напряжения и деформации кладки и ее компонентов с использованием различных методов моделирования, таких как микромоделирование, подход гомогенизации и макромоделирование. Общий подход в этих исследованиях — рассматривать кладку как сплошную среду или эквивалентную сплошную среду, за исключением детального микромоделирования.Детальное микромоделирование должно описывать кладку, строительный раствор и взаимодействие между ними [22, 36, 37, 38]. Köksal et al. [1, 8, 9] выполнили анализ КЭ призм и колонн кладки, усиленных FRP, описывая определяющее поведение блока, раствора и FRP отдельно. Аналогичный подход был принят для КЭ моделирования стен из кирпичной кладки, построенной на сдвиг, при этом было сделано предположение, что описание материала строительного раствора включает в себя эффект поведения границы раздела элемент-раствор.Поскольку наиболее распространенным испытанием хрупких материалов, подобных бетону, является измерение их прочности на одноосное сжатие, кажется разумным предположить, что механические свойства компонентов кладки связаны с их прочностью на сжатие. Авторы последовательно применяют эту стратегию при упругопластических анализах железобетонных элементов, призм и колонн [1, 39, 40].

Самым важным механическим параметром при анализе КЭ для кирпичной кладки является модуль упругости ( Em ), определяемый испытаниями на одноосное сжатие.Механизм разрушения и поведение кладки при нагрузке и смещении сильно зависят от различий в модуле упругости блока и раствора [24, 41]. При детальном микромоделировании, модуль упругости блоков и раствора требуется для NLFEA каменных стен. Соотношения для составляющих кладки приведены в таблице 1 [24, 42].

Материал Выражение
Кирпич Ebr = (300 ~ 700) fbr
Блок Ebl bl = 1000 905

    11 Ebl bl = 1000 905

Миномет Emr = 200 FMR

Таблица 1.

Выражения модуля упругости компонентов кладки.

Многоосные напряженные состояния обычно определяют поведение таких конструкций, как каменные стены, ж / б панели, ограниченные колонны или элементы, нагруженные на определенной ограниченной площади. Основные пластические модели, то есть Мора-Кулона (MC) и DP, широко применяются в конститутивном моделировании фрикционных материалов, таких как бетон, грунт и горные породы, при описании поведения материала за пределами диапазона упругости. Поскольку материальные параметры критерия MC легко получить из стандартных испытаний и логичны с физической точки зрения, критерий MC является наиболее часто используемым критерием в геотехнической и конструкционной инженерии [13].Критерий MC в трехмерном (3D) пространстве напряжений может быть выражен формулой. (1):

fξρθ = 2ξsinφ + 3ρsinθ + π3 + ρcosθ + π3sinφ − 6ccosφ = 0for0≺θ≺π3E1

, где ξ = I1 / 3ξ = I1 / 3 и ρ = 2J2 [43]. Инварианты ξ и I 1 указывают на гидростатическую составляющую текущего напряженного состояния. Однако из-за приближения гладкой поверхности к шестигранной функции текучести MC, критерий DP, наоборот, легко реализовать и позволяет быстро вычислить пластическое поведение, даже если это недостаток с физической точки зрения, представленной как уравнение.(2) [1, 44]:

fξρ = 6αξ + ρ − 2k = 0E2

где α и k — материальные постоянные. Обычно эти константы выражаются через когезию ( c ) и угол внутреннего трения ( φ ) [13]. Следовательно, поверхности критериев текучести DP и MC должны совпадать вдоль меридиана сжатия, а затем константы α и k связаны с константами c и φ согласно [45], приведенным в уравнении .(3):

α = 2sinφ33 − sinφ, k = 6ccosφ33 − sinφE3

В каменных колоннах, усиленных FRP, поскольку наличие основных и промежуточных главных напряжений σ 1 и σ 2 повлияет на Податливость и форма девиаторного сечения, эффект удержания FRP должны быть включены в вывод параметров материала. Из-за сложности установления общей поверхности разрушения в пространстве главных напряжений из-за отсутствия необходимых экспериментальных данных среднее напряжение σm = I 1 /3 в точке разрушения определяется как постоянное значение, которое соответствует ( fmu + 2 fl ) / 3 на всех уровнях напряжения.Сцепление и угол внутреннего трения блоков с учетом ограничивающих напряжений даны как уравнение. (4):

cmufmu = tanφmu3σmfmu≤cmufmuσmfmu = 1E4

φmu = φi − 0,75σmfmu≥φf = φmuI1fmu = 1E5

В уравнении. (5), φ i может быть почти равно π / 3 для кирпича и π / 4 для бетона. Кроме того, с применением граничного условия φ f составляет приблизительно π / 4 для кирпича и между π / 5 и π / 6 для бетона.Для высоких гидростатических давлений (0> σm / fmu ≥ −1) угол внутреннего трения можно принять как постоянное значение, то есть 30–35 ° для бетона и почти 45 ° для глиняного кирпича, как показано на рисунке 1. • Так как на каменные стены и их составляющие существует гораздо более низкое давление, параметры материалов были откалиброваны для наилучшего согласования экспериментальных данных для нескольких стен. При испытаниях стенок, поскольку уровень осевой нагрузки меньше предельной одноосной прочности, среднее напряжение может быть принято как постоянное значение, соответствующее ( p + 2 fl ) / 3 при всех уровнях напряжения.Справедливость формул. (4) и (5) окончательно подтверждены численным моделированием стенок, подвергнутых давлению в диапазоне ξ / фму ≤ -0,58 на протяжении всего исследования.

Рисунок 1.

График уравнения. (5) для угла внутреннего трения глиняного кирпича [13].

Очевидно, что использование меридиана сжатия приводит к некоторому завышению оценки разрушающей нагрузки для этого случая. Чтобы уменьшить эту переоценку, необходимо определение конечной точки для прекращения NLFEA.Конечная точка анализа может быть определена путем определения поверхности разрыва между двумя блоками по толщине раствора, как показано на Рисунке 2. Максимальная деформация растяжения может быть определена в случае, если полное раскрытие произойдет по толщине раствора. между двумя единицами, как указано в формуле. (6):

εmax = hmr / (2hbr + hmr) E6

Рис. 2.

Допущение для поверхности разрыва между двумя единицами по толщине раствора, приводящей к разрушению стены [13].

Раствор обычно управляет нелинейным поведением кладки и влияет на осевую деформацию призмы кладки, а также на отклик кладки стен на сдвиг [24, 46]. Следовательно, любая теоретическая модель должна учитывать нелинейный отклик как строительного раствора, так и границы раздела элемент-раствор для прогнозирования неупругого поведения кладки [41, 47]. В этом исследовании механические параметры раствора, указанные в уравнениях. (7) и (8), скорректированы, чтобы отразить реакцию границы раздела элемент-раствор, как это было предпочтительнее при моделировании призм и колонн кладки ранее [1, 8]:

см = 1.55fmr3E7

φmr = 1.519fmrE8

3. Конечно-элементное моделирование и проверка модели

Трехмерные (3D) конечно-элементные модели для кирпичных стен, усиленных композитами FRP, разработаны в LUSAS [14]. Составляющие кладки, то есть кирпич и строительный раствор, считаются изотропными эластопластическими, удовлетворяющими критерию DP. Они моделируются отдельно с помощью восьмиугольного шестигранного элемента (HX8M), который является твердым элементом с несовместимым полем деформации, как показано на рисунке 3a.Композиты FRP моделируются элементом толстой оболочки с четырьмя узлами (QTS4), который имеет геометрию толстой и тонкой изогнутой оболочки, включая несколько разветвленных переходов, как на рисунке 3b. Формулировки обоих элементов учитывают мембранные, сдвиговые и изгибные деформации и позволяют моделировать неупругие явления.

Рис. 3.

(a) восьмигранный шестигранный элемент для блоков и миномета и (b) четырехконечный элемент толстой оболочки для оболочки из стеклопластика [13].

Таблица 2 показывает материал и геометрические свойства для каменных стен с его ограничением FRP, оцененных в этом исследовании.Все механические свойства компонентов кладки, использованные в анализе, также приведены в Таблице 3.

Ссылка Эксперимент Нагрузка предварительного сжатия (МПа) Размер стенки (мм) Размер кирпича (мм) FRP
E FRP (МПа) t (мм)
Stratford [25] Глина 1 URM 1.38 1200 × 1200 × 60 228 × 65 × 60
Глина 2 GFRP 1,38 1200 × 1200 × 60 228 × 65 × 60 73,300 0,15
Capozucca [26] HRM-C2 1,5 840 × 633 × 50 100 × 17 × 50 240 000 0,177
Рахман и Уеда [27] СТЕНА 3 1,16 860 × 540 × 100 205 × 60 × 100 10,000 0.841
СТЕНА 4
Мосаллам и Банерджи [28] W4-C-RT 1,29 1830 × 1830 × 203 406 × 152 × 203 96,500 1,60
Haider [29] URM 6 0,5 2870 × 2408 × 150 310 × 76 × 150

Таблица 2.

Общие характеристики стен из каменной кладки и ограждения FRP .

16 9012 901 (МПа)

16 9012 901 см

Ссылка Эксперимент Кирпич Строительный раствор
Эму (МПа) Emr (МПа) cmr (МПа) φ mr (°)
Stratford [25] Clay1 URM 1860004 59,68 3250 3,45 16,71
Глина 2 GFRP 18,600 3,04 59,68 3250 3,45 16,71
HR

900-79 Capozucca [26] C2 7000 2,33 59,37150 2,21 4,41
Рахман и Уэда [27] СТЕНА 3 8000 2,27 58.94 125 12,5 18,90
СТЕНА 4 8000 2,16 59,06 125 12,5 18,90
Мосаллам и Банерджи [28] W4-C- RT 6000 2,32 57,66 800 3,79 22,20
Хайдер [29] URM 6 20000 0,90 59,54 1100 2.65 7,59

Таблица 3.

Механические свойства, принятые для анализа КЭ.

Стратфорд и др. [25] протестировали шесть кирпичных панелей 1200 × 1200 мм при сочетании вертикальной предварительной нагрузки и горизонтальной поперечной нагрузки в плоскости. Были испытаны образцы как глиняного, так и бетонного кирпича, в то время как один образец каждого материала был оставлен неармированным, а две другие панели были усилены с одной стороны с использованием стеклопластика. GFRP имел равное количество волокон в горизонтальном и вертикальном направлениях (параллельно швам раствора), и волокна были ориентированы под углом 45 ° к швам.Как видно на рисунке 4, два соединенных гидравлических домкрата (N) были размещены на стене, в то время как поперечная нагрузка была приложена к стене с помощью горизонтального гидравлического домкрата (P).

Рисунок 4.

Экспериментальная установка Clay 2 со стенкой сдвига [13].

Для стены URM конечная точка FEA определяется как поверхность разрыва между двумя глиняными блоками по толщине раствора. Максимальную деформацию растяжения, указывающую на то, что полное раскрытие будет происходить по толщине раствора между двумя блоками, можно найти, разделив толщину шва раствора 10 мм на высоту двух блоков плюс толщину раствора как 10 / (2 × 65 + 10) = 0.071. Эту величину деформации можно назвать критической деформацией растяжения. По мере увеличения боковой нагрузки эффект деформаций растяжения усиливается вдоль носка стены, и легко наблюдать критическую деформацию растяжения у носка стены, показанную на Рисунке 5. Если FEA заканчивается, когда предельная деформация растяжения в точке стена достигает критического значения, и имитационная модель, и результаты лабораторных испытаний очень хорошо согласуются, как показано на рисунке 6.

Рисунок 5.

Максимальные деформации по высоте стенки для глины 1 [13].

Рис. 6.

Отклик поперечной нагрузки-смещения для глины 1 [13].

Как видно на рисунке 6, горизонтальное смещение при разрыве экспериментально определено примерно как 14 мм. NLFEA дает значение 13,81 мм, исходя из критерия максимальной деформации при растяжении для стены. Как видно на рисунках 5 и 7, область сосредоточенной максимальной деформации растяжения соответствует местоположению экспериментального рисунка трещин на стене.

Рис. 7.

Экспериментальная картина трещин для глины 1 [13].

На рис. 8 показаны графики напряженно-деформированного состояния для усиленной стены из глины 2. График нагрузка-смещение, полученный из NLFEA, хорошо согласуется с экспериментальными данными. Как показано на рисунке 9, анализ прекращается при достижении максимальной деформации растяжения, соответствующей пределу прочности стеклопластика при горизонтальном дрейфе 10,16 мм. Эта величина экспериментально определена примерно как 12 мм.

Рис. 8.

Боковая нагрузка-смещение для усиленной глины 2 [13].

Рис. 9.

Распределение максимальной деформации по поверхности стеклопластика [13].

Во всех экспериментах, за исключением образца неармированной глины (глина 1), усиленные стены из каменной кладки (глина 2) разрушились из-за быстрого распространения диагональной трещины, которая следовала за швами раствора, как показано на рисунке 10a. Разрушение при раздавливании, которое произошло при достижении прочности раствора на сжатие, не может произойти для этих стен из-за прочности раствора выше 11 МПа. Разрушение при сдвиге, связанное со скольжением по плоскости скольжения внутри раствора или на границе раздела кирпич-раствор, является основным видом разрушения.Картина разрушения хорошо прогнозируется по концентрации максимальных деформаций растяжения, диагонально показанной на Рисунке 10b.

Рис. 10.

(а) Схематическое изображение трещин в усиленной стене (глина 2) и (б) максимальные деформации растяжения на неармированной поверхности в 3D-модели КЭ [13].

Capozucca [26] экспериментально исследовал поведение исторических стен из армированной каменной кладки (HRM), усиленных полосами из углепластика. Полоски углепластика приклеиваются только к одной стороне образца по горизонтали и вертикали.Полосы из стеклопластика, содержащие однонаправленные волокна, могут быть приклеены к поверхности стены и расположены таким образом, чтобы обеспечивать внешнее действие фермы [25]. Усиленная стена подвергалась циклическим нагрузкам до разрушения. Образцы были построены из глиняных кирпичей и раствора толщиной 4 мм. Предел прочности при изгибе раствора составлял 0,80 МПа. Одноэтажная стена HRM C2 была построена с использованием исторических цельнолитых глиняных кирпичей в масштабе, равном одной трети, и была испытана в специальной конструкции (рис. 11). Кроме того, механические и геометрические свойства кирпича, раствора и полос углепластика приведены в таблицах 2 и 3.

Рисунок 11.

Геометрические детали стены HRM C2 [13, 26].

Первоначально нагрузка предварительного сжатия (1,50 МПа) была приложена к фланцам и стенке тремя домкратами, оставалась постоянной, затем прикладывалась горизонтальная сила, измеряющая горизонтальную силу до разрушения [26]. Стенка C2 была повреждена в ходе испытаний на циклический сдвиг, а затем была усилена углеродными полосами шириной 50 мм, приклеенными с одной стороны, параллельно и перпендикулярно стыкам раствора. Механические параметры лент из углепластика приведены в таблице 2. Стенки C1 и C2 первоначально подвергались соответственно пяти циклическим этапам горизонтальной силы и семи циклическим этапам, прежде чем стены были разрушены конечной ступенью с однонаправленной горизонтальной силой [26]. .Это возможные причины более жесткого поведения, наблюдаемого на рисунках 12 и 13. Допущение критической деформации растяжения для каменной кладки принято для графиков напряжения-деформации (рисунок 13), в то время как анализ завершается достижением предела прочности на разрыв стеклопластика, как показано на Рисунок 12. Таким образом, материальные параметры для компонентов каменной кладки предварительно поврежденных стен должны быть несколько ниже, чем рекомендованные в формулах. (4) — (7). Значения угла сцепления и угла внутреннего трения глиняного кирпича снизились на 35 и 15% соответственно.Поскольку раствор уже определен как очень непрочный материал, любое снижение его механических свойств не будет разумным. Другая причина более жестких прогнозов может заключаться в том, что настоящий подход не учитывает явление расслоения между стеной и слоем FRP, которое влияет на максимальное боковое смещение стены, особенно при достижении предельной несущей способности [48].

Рис. 12.

Сравнение реакции нагрузки-смещения для предварительно поврежденной стенки HRM C2 с использованием критерия предельной деформации растяжения GFRP [13].

Рис. 13.

Сравнение реакции на смещение нагрузки для предварительно поврежденной стены HRM C2 с использованием критерия максимальной деформации при растяжении каменной кладки [13].

На самом деле наличие поверхностей разрыва с некоторыми конкретными значениями разделения влияет на механизмы разрушения и уровень удержания FRP в трещинах и поврежденных стенах. Таким образом, использование критерия критической деформации растяжения вместо предела прочности на разрыв FRP может быть более целесообразным для анализа предварительно поврежденных стен.

Рахман и Уеда [27] экспериментально изучали механическое поведение каменных стен. СТЕНЫ 1 и 2 не были армированы, а СТЕНЫ 3 и 4 были полностью (% 100) и частично (% 40) усилены FRP, соответственно (Рисунок 14). Размеры каждого кирпичного блока составляли 205 × 100 × 60 мм, а размеры стен составляли 860 × 540 × 100 мм с приблизительной толщиной раствора 10 мм. На верхнюю часть стены было приложено предварительное сжатие 100 кН (1,16 МПа). Модуль упругости и предел прочности на разрыв листа FRP составляли 10 000 и 740 МПа соответственно [49].

Рис. 14.

Геометрические детали экспериментов (а) СТЕНА 3 и (б) СТЕНА 4 [27].

Графики напряжения-деформации для стены 3 показаны на Рисунке 15. График нагрузка-смещение (Рисунок 16), полученный из NLFEA, хорошо согласуется с экспериментальными данными. Анализ прекращается при достижении максимальной деформации растяжения, соответствующей пределу прочности ПЭТ при горизонтальном смещении 8,80 мм для WALL 3 (Рисунок 17). Это значение экспериментально определено примерно как 9.30 мм. Наконец, максимальные деформации по высоте стенки показаны на рисунке 17. Анализ завершается по достижении максимальной деформации растяжения, соответствующей пределу прочности на разрыв ПЭТ при горизонтальном смещении 12,50 мм (рисунок 18). Это значение экспериментально определено приблизительно как 12,40 мм для СТЕНЫ 4. На рисунке 18 можно увидеть максимальные деформации по высоте стены.

Рисунок 15.

Сравнение откликов нагрузка-смещение для WALL 3.

Рисунок 16.

Сравнение реакции нагрузки-смещения для СТЕНЫ 4.

Рисунок 17.

Максимальные деформации по высоте СТЕНЫ 3.

Рисунок 18.

Максимальные деформации по высоте СТЕНЫ 4.

Мосаллам и Банерджи [ 28] испытал шесть идентичных образцов каменной стены размером 1830 × 1830 мм с полым бетонным блоком 406 × 152 × 203 мм при сочетании постоянных осевых и дополнительных поперечных нагрузок (двухтактные) (рис. 19). Два из них были неармированными, а другие были усилены различными типами элементов FRP.Прочность на сжатие каменных призм, цилиндров для раствора и цилиндров для раствора была рассчитана как 2,16, 18,96 и 14,62 МПа соответственно. Предел прочности на разрыв FRP составлял 1061 МПа, а модуль упругости — 96 500 МПа. В этом исследовании рассматривается образец переоборудованной стены W4-C-RT с двухсторонним углеродно-эпоксидным ламинатом. Деформация разрыва элемента FRP рассчитывается как 0,011 от отношения растягивающего напряжения FRP к модулю упругости. Кривые нагрузка-смещение, полученные в результате экспериментов и численного анализа, представлены на рисунке 20.

Рисунок 19.

Экспериментальная установка стены W4-C-RT.

Рис. 20.

Отклик поперечной нагрузки-смещения для W4-C-RT.

График нагрузка-смещение, полученная с помощью NLFEA, хорошо согласуется с экспериментальными данными. Как показано на рисунке 21, анализ прекращается при достижении максимальной деформации растяжения, соответствующей пределу прочности на разрыв FRP при горизонтальном смещении 8,20 мм. Это значение экспериментально определено примерно как 8,00 мм. Критическая деформация растяжения рассчитывается как 0.038. По мере увеличения поперечной нагрузки влияние деформаций растяжения усиливается вдоль носка стены, и легко наблюдать критическую деформацию растяжения у носка стены из Рисунка 21.

Рисунок 21.

Максимум деформации по высоте стены (W4-C-RT).

Хайдер [29] исследовал поведение стен кладки из глиняного кирпича при сочетании вертикальной предварительной нагрузки и боковой сдвиговой нагрузки (рис. 22). Механические и геометрические свойства кирпича и раствора приведены в таблице 3.Прочность на сжатие глиняного кирпича и раствора составляла 15,7 и 5,00 МПа соответственно. В случае кирпичной кладки стены конечная точка FEA определяется, определяя поверхность разрыва между двумя кирпичными блоками по толщине раствора. Максимальную деформацию растяжения можно найти как 0,061. Кривая нагрузка-смещение, полученная из NLFEA и экспериментальных данных, представлена ​​на рисунке 23.

Рисунок 22.

Экспериментальная установка стены URM 6.

Рис. 23.

Отклик поперечной нагрузки-смещения для URM 6.

Как показано на рисунке 24, анализ прекращается при достижении максимальной деформации растяжения при горизонтальном смещении 13,00 мм. Экспериментальное значение составляет примерно 12,40 мм. Эффект растягивающих деформаций нарастает вдоль носка стены при увеличении боковой нагрузки, и критическая деформация растяжения наблюдается у носка стены (Рисунок 24).

Рисунок 24.

Максимальные деформации по высоте стены (URM 6).

4. Выводы

В этой главе рассматривается применение теории пластичности к кирпичным стенам, усиленным URM и FRP при сжатии и сдвиге, путем отдельного рассмотрения конститутивного поведения блоков кладки, раствора и композитного материала FRP.Также используется критерий текучести типа DP, связывающий когезию и угол внутреннего трения как блока, так и раствора с их прочностью на одноосное сжатие, путем расширения предыдущего подхода к каменным стенам, усиленным FRP. С этой целью выполняется большое параметрическое исследование, чтобы объяснить механические свойства блока и раствора только одним параметром, то есть их прочностью на одноосное сжатие [24]. Чтобы оценить точность предлагаемого подхода, аналитические результаты сравниваются с экспериментальными результатами испытаний неармированных и усиленных каменных стен в двух различных экспериментальных исследованиях.Сделаны следующие выводы:

  1. Аналитический подход, ранее рекомендованный для каменных колонн на предмет сцепления и угла внутреннего трения, был обновлен и распространен на анализ стен URM, усиленных FRP. Поведение URM, а также каменных стен из FRP, смоделированных с помощью предлагаемого подхода с учетом этих аналитических соотношений, согласуется с результатами испытаний.

  2. Для эластопластических анализов необходимо определение конечной точки, чтобы завершить NLFEA, когда кривая напряжения-деформации имеет идеальное пластическое плато.В случае стены URM конечная точка определяется, определяя поверхность разрыва между двумя глиняными блоками по толщине раствора. Можно рассчитать максимальную деформацию ε1 , разделив толщину раствора на две высоты блоков плюс толщину раствора. FEA следует прервать, когда предельная деформация растяжения у стены достигнет этого значения. В случае усиленных стен с FRP, FEA может быть прерван, когда предельная деформация растяжения достигает деформации разрыва, εrup = ft / EFRP .Для анализа как усиленных стен, которые ранее были испытаны, так и поврежденных, а также использования полос FRP, которые частично ограничиваются только одной стороной стены, использование критерия максимальной деформации растяжения кладки кажется гораздо более разумным.

  3. Значения сцепления и внутреннего трения каменных блоков выражаются в единицах гидростатического давления при разрушении и их прочности на одноосное сжатие. Рекомендуемые соотношения составляющих кладки действительны для ξ / f mu <0.58. Зависимость материальных параметров фрикционных материалов от гидростатического давления затем напрямую отражается в анализе.

  4. Материальные параметры критерия DP выражены в терминах когезии и угла внутреннего трения критерия MC в этом исследовании. Поэтому поверхности критериев текучести DP и MC должны совпадать вдоль меридиана сжатия.

Номенклатура

кирпича

9008 7

c когезия
cmr когезия раствора
Ebl модуль упругости блоков
Ebr модуль упругости
Em модуль упругости
Emr модуль упругости раствора
fbl прочность на сжатие блоков
fbr прочность на сжатие кирпича
fl ограничивающее давление, оказываемое FRP
fmr прочность на сжатие раствора
fmu прочность на одноосное сжатие устройства
hbr высота устройства
hmr толщины раствора
I1 первый инвариант напряжения и девиаторного тензора
J2 второй инвариант напряжения и девиаторного тензора
k материальная постоянная
p вертикальный предварительный сжатие стенки
α константа материала
εmax максимальная деформация растяжения
ξ гидростатическая составляющая текущего напряженного состояния
φ угол внутреннего трения
φ i начальный угол внутреннего трения в радианах
φ f конечный угол внутреннего трения в радианах
φ mr угол внутреннего трения строительного раствора
σm среднее напряжение

определение mortar_ (кладка) и синонимов m ortar_ (masonry) (английский)

Строительный раствор выдержанный кирпич

Раствор — это работоспособная паста, используемая для скрепления строительных блоков и заполнения промежутков между ними.Блоки могут быть каменными, кирпичными, шлакоблоками и т. Д. Раствор затвердевает, когда затвердевает, что приводит к жесткой структуре заполнителя. Современные строительные растворы обычно изготавливаются из смеси песка, связующего, такого как цемент или известь, и воды. Раствор также можно использовать для фиксации кладки, или точка , когда первоначальный раствор смылся. [1]

Древняя ступка

Первые ступы были сделаны из глины и глины. Из-за недостатка камня и обилия глины вавилонские постройки были из обожженного кирпича с использованием извести или смолы в качестве раствора.Согласно Роману Гиршману, первые свидетельства того, что люди использовали раствор, были в зиккурате Сиалк в Иране, построенном из высушенных на солнце кирпичей в 2900 году до нашей эры. [2] Храм Чога Занбил в Иране был построен примерно в 1250 году до нашей эры из обожженных в печи кирпичей и прочного битумного раствора.

В ранних египетских пирамидах, построенных около 2600–2500 гг. До н.э., блоки известняка были скреплены раствором из глины и глины или глины и песка. [3] В более поздних египетских пирамидах строительный раствор был сделан из гипса или извести. [4] Гипсовый раствор представлял собой смесь штукатурки и песка и был довольно мягким.

На Индийском субконтиненте несколько типов цемента были обнаружены на участках цивилизации долины Инда, таких как город-поселение Мохенджо-Даро, которое датируется ранее 2600 г. до н.э. Гипсовый цемент светло-серого цвета, содержащий песок, глину, следы карбоната кальция и высокий процент извести , был использован при строительстве колодцев, водостоков и на внешней стороне « важных зданий ».»Битумный раствор также использовался реже, в том числе в Большой бане в Мохенджо-Даро. [5] [6]

Исторически сложилось так, что строительство из бетона и раствора затем появилось в Греции. Раскопки подземного акведука Мегары показали, что резервуар был покрыт пуццолановым раствором толщиной 12 мм. Этот акведук восходит к ок. 500 г. до н.э. [7] Пуццолановый раствор — это строительный раствор на основе извести, но он сделан с добавкой вулканического пепла, которая позволяет ему затвердевать под водой; поэтому он известен как гидравлический цемент.Греки получили вулканический пепел с греческих островов Тира и Нисирос или из тогдашней греческой колонии Дикаархия (Поццуоли) недалеко от Неаполя, Италия. Позже римляне усовершенствовали использование и методы изготовления того, что стало известно как пуццолановый раствор и цемент. [4] Еще позже римляне использовали раствор без пуццолана, используя измельченную терракоту, добавляя в смесь оксид алюминия и диоксид кремния. Этот раствор был не так прочен, как пуццолановый раствор, но, поскольку он был более плотным, он лучше сопротивлялся проникновению воды. [8]

Гидравлический миномет не был доступен в древнем Китае, возможно, из-за отсутствия вулканического пепла. Около 500 г. н.э. клейкий рисовый суп был смешан с гашеной известью для получения неорганико-органического композиционного раствора, который имел большую прочность и водостойкость, чем известковый раствор. [9] [10]

Непонятно, почему искусство изготовления гидравлического раствора и цемента, которое было усовершенствовано и широко использовалось как греками, так и римлянами, было потеряно почти на два тысячелетия.В средние века, когда строились готические соборы, единственным активным ингредиентом раствора была известь. Поскольку затвердевший известковый раствор может разрушаться при контакте с водой, многие конструкции на протяжении веков страдали от уносимых ветром дождей.

Кладка кирпича на портландцементном растворе

Портландцементный раствор

Портландцементный раствор (очень часто известный как цементный раствор), создается путем смешивания обычного портландцемента (OPC), гашеной извести и заполнителя (или песка) с водой.

Он был изобретен в 1794 году Джозефом Аспдином и запатентован 18 декабря 1824 года, в основном в результате различных научных усилий по разработке более прочных минометов, чем существовавшие в то время. Он стал популярным в конце девятнадцатого века, а в связи с Первой мировой войной к 1930 году он заменил известковый раствор для нового строительства. Основными причинами этого было то, что портландцемент твердо и быстро затвердевает, что позволяет ускорить строительство и требует менее квалифицированных рабочих. Однако, как правило, портландцемент не следует использовать для ремонта старых зданий, построенных на известковом растворе, которые требуют гибкости, мягкости и воздухопроницаемости извести для правильного функционирования.

Раствор смешивают в ведре объемом 5 галлонов, используя чистую воду и раствор из мешка. Когда консистенция будет нужной, как на фото (шпатель встанет), можно наносить.

В Соединенных Штатах (и других странах) один из пяти стандартных типов строительных растворов (доступных в виде сухих готовых смесей) обычно используется как для нового строительства, так и для ремонта. Соотношение цемента, извести и песка, включенных в каждый тип раствора, обеспечивает разную прочность раствора. Составы для каждого типа определяются организацией по стандартизации ASTM.Эти предварительно смешанные строительные растворы обозначаются одной из пяти букв M, S, N, O и K, причем раствор типа M является самой высокой прочностью, а тип K — самой слабой. Эти типовые буквы взяты из альтернативных букв слов «MaSoN WOrK».

Раствор полимерцементный

Полимерно-цементные растворы (ПКМ) — это материалы, которые получают путем частичной замены цементных гидратных вяжущих веществ обычного цементного раствора на полимеры. Полимерные добавки включают латексы или эмульсии, повторно диспергируемые полимерные порошки, водорастворимые полимеры, жидкие смолы и мономеры.Он имеет низкую проницаемость и снижает вероятность растрескивания при усадке при высыхании, в основном предназначен для ремонта бетонных конструкций. Для примера см. MagneLine.

Раствор извести

Основная статья: Известковый раствор

Скорость схватывания может быть увеличена за счет использования в печи загрязненных известняков для образования гидравлической извести, которая затвердевает при контакте с водой. Хранить такую ​​известь необходимо в виде сухого порошка. В качестве альтернативы в растворную смесь можно добавить пуццолановый материал, такой как обожженная глина или кирпичная пыль.Это будет иметь аналогичный эффект относительно быстрого схватывания раствора за счет реакции с водой в растворе.

Использование портландцементных растворов при ремонте старых зданий, изначально построенных с использованием известкового раствора, может быть проблематичным. Это связано с тем, что известковый раствор мягче, чем цементный раствор, что позволяет кирпичной кладке с определенной степенью гибкости двигаться, чтобы адаптироваться к смещению грунта или другим изменяющимся условиям. Цементный раствор тверже и допускает меньшую гибкость. Контраст может привести к растрескиванию кирпичной кладки там, где два раствора присутствуют в единой стене.

Известковый раствор считается воздухопроницаемым, так как он позволяет влаге свободно проходить через него и испаряться с его поверхности. В старых зданиях, стены которых меняются со временем, часто появляются трещины, через которые дождевая вода проникает в конструкцию. Известковый раствор позволяет этой влаге испаряться и сохраняет стену сухой. Повторное нанесение или штукатурка старой стены с помощью цементного раствора останавливает это испарение и может вызвать проблемы, связанные с влажностью за цементом.

Пуццолановый раствор

Пуццолана — мелкий песчаный вулканический пепел, первоначально обнаруженный и выкопанный в Италии в Поццуоли в районе горы Везувий, а затем и в ряде других мест.Древнеримский архитектор Витрувий говорит о четырех типах пуццоланы. Он встречается во всех вулканических районах Италии в различных цветах: черном, белом, сером и красном.

Мелко измельченный и смешанный с известью, он действует как портландцемент и образует прочный раствор, который также схватывается под водой.

Радиоуглеродная датировка

Международная группа ученых во главе с Университетом Або Академи разработала метод определения возраста строительного раствора с использованием радиоуглеродного датирования. По мере затвердевания раствора текущая атмосфера оказывается заключенной в раствор и, таким образом, дает образец для анализа. OP Jaggi, History of Science and Technology in India, Volume 1 , Atma Ram, 1969, http://books.google.com/books?id=Qm3NAAAAMAAJ, « … В некоторых важных на вид зданий, снаружи использовался гипсовый цемент светло-серого цвета, чтобы предотвратить осыпание глинистого раствора. В очень хорошо построенном водостоке Промежуточного периода использованный раствор содержит высокий процент извести вместо гипса. Битум было обнаружено, что его использовали только в одном месте в Мохенджо-Даро. Датировка древних минометов — American Scientist Online vol. 91, 2003

1 Лекция № 18 Кладочный цемент и строительный раствор. Связующий раствор = строительный раствор Кладка = строительный раствор + кладочные блоки

  • Дом
  • Документы
  • 1 Лекция № 18 Кладочный цемент и строительный раствор. Связующий раствор = строительный раствор. Кладка = строительный раствор + кладочные элементы.

Размер вставки (пикс.)
344 x 292429 x 357514 x 422599 x 487

Текст 1 лекции № 18 Кладочный цемент и строительный раствор.Связующий раствор = строительный раствор Кладка = строительный раствор + кладка

  • Слайд 1
  • 1 Лекция № 18 Кладочный цемент и строительный раствор
  • Слайд 2
  • Вяжущий раствор = строительный раствор Кладка = строительный раствор + кладки
  • Различия в определении Слайда 3
  • Различия между слоями 3
  • с другими цементными смесями классы компонентов типы свойств

  • Slide 4
  • MORTAR цементные материалы известка портландцемент песок вода, используемая с отдельными каменными блоками, склеивание оснований / выравнивания сидений, уплотнение неровностей, обеспечивающих прочность, обеспечивающую эстетические качества
  • Slide 5
  • MORTAR слабое звено в Тонкий слой кирпичной кладки более прочный (сжатие), чем толстый слой извести, улучшается удобоукладываемость, адгезионные свойства, растяжимость
  • Slide 6
  • GROUT цемент мелкий и крупный заполнитель песок вода высокая осадка отсутствие сегрегации используется для склеивания двух слоев кладки (стены толщиной в одну единицу) заполнитель стержни и пустоты, связывающие арматурную сталь и материалы, обеспечивающие несущую способность, ASTM C476, мелкие и грубые растворы f C — меньше в неабсорбирующих формах совпадают с кладкой f C
  • Slide 7
  • Различия с другими цементными смесями, составляющими материалами, цементным раствором, цементным раствором, цемент, вода, мелкозернистый заполнитель, мелкозернистый заполнитель, портландцемент, бетон, цемент, вода, мелкий заполнитель, пропорции крупного заполнителя
  • Slide 8
  • 8 Различия с другими цементными смесями структурные характеристики PCC структурные материал, выдерживает в основном сжимающие нагрузки раствор, цементный раствор является вяжущим, создает прочную и долговечную связь с удобоукладываемостью и методами укладки кирпичной кладки. PCC помещен в неабсорбирующие формы, минимальное количество воды, соотношение воды и воды очень важно для эксплуатационных характеристик раствора, раствор помещен во впитывающий формы, намного больше воды, соотношение воды и воды менее важно
  • Slide 9
  • 9 Классы известкового раствора извести, песок, вода медленное увеличение прочности образование карбоната кальция редко используется в постоянном строительстве цемент / цементно-известковый раствор цемент, известь, песок, вода наиболее распространенный цементный раствор для кладок запатентованные ингредиенты работоспособная низкая прочность сцепления, непрочность — чаще всего используется, но менее желательно
  • Slide 10
  • 10 Компоненты Долговечность портландцемента Высокая начальная прочность Высокая прочность на сжатие Прочность связи песок Прочность наполнителя удобоукладываемость извести водоудерживающая эластичность прочность связи растяжимость Расход воды, необходимый для гидратационных добавок
  • Slide 11
  • 11 Компоненты портландцемента Тип I — общее использование, когда особые свойства не требуются Тип II — когда требуется умеренная сульфатостойкость или умеренная теплота гидратации Тип III — когда требуется высокая начальная прочность Портландцементы с воздухововлекающими добавками имеют тенденцию к снижению прочности сцепления
  • Slide 12
  • 12 Компоненты гашеная известь [Ca (OH) 2 ] мел или известняк (CaCO 3) сжигание при 900 ° C в печи для производства негашеной извести (CaO) вода, добавленная к негашеной извести Типы (ASTM C207) N — нормальные негидратированные оксиды и пластичность не контролируется S — специальные, обычно используемые NA — нормальное воздухововлечение, не рекомендуется SA — специальные воздухововлекающий, не рекомендуется
  • Slide 13
  • 13 Компоненты агрегаты естественной или промышленной градации (ASTM C144)
  • Slide 14
  • 14 Компоненты вода чистая питьевая без вредных веществ кислоты щелочей примеси органических материалов обрабатываемость цвета сниженное проникновение воды ускоренное отверждение используйте с осторожностью воздухововлекающие хлориды
  • Slide 15
  • 15 типов (MASONWORK) Спецификации пропорций ASTM C270 — РЕКОМЕНДУЕМЫЕ характеристики свойств установлены с помощью лабораторных испытаний, проб и ошибок одинаковые буквенные обозначения, но тип N (пропорция) = тип N (свойство ) (пропорция — более высокая прочность на сжатие) Тип M (брусчатка) высокая прочность общего назначения ниже класса OR в контакте с землей
  • Slide 16
  • 16 типов (MASONWORK) Тип S (структурная кладка, армированный кирпич) высокопрочная армированная кладка, подверженная сильному ветру Тип N (нормальный, обычный) высокая прочность обычное использование ниже уровня земли ИЛИ в контакте с грунтом
  • Направляющая 17
  • 17 типов (MASONWORK) Тип O (внутренняя), низкопрочные, ненесущие приложения, не подверженные суровым погодным условиям Тип K (восстановление)
  • Направляющая 18
  • 18 типов (MASONWORK) Характеристики пропорций
  • Слайд 19
  • 19 Определите количества и абсолютные объемы для раствора типа N песка V = 1.0 футов 3 V извести = от 0,5 до 1,25 V c V песка = от 2,25 до 3 (V c + V l) 1 фут 3 влажного рыхлого песка дает 1 фут 3 раствора. (из-за набухания влажного песка)
  • Slide 20
  • 20 Типы (MASONWORK) Характеристики свойств aa Раствор, приготовленный только в лаборатории b Когда структурная арматура вводится в цементно-известковый раствор, максимальное содержание воздуха должно составлять 12% c При армировании конструкций вводится в кладочный цементный раствор, максимальное содержание воздуха должно составлять 18%.
  • Slide 21
  • 21 Выбор типов строительного раствора Требования к конструкции Обрабатываемость типа открытой стены Нет одного типа для всех целей НЕ менять типы строительного раствора в пределах одной и той же структуры нерентабельно НИКОГДА не используйте раствор с более высокой степенью сжатия, чем требуемая усадка, неэкономично
  • Slide 22
  • 22 Лаборатория vs.Полевой раствор НЕВОЗМОЖНО СРАВНИТЬ полевой раствор Требуется больше воды (потеря на испарение или кладка) лабораторный раствор меньше воды, меньший начальный поток, разные условия отверждения
  • Slide 23
  • 23 Свойства Пластичные свойства влияют на затвердевшие свойства удобоукладываемость начальный поток после всасывания удерживающая способность воды затвердевшие свойства определяют рабочие характеристики прочность сцепления долговечность растяжимость прочность на сжатие другие свойства цвет
  • Slide 24
  • 24 удобоукладываемость легко распределяется прилипает к вертикальной поверхности трудно измерить напрямую нет стандартных тестов или количественных показателей измерения, включая текучесть, водоудерживающую способность, сопротивление расслоению, зависящее от свойств компонентов
  • Слайд 25
  • 25 Конус потока (ASTM C109), сформированный на столе потока, поднимался и опускался 25 раз за 15 секунд поток = коэффициент увеличения диаметра
  • Слайд 26
  • 26 Способность удерживать воду (ASTM C91) сопротивляться потеря воды в абсорбирующую кладку. Поток после всасывания (вакуум в течение 1 мин.) / начальный поток низкая удерживающая способность приведет к утечке влаги, если кирпич не имеет высокой степени всасывания (IRA). кирпичная кладка
  • Slide 27
  • 27 Прочность сцепления — важнейшее физическое свойство, которое трудно измерить напрямую, имитировать конструкцию. Максимальная прочность сцепления. Цемент: известь от 1: 1 до 1: 1/4 Раствор типа S Всасывание (IRA) Истекшее время содержания воздуха Раствор Текстура сыпучего кирпича грубая Повторная закалка Давление Движение после схватывания Водоудерживающая
  • Слайд 28
  • 28 Прочность сцепления
  • Слайд 29
  • 29 Прочие упрочненные свойства Прочность не имеет значения, если правильно подготовлены без воздухововлекающих компонентов растяжимость макс. способствует
  • Slide 30
  • 30 Прочие свойства повышенной прочности на сжатие прочность f (содержание цемента, w / c) кубики (ASTM C109) цилиндры, брикеты Пропорция f c Цемент Известь Поток воды
  • Slide 31
  • 31 Другие свойства цветные заполнители — ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ цветной пигмент

Преобразование кирпичной кладки — Раствор

Миномет
Смеси

Вот семь общих
и необычные строительные смеси.Это типы N, M, S и O. Также есть
раствор для стеклоблоков, прямой известковый раствор и тип К. Используется тип К.
исключительно в исторической сохранности. В каждом есть определенная доля
Портландцемент, гашеная известь и песок. Пропорции раствора всегда
выражается в таком порядке. Кроме того, эти пропорции всегда относятся к объемам,
не взвешивать или сочетание объемов и веса. Но тогда компоненты
этих смесей обычно покупают на развес, но не так
смеси мерные.

Смесь, обозначенная как 3/1/12, содержит 3 части портландцемента, 1 часть гидратированной
известь и 12 частей песка. Теперь предположим, что вы хотите вычислить раствор
кубометром. Итак, сколько каждого компонента раствора находится в кубическом
двор? Давайте рассмотрим все семь миксов и посмотрим.

Имейте в виду, что пропорции извести, цемента и песка в каждом типе смеси
может немного отличаться в зависимости от географического региона или подрядчика в регионе.
Однако мы показываем вам обычно используемые пропорции, и если вы
привыкли к чему-то немного иному, то вы просто используете региональный
или личная вариация стандарта.

Кроме того, эти количества рассчитаны на добавление ровно одного куба материала.
Суммы на местах могут отображать другие количества компонентов в зависимости от реальности
наружного замешивания раствора. Большая часть литературы о пропорциях раствора
и смеси показывают большее или разное количество из-за большого количества
отходов в процессе подготовки, транспортировка по строительной площадке
и манипуляции во время использования партии раствора. Показанные здесь числа
отражать рассчитанные суммы.Это точные математические измерения вниз
ложке (хотя мы даем вам окончательное количество песка в тоннах и
остальные части в мешках). Тонны и мешки точно отмерены. Условия
гашеная известь и известь
шпатлевка
означает то же самое, так как известковая шпатлевка просто влажная гидратированная
известь (вы добавили в нее немного воды и взболтали), тогда как в гидратированной
известь все молекулы воды стехиометрически связаны с кальцием
и магний в извести, и известь остается сухим порошком.Известковая замазка
просто влажная гашеная известь.

В расчетах смеси используются плотности, установленные стандартом ASTM .
Это:

Портландцемент 94
фунты / куб. фут

Гашеная известь 40
фунты / куб. фут

Песок 80
фунт / куб. фут

Приобретенные позиции:

Портландцемент 94
мешки фунтов

Гашеная известь 50
фунт-мешки

Sand by
тонна

Количество компонентов

Раствор типа N

При этом используется смесь 1/1 / 6, и в результате получается раствор с давлением сжатия 750 фунтов на кв.
прочность.Тип N — это обычная растворная смесь общего назначения, которую можно
Используется в надземных работах как в наружных, так и в внутренних несущих установках.

Чтобы получить 1 куб. Ярда раствора N, вам потребуется 27 кубических футов компонентов в
пропорция 1: 1: 6.

Портландцемент 3,375
куб

Гашеная известь 3,375
cuft

Песок
20,25 куб. Футов

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, получается 317.25 фунтов портландцемента,
135 фунтов гашеной извести и 1620 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора типа N, необходимо купить
и смешайте вместе:

3,375 мешка портландцемента (мешки 94 фунта)

2,7 мешка гашеной извести (мешки 50 фунтов)

0,81 тонны песка

Раствор типа M

Используется 3 / 1/12 смеси и в результате получается раствор с давлением сжатия 2500 фунтов на квадратный дюйм.
прочность.Тип M используется для несущих кладочных работ под землей и
для дымоходов и кирпичных люков.

Чтобы получить 1 куб.дюйма раствора M, вам потребуется 27 кубических футов компонентов в
соотношение 3 к 1 к 12.

Портландцемент 5,0625
куб

Гашеная известь 1,6875
cuft

Песок 20,25
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, получается 475.875 фунтов портландцемента,
67,5 фунтов гашеной извести и 1620 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора типа М, необходимо купить
и смешайте:

5,0625 мешков портландцемента (мешки 94 фунта)

1,35 мешков гашеной извести (мешки 50 фунтов)

0,81 тонны песка

Раствор типа S

Используется 2/1 / 9 и в результате получается раствор с давлением сжатия 1800 фунтов на кв.
прочность.Тип S используется для подземных работ и в таких областях, как кладка.
фундаментные стены, кирпичные колодцы, подпорные стены, канализация, кирпичные проходы,
кирпичный тротуар и кирпичные дворики.

Чтобы получить 1 куб.дюйма раствора S, вам потребуется 27 кубических футов компонентов в
соотношение 2 к 1 к 9.

Портландцемент 4,5
куб

Гашеная известь 2,25
cuft

Песок 20.25
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, получается 423 фунта портландцемента,
90 фунтов гашеной извести и 1620 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора типа S, вам необходимо купить
и смешайте:

4,5 мешка портландцемента (мешки 94 фунта)

1,8 мешка гашеной извести (мешки 50 фунтов)

0,81 тонны песка

Раствор типа O

Используется 1/2 / 9 и в результате получается раствор с давлением сжатия 350 фунтов на кв.
прочность.Тип O — это раствор с высоким содержанием извести, также называемый «остроконечным».
миномет. Используется в выше класса ,
ненесущие ситуации в обоих
внутренняя и внешняя среда.

Чтобы получить 1 куб.дюйма раствора O, вам потребуется 27 кубических футов компонентов в
соотношение от 1 до 2 к 9.

Портландцемент 2,25
куб

Гашеная известь 4,5
cuft

Песок 20.25
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, получается 211,5 фунтов портландцемента,
180 фунтов гашеной извести и 1620 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора типа О, необходимо купить
и смешайте вместе:

2,25 мешка портландцемента (мешки 94 фунта)

3,6 мешка гашеной извести (мешки 50 фунтов)

0,81 тонны песка

Раствор типа K

Используется 1/3 / 10, и в результате получается раствор с давлением сжатия не более 75 фунтов на кв.
прочность.Тип K используется только в ситуациях сохранения исторических памятников, когда
несущая способность не имеет значения, а пористость
этот раствор допускает очень небольшое движение из-за температуры и влажности
колебания. Это помогает продлить целостность старых или даже
старинные кирпичи в исторических сооружениях.

Чтобы получить 1 куб.дюйма раствора К, вам потребуется 27 кубических футов компонентов в
соотношение от 1 до 3 к 10.

Портландцемент 1.93
куб

Гашеная известь 5,79
cuft

Песок 19,29
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, получается 181,42 фунта портландцемента,
231,6 фунта гашеной извести и 1543,2 фунта песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора типа К, вам необходимо купить:

1,93 мешка портландцемента

4.632 мешка гашеной извести

0,7716 тонны песка

Раствор извести извести

Используется смесь 0/1/3 и используется сейчас только для воссоздания конструкции
и просмотрите методы прошлого или, может быть, чисто для визуальных целей.
Этот раствор был изготовлен до того, как портландцемент стал доступен во многих областях.
вот что было использовано. Иногда вы увидите простой известковый раствор
раствор называется «L» (для извести )
но это не означает, что это миномет типа L, как в
Типы МСНОК.Миномета типа L не существует.

Чтобы получить 1 кубик известкового раствора, вам потребуется 27 кубических футов компонентов.
в пропорции от 0 до 1 к 3.

Портландцемент отсутствует

Гашеная известь 6,75
cuft

Песок 20,25
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, это не дает портландцемента, 270 фунтов
гашеной извести и 1,620 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд известкового раствора, вам необходимо купить:

Без мешков с портландцементом

5,4 мешка гашеной извести (мешки по 50 фунтов)

0,81 тонны песка

Раствор из стеклоблоков

В нем используется смесь 1/1/4, и он используется с минимальным количеством воды. возможный.
Это смесь, разработанная специально для стеклоблоков. Также обратите внимание, что это
использует водонепроницаемый портландцемент в
место «обычного» портландцемента.

Чтобы получить 1 куб. Ярда раствора для стеклоблоков, вам потребуется 27 кубических футов компонентов.
в пропорции 1: 1: 4.

Водостойкий портландцемент 4,5 куб. Футов

Гашеная известь 4,5
cuft

Песок 18
cuft

Всего 27
cuft

Исходя из плотности ASTM, это дает 423 фунта водонепроницаемого портландцемента.
цемент, 180 фунтов гашеной извести и 1440 фунтов песка.

Чтобы собрать один кубический ярд раствора для стеклоблоков, вам необходимо
купить и смешать:

4,5 мешка портландцемента (мешки 94 фунта)

3,6 мешка гашеной извести (мешки 50 фунтов)

0,72 тонны песка


Примечание

Типы извести в сравнении с обозначениями смесей раствора

Известняк, образованный природой, содержит различные пропорции кальция и
магний. Ни один крупный ученый с гигантским стаканом и набором закрытых пробок
в пробирках заранее отмеряли вещества, из которых состоят камни.Некоторые
в нем больше магния, в то время как в других известняковых породах больше кальция.
Для приготовления раствора желательно иметь от трети до половины
Порода, из которой получают известковый раствор, состоит из карбоната магния.
Остаток будет составлять от половины до двух третей карбоната кальция.
Известняк, состав которого попадает в эти проценты, имеет доломитовый состав .
известняк
и из него производится Тип
S
гидрат извести.Кладочная известь из известняка, состоящего из
менее 5% карбоната магния (так называемый высокий
кальциевый известняк
, так как он содержит от 95% до 99% карбоната кальция)
помечен как гидрат извести типа N. Известь типа S используется для приготовления кладочного раствора.
Известь типа N можно использовать только в том случае, если она
проверяется и проверяется на серийной основе. Тип S
обозначение извести означает S pecial
а тип N означает N ormal.Обычно используется специальный гидрат извести, а обычная известь
гидрат используется только при специальном тестировании. Эти лаймовые «типы»
абсолютно не имеют отношения к растворным смесям типа N и типа S.
Никогда и никогда не путайте эти типы гидрата извести с растворами. Они имеют
ничего общего друг с другом. Почему «они» должны называть их
с такими же обозначениями мы понятия не имеем.

Mason Work

Пять типичных строительных смесей, обозначенных типов M, S, N, O
и K обозначены так, потому что каждый
является альтернативной буквой в термине MASON WORK
в нисходящей силе psi.Эти обозначения были присвоены в 1954 г. и
заменены обозначения минометов A-1, A-2, B и C.

M 2500 psi

A

S 1800 psi

O

N 750 psi

W

O 350 фунтов на квадратный дюйм

R

K 75 фунтов на квадратный дюйм

Знайте, что более слабый раствор фунтов на квадратный дюйм не является «плохим» или плохим раствором
к одному с более высоким psi. Раствор с более низким давлением на квадратный дюйм имеет гораздо лучший клей
и уплотняющие силы, чем у более высокого.Минометы подбираются на баланс
между этими атрибутами относительно того, что требуется для строительной ситуации
на определенном месте в работе. Миномет типа М с его высокой прочностью
однако плохая адгезия и герметичность могут быть плохим выбором для одной области
работа и просто то, что нужно в другом.

Минимальная прочность раствора на сжатие, ASTM и его требования к фунтам на квадратный дюйм

ASTM устанавливает минимально необходимую прочность на сжатие для различных типов растворов.Чтобы соответствовать минимальным требованиям к фунтам на квадратный дюйм, смесь просто должна быть на уровне или выше. Это может быть значительно выше psi. Он должен только соответствовать минимальному значению psi или превышать его.

Вот минимумы ASTM:

Тип M 2500 фунтов на кв. Дюйм
Тип S 1800 фунтов на кв. Дюйм
Тип N 750 фунтов на кв. Дюйм
Тип O 350 фунтов на кв. Дюйм
Тип K 75 фунтов на кв. Дюйм

Но имейте в виду, что смесь, указанная для строительного раствора типа N, обычно достигает 28-дневной прочности в диапазоне от 1500 до 2400 фунтов на квадратный дюйм.Это соответствует и намного превосходит требования ASTM в 750 фунтов на квадратный дюйм.

Другой пример — смесь, указанная для строительного раствора типа O, обеспечивает нормальное давление в диапазоне от 750 до 1200 и выше, иногда до 2000. Опять же, это в значительной степени соответствует минимальному значению 350 фунтов на квадратный дюйм.

Типичные смеси типа M имеют прочность от 3000 до 3800 фунтов на квадратный дюйм и поэтому превышают минимальное требование ASTM по прочности на сжатие в 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Растворы

типа S должны иметь давление минимум 1800 фунтов на квадратный дюйм, а их смеси обычно дают вам прочность от 2300 до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Итак, если вы занимаетесь исторической консервацией кладки и вам нужно заботиться не о минимальной прочности раствора, а о его максимальной прочности, вам нужны альтернативные смеси для получения растворов с желаемой максимальной прочностью. Помните, что требования ASTM относятся к минимальным фунтам на квадратный дюйм, а нормальные отношения смеси для типов M, S, N, O и K превышают, иногда на большую величину, минимальную прочность на сжатие.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *