Способ увеличения несущей способности железобетонных строительных конструкций

Изобретение относится к области изготовления строительных материалов. Способ увеличения несущей способности железобетонных строительных конструкций включает размещение стального арматурного каркаса в опалубке или форме, заливку бетонной смеси в опалубку или форму. Подключают стальной арматурный каркас к положительному полюсу источника постоянного электрического тока, а дополнительный электрод, размещенный в теле формуемой железобетонной строительной конструкции, подключают к отрицательному полюсу источника постоянного электрического тока. Осуществляют пропускание в бетон через созданную таким образом систему электродов постоянного электрического тока. Разность потенциалов на полюсах источника постоянного электрического тока устанавливают и поддерживают на значениях по модулю, превышающему в 1,05-1,1 раза величину электродного потенциала стального арматурного каркаса в жидком бетоне, а постоянный электрический ток пропускают в бетон до набора бетоном прочности в пять-десять процентов от величины проектной прочности. Технический результат заключается в повышении несущей способности строительных конструкций. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для повышения несущей способности железобетонных строительных конструкций.

Известен способ повышения несущей способности бетонных строительных конструкций [1] путем их армирования стальными прутьями гладкими или периодического профиля с рифленой поверхностью.

Недостатками этого способа являются полное отсутствие сил сцепления адгезионного характера и ослабление сил механического зацепления бетона с арматурой в зоне контакта «арматура-бетон». Стальная арматура, помещенная в жидкий бетон, имеет отрицательный электродный потенциал. Зерна портландцемента в жидком бетоне также являются носителями отрицательного электрического заряда. В жидкой бетонной смеси вследствие одноименности знаков электродного потенциала арматурного каркаса и зарядов зерен портландцемента происходит выталкивание зерен портландцемента из зоны контакта «арматура-бетон» и, во-первых, становится невозможным образование двойного электрического слоя на границе «арматура-бетон», что и объясняет причину отсутствия сил сцепления адгезионного характера между арматурой и бетоном; во-вторых, происходит обеднение зоны контакта «арматура-бетон» зернами портландцемента и, как следствие, происходит снижение прочности бетона в этой зоне, что, в свою очередь, уменьшает силы механического зацепления бетона с выступами на поверхности арматуры периодического профиля. Эти два фактора и приводят к снижению несущей способности железобетонных конструкций, изготовленных известным способом. Основными силами, обеспечивающими взаимодействие бетона с арматурой в этом способе, являются ослабленные по причине обеднения бетонной смеси в приконтактной зоне силы механического зацепления рифленой поверхности арматуры с бетоном и силы трения, возникающие вследствие обжатия арматурных стержней затвердевшим бетоном.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ увеличения силы сцепления арматуры с бетоном в железобетонных строительных конструкциях путем применения явления электрофореза [2].

Способ включает размещение стального арматурного каркаса в опалубке или форме, заливку бетонной смеси в опалубку или форму, подключение арматурного каркаса к положительному полюсу источника постоянного тока, подключение дополнительного электрода, размещенного в теле формуемой железобетонной конструкции, к отрицательному полюсу источника постоянного тока, пропускание в бетон через образованную таким образом систему электродов постоянного электрического тока напряжением 5 вольт в течение 120 секунд. Этот способ обеспечивает 5-10-процентный прирост сил сцепления и зацепления по контакту «арматура-бетон».

Недостатком этого способа является кратковременность пропускания сквозь бетон постоянного электрического тока и его высокое - до 5 вольт - напряжение, что в несколько раз больше абсолютной величины электродного потенциала арматурного каркаса, находящегося в это время в жидкой бетонной смеси. Причина малоэффективности этого способа, с одной стороны, нестабильность условий в зоне контакта «арматура-бетон», где происходит образование двойного электрического слоя и обогащение зернами портландцемента, так как после 120-секундного пропускания тока бетонная смесь находится либо в жидкой фазе, либо в начале процесса схватывания, что приводит к восстановлению отрицательного электродного потенциала арматурного каркаса, частичному, либо полному разрушению сформировавшегося двойного электрического слоя и частичному обеднению бетонной смеси в зоне контакта «арматура-бетон». С другой стороны, высокое постоянное напряжение в зоне контакта «арматура-бетон» приводит к нежелательному насыщению приконтактной зоны продуктами гидролиза компонентов бетонной смеси и, как следствие, к частичному понижению прочностных характеристик бетона в этой зоне.

Цель изобретения - повышение несущей способности железобетонных строительных конструкций за счет создания стабильных условий для возникновения и сохранения двойного электрического слоя на границе стальная арматура-бетон, обогащения приконтактной зоны зернами портландцемента и увеличения прочности бетона как в зоне контакта «арматура-бетон», так и во всей массе бетона формуемых конструкций.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем размещение стального арматурного каркаса в опалубке или форме, заливку бетонной смеси в опалубку или форму, подключение арматурного каркаса к положительному полюсу источника постоянного тока, подключение дополнительного электрода, размещенного в теле формуемой железобетонной конструкции, к отрицательному полюсу источника постоянного электрического тока, пропускание в бетон через образованную таким образом систему электродов постоянного электрического тока напряжением, на 5-10% превышающим по модулю величину электродного потенциала стальной арматуры в жидком бетоне, а постоянный электрический ток пропускают в бетон до набора бетоном прочности в 5-10 процентов от величины проектной прочности.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом: в опалубку или форму 1 устанавливается и фиксируется арматурный каркас 2. Там же устанавливается и фиксируется дополнительный электрод 3 так, чтобы исключить возможность замыкания последнего на арматурный каркас во время протекания всего процесса формования строительной конструкции. В опалубку заливается бетонная смесь 4, производится уплотнение бетона и одновременно с этим производится определение разности потенциалов U(mv) между арматурным каркасом и дополнительным электродом. После завершения работ по уплотнению бетона производится замыкание арматурного каркаса на положительную клемму источника постоянного тока, а дополнительный электрод замыкается на отрицательную клемму, причем на этих клеммах устанавливается и поддерживается напряжение, в 1,05-1,1 раза превышающее по модулю величину U(mv).

Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях с применением бетонов разных классов заводского изготовления. В качестве арматуры применялись стальные гладкие стержни диаметром 10 мм класса А1. Размер образцов 100×100×400 мм. Арматурный стержень располагался вдоль длинной центральной оси образцов. Сила сцепления арматуры с бетоном определялась как отношение предела прочности на разрыв по контакту «арматура-бетон» к площади контакта при выдергивании арматурного стержня из бетона. Усредненные результаты испытаний сведены в таблицу.

Способ увеличения несущей способности ж/б конструкций Размер образцов мм Дата изготовления Дата испытания Разрушающая нагрузка на 1 кв.см. контакта сталь бетон кг/кв.см. Предел прочности на сжатие кг/кв.см.
Традиционный 100×100×300 02.08.1984 30.08.1984 6,8 -
Известный 100×100×300 02.08.1984 30.08.1984 7,4 -
Традиционный 100×100×400 01.08.2006 29.08.2006 18,3 376
Предлагаемый 100×100×400 01.08.2006 29.08.2006 25,5 421

Источники информации

1. Габрусенко В.В. Основы расчета железобетона в вопросах и ответах. Издательство Ассоциации строительных вузов. Москва. 2002 г., с.5

2. Вартанян Ю.А. Отчет о научно-исследовательской работе «Повышение монолитности бетонных и железобетонных конструкций АЭС и получение бесшовных бетонных структур». Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский и Проектно-Изыскательский Институт по Проектированию Атомных Электростанций и Крупных Топливно-Энергетических Комплексов «АТОМТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ». УДК 624.046.5; 621.311. № гос. регистрации 071454. ДСП. Ереван. 1984 г. с.44 (прототип).

Способ увеличения несущей способности железобетонных строительных конструкций, включающий размещение стального арматурного каркаса в опалубке или форме, заливку бетонной смеси в опалубку или форму, подключение стального арматурного каркаса к положительному полюсу источника постоянного электрического тока, подключение дополнительного электрода, размещенного в теле формуемой железобетонной строительной конструкции, к отрицательному полюсу источника постоянного электрического тока, пропускание в бетон через созданную таким образом систему электродов постоянного электрического тока, отличающийся тем, что разность потенциалов на полюсах источника постоянного электрического тока устанавливают и поддерживают на значениях по модулю, превышающему в 1,05-1,1 раза величину электродного потенциала стального арматурного каркаса в жидком бетоне, а постоянный электрический ток пропускают в бетон до набора бетоном прочности в пять-десять процентов от величины проектной прочности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству сборных жилых сооружений. .

Изобретение относится к способу изготовления и составу гипсосодержащих отвержденных изделий, например, гипсовых панелей, упрочненных гипсовых композитных панелей, штукатурки, подвергаемых механической обработке материалов, материалов для обработки стыков и звукоизолирующих плиток и к способам их получения и их составам.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на вечномерзлых, слабых и пучинистых грунтах, а также в сейсмических зонах. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для создания зданий и сооружений из деталей, предварительно изготовленных с кратными размерами и штабелируемых всухую.

Изобретение относится к составу вяжущего, способу его изготовления и производству изделий из магнезиального вяжущего. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при получении поризованного бетона, изготовлении конструкций из него и возведении зданий с использованием этих конструкций.

Изобретение относится к способу объединения двух модульных элементов, относящихся к базовому элементу дома, друг с другом для образования непрерывного базового элемента здания или дома

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу строительства здания из сборных конструкций

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве жилых и промышленных зданий

Изобретение относится к стяжному замку для соединения конструкционных элементов, в частности готовых бетонных элементов, который выполнен по существу в форме оболочки и содержит установочную полость, доступную по меньшей мере снаружи через входное отверстие, и дополнительно содержит расположенные предпочтительно напротив друг друга и входящие в установочную полость проходные участки, которые предпочтительно выполнены в виде проходных отверстий для прохождения крепежных средств. Кроме того, настоящее изобретение относится к набору комплектующих для соединения конструкционных элементов, способу соединения конструкционных элементов, конструкции соединения конструкционных элементов и к способу подготовки конструкционных элементов. Технический результат: упрощение соединения конструкций. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано при строительстве фундаментов, стен, плотин, дамб и других сборных бетонных сооружений. Способ производства крупногабаритных бетонных блоков в автоклаве включает помещение в металлическую форму арматурного каркаса, укладку в форму бетонной смеси, автоклавную обработку бетонной смеси водяным паром под давлением через открытую поверхность бетонной смеси в форме. При этом функцию автоклава выполняет форма, оборудованная герметичной крышкой. Перед укладкой бетонной смеси в форму в ней на высоту укладки смеси устанавливают вертикальные пропарочные скважины, выполненные из труб со стенками, проницаемыми для пара, но не проницаемыми для мелкого заполнителя бетонной смеси. В крышке формы к пароподающим штуцерам, расположенным напротив пропарочных скважин, присоединяют перфорированные трубки - пароинъекторы, которые после установки крышки на форму размещаются внутри пропарочных скважин и упираются в днище формы. Водяной пар под давлением подают в пароинъекторы и производят автоклавную обработку бетонной смеси в форме дополнительно через пропарочные скважины. Техническим результатом является производство в форме-автоклаве крупногабаритных бетонных блоков с неограниченными конструктивными размерами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к бетонной конструкции. Технический результат: улучшение восприятия усилий в месте стыка, по меньшей мере, в двух направлениях. Бетонная конструкция состоит, по меньшей мере, из двух вертикальных элементов из сборного бетона. В области, по меньшей мере, одного места стыка между элементами из сборного бетона предусмотрены, по меньшей мере, два соединения типа гребень и шпунт, причем одно из соединений типа гребень и шпунт повернуто относительно второго соединения типа гребень и шпунт на угол в диапазоне приблизительно от 1° до приблизительно 179°, причем место стыка выполнено изогнутым, и соединения типа гребень и шпунт предусмотрены в области изгиба, проходящей по существу параллельно поверхности элементов из сборного бетона. 7 з. п. ф-лы, 4 ил.

Предложена конструкция и технология (способ) монтажа оштукатуренной наружной стены здания из полистиролбетонных блоков с готовым - нанесенным и затвердевшем в заводских условиях штукатурным цементно-песчаным облицовочным слоем толщиной 10-25 мм с гранями, не доходящими на 3-5 мм до ребер полистиролбетонных блоков и имеющими по периметру фаску с углом наклона 55-65°, в клеевых швах толщиной 2-4 мм блочной кладки размещена штукатурная сетка, крайние ячейки которой не доходят на 2-3 мм до наружной поверхности стены, а поверхностные вертикальные и горизонтальные швы между гранями заводских штукатурных облицовочных слоев блоков замоноличены штукатурно-шпаклевочной композицией, в затвердевшем состоянии образующей армированную сеткой шпонку, механически заанкеривающую заводской штукатурный слой блоков и создающую совместно с ним единую наружную стеновую поверхность. В заявке приведены физико-механические характеристики заводского штукатурного слоя, клеевых кладочных композиций, армирующих их штукатурных сеток и шовно-шпаклевочных композиций. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение касается стенового модуля для сооружения конструкции, выполненного в виде бетонного сборного элемента. Оно касается также конструкции, изготовленной с применением такого рода стеновых модулей, в частности, производственного или машинного здания атомной электростанции. Стеновой модуль (2) для сооружения конструкции выполнен в виде бетонного сборного элемента. Включает в себя имеющий правильную основную поверхность и некоторое количество краев элемент (8) стены, снабженный множеством образующих в своей совокупности правильную арматурную сетку арматурных стержней (10), которые залиты в элемент (8) стены. Арматурные стержни (10) проходят через элемент (8) стены по существу от края до края и на своих концах снабжены соединительными элементами (6), которые выполнены для создания соединения с комплементарными соединительными элементами (6) непосредственно соседнего стенового модуля (2). При этом соответствующий соединительный элемент (6) соединен с зазором с соответствующим арматурным стержнем (10) с возможностью смещения в перпендикулярной к продольному направлению арматурного стержня (10) плоскости во все стороны по меньшей мере на 2 мм относительно предусмотренного центрального положения. Также описаны конструкция и соединительная система. Технический результат состоит в создании конструкции из просто соединяемых модулей, в возможности выдерживать экстремальные нагрузки. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к области изготовления строительных материалов

Наверх