Módulo de superficie de hormigón: definición, ejemplos de

¿Qué es este parámetro - módulo de superficie? Tenemos que familiarizarnos con un nuevo concepto para nosotros mismos y explorar formas de calcular sus valores para estructuras reales. Además, abordaremos los fundamentos del hormigonado de invierno y la influencia del módulo de superficie en los métodos de trabajo utilizados en este proceso.

Que es

Definicion

El momento ideal para el trabajo de hormigón al aire libre es una estación cálida. Lamentablemente, no siempre es posible esperar la primavera: en algunos casos, la construcción monolítica se realiza a temperaturas negativas.

Además: en algunas regiones del país, la temporada cálida es simplemente demasiado corta. En Yakutsk, por ejemplo, la temperatura promedio mensual por encima de cero es solo de cinco meses al año.

Al hormigonar en las heladas, el problema principal es dar concreto para ganar fuerza antes de que comience la cristalización del agua. Los principales métodos de su solución se reducen al aislamiento térmico del encofrado o al calentamiento de la mezcla tendida. En este caso, la elección de una solución particular se determina principalmente por la rapidez con que se enfriará el molde con el concreto.

La velocidad con la que una estructura particular perderá calor se determina por la relación entre el área de su superficie enfriada y el volumen.

Módulo de superficie бетонной конструкции - это, собственно, и есть отношение ее охлаждаемой площади к внутреннему объему. Формула модуля поверхности бетона предельно проста: Мп = S/V, где Мп - модуль поверхности; S - площадь поверхности конструкции, контактирующая с холодным воздухом, грунтом или охлажденными ниже нуля прочими элементами конструкции; V - полный объем монолита.

Como en el numerador de la fórmula el valor se indica en metros cuadrados (m2) y en el denominador, en cúbico (m3), el parámetro deseado se medirá en unidades extrañas, descritas como 1 / m, o m ^ -1.

Un punto importante: dado que el proceso de obtención de resistencia del concreto prácticamente se detiene cuando se enfría a 0 grados (temperatura de cristalización del agua), solo se consideran enfriadas las partes de la superficie del monolito que están en contacto con el aire más frío, la base o los elementos estructurales.

Ejemplos de calculo

Calculemos el parámetro que nos interesa para una base de losa con un tamaño de 6x10 my un espesor de 0,25 m, colocada a temperatura ambiente negativa en el suelo descongelado.

1. Es obvio que todas las superficies de la losa se enfriarán excepto la parte inferior: porque está en contacto con el suelo, que tiene una temperatura por encima de cero. Doblamos sus áreas: (6 x 0.25) x 2 + (10 x 0.25) x 2 + 6 x 10 = 3 + 5 + 60 = 68 m2.
2. Calcula el volumen de la placa.. Es igual, como recordamos del curso escolar de geometría, al producto de los lados de un paralelepípedo rectangular: 10 x 6 x 0.25 = 15 m3.
3. Calcular el módulo de superficie.: 68 m2 / 15 m3 = 4.5 (3) 1 / m.

En la práctica, los cálculos de vigas, cilindros con transiciones de diámetros y otras estructuras pueden ser bastante complicados y llevar un tiempo considerable. Como todas las personas, los constructores tienden a simplificar sus vidas siempre que sea posible; Para este propósito, hay varias fórmulas de cálculo simplificadas para los elementos estructurales principales.

Que hacer con eso

Entonces, aprendimos a calcular un cierto parámetro que afecta la velocidad de enfriamiento de la matriz en el frío. ¿Y cómo aplicarlo en la construcción real?

Velocidad de calentamiento y enfriamiento.

Dado que es imposible proporcionar calentamiento o enfriamiento simultáneos de concreto en todo el volumen de la matriz, cualquier cambio en las condiciones conducirá a la aparición de un delta de temperaturas entre el núcleo y la superficie.

Advertencia: este delta será el más grande, más masiva será la estructura. Es decir, simplemente, cuanto menor sea la proporción de su área con respecto al volumen.

Un aumento en la diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie conducirá inevitablemente a un aumento de las tensiones internas en el material; Ya que estamos hablando de concreto que no ha ganado resistencia, las grietas no solo son posibles, sino que también están garantizadas.

Salir Se reduce a reducir al máximo el cambio de temperatura de la superficie de la matriz.

La estabilidad de la temperatura durante el enfriamiento se proporciona, como regla, por el aislamiento térmico del monolito de hormigón; cuando se calienta - cable de alimentación ajustable para concreto o pistola de calor.

Elegir una manera de mantener la temperatura

Este uso del valor obtenido del módulo de la superficie está directamente relacionado con el cálculo de la velocidad de calentamiento / enfriamiento: en base al cálculo realizado, se elige el método de estabilización de la temperatura a un conjunto de resistencia del concreto.

Para un módulo de una superficie no superior a 6, el llamado método de termos es suficiente. La forma es simplemente aislante térmico cualitativamente, lo que reduce significativamente la transferencia de calor.

Además: en el proceso de hidratación (reacciones químicas del cemento Portland con agua) se libera una cantidad bastante significativa de calor, lo que contribuye al autocalentamiento de la mezcla.

Para MP en el rango de 6 - 10 1 / m, varias soluciones son posibles:

• La mezcla se calienta antes de poner en la forma. En este caso, con el aislamiento adecuado, aumenta el período de enfriamiento hasta una temperatura crítica (0 grados); Además, el concreto caliente se apodera y gana fuerza mucho más rápido.

• Se añaden aditivos a la mezcla para acelerar su endurecimiento. Como opción, se utilizan cementos Portland de alto grado que se endurecen rápidamente, que además del curado acelerado son útiles porque en el proceso de hidratación liberan más calor.
• Un enfoque alternativo es reducir la temperatura de cristalización del agua en una mezcla de concreto solidificante. Gracias a los aditivos correspondientes, el curado continúa a bajas temperaturas.

Útil: vale la pena advertir contra el uso de solución salina para este fin. Su precio es realmente más bajo que los aditivos sintéticos especializados; sin embargo, se nivela por un alto contenido de sal (de 5%) en la mezcla de agua. Al mismo tiempo, un alto contenido de sal reduce la resistencia final del concreto y contribuye a la corrosión acelerada del refuerzo.

Finalmente, para un módulo de superficie superior a 10, la única solución sensata es calentar el concreto con un cable calefactor o pistolas de calor hasta un cierto porcentaje de resistencia de diseño. El valor de la resistencia mínima antes de la congelación depende de la clase de concreto y del área de operación del monolito; Las instrucciones completas sobre la selección de valores están contenidas en SNiP 3.03.01-87.

Desguace

Después de un conjunto de resistencia mínima requerida y la estabilización de la temperatura del monolito, el encofrado se retira y el aislamiento se retira. Como esto ocurre a temperaturas negativas, el delta entre la superficie del concreto y el aire circundante también es importante y también está vinculado al módulo de superficie.

• Cuando Mp se encuentra en el rango de 2-5, y el coeficiente de refuerzo (la relación de la sección transversal total del refuerzo a la sección transversal del monolito) a 1% de la temperatura máxima permitida delta es de 20 ° C.
• Con una relación de refuerzo de 1 a 3 por ciento, la temperatura máxima delta es de 30 grados.
• Con una relación de refuerzo de más del 3%, el aire puede ser 40 grados más frío que el concreto.
• Con un módulo de superficie de más de 5 1 / m, las caídas máximas de temperatura permitidas para diferentes factores de refuerzo son 30, 40 y 50 grados, respectivamente.

Elaboración de hormigón de invierno.

Si, después de un juego de resistencia total, el concreto de invierno y los monolitos del concreto no preparado de humedad normal se procesan de manera bastante convencional, entonces la perforación y el dispositivo de las aberturas en el monolito tienen sus propias características antes de ganar fuerza.

En pocas palabras, no ganar fuerza de marca y el concreto congelado no debe ser aplastado con un martillo neumático y un perforador. En este caso, la aparición de grietas.

La mejor manera de instalar aberturas es formar el encofrado para ellos en la etapa de verter el monolito. Entre otras cosas, en este caso, es posible anclar completamente los bordes del refuerzo en los bordes de la abertura. Cuando esto no sea posible y la abertura deba cortarse en su lugar, se utiliza un refuerzo corrugado: la ranura en su propia superficie sirve como anclaje para la varilla.

Es útil: para arreglar un agujero (por ejemplo, soplar aire o ingresar comunicaciones en una base de cinta), cuando lo vierta con sus propias manos, basta con colocar una tubería de plástico o de asbesto del diámetro apropiado en el encofrado.

Para el procesamiento real, donde no se puede hacer sin él, las herramientas de diamante son preferibles. La perforación con diamante de los orificios en el concreto no requiere el uso de un modo de percusión; como resultado, la probabilidad de grietas y chips es menor. Cortar el concreto reforzado con círculos de diamante deja los bordes del corte perfectamente suaves y, lo que es muy conveniente, no requiere cambiar la rueda de corte al cortar el refuerzo.

Concepto relacionado

Una simple cadena asociativa nos obligará a tocar otro concepto relacionado con estructuras concretas. Este es el llamado módulo de Young para el hormigón (también es el módulo elástico o el módulo de deformación).

El valor del módulo se determina experimentalmente, según los resultados de la prueba de la muestra, se mide en pascales (más a menudo, teniendo en cuenta los valores altos, en megapascales) y se denota con el símbolo E.

En pocas palabras, este parámetro describe la capacidad de un material para deformarse brevemente bajo cargas significativas sin daños irreversibles en la estructura interna. Más fácil aún? Por favor: cuanto mayor sea el módulo de elasticidad, menos probable es que cuando golpee con un martillo, una pieza de concreto se desprenda de la cimentación.

Después de tal determinación, es lógico suponer que el módulo de elasticidad (o deformación) está asociado con la resistencia a la compresión y, en consecuencia, la marca (clase) del material.

De hecho, la dependencia es casi lineal.

• Para concreto pesado de endurecimiento natural clase B10, el módulo de deformación es igual a 18 MPa.
• La clase B15 corresponde a un valor de 23 MPa.
• B20 - 27 MPa.
• El módulo de deformación del hormigón B25 es de 30 MPa.
• Clase B40 - 36 MPa.

Conclusión

Esperamos que no hayan cansado al lector con una gran cantidad de definiciones aburridas y números secos. Como de costumbre, se puede encontrar información temática adicional en el video adjunto en este artículo. ¡Éxitos!