摩天大楼的具体编程

制作混凝土非常简单。 取水泥,水和沙子,少量碎石混合。 做完了! 是否有可能从最终的解决方案中构建出一些东西? 当然可以 是否可以从中建造独特的建筑? 不行

这种混合物有什么问题? 我们将去圣彼得堡拉赫塔中心的建筑工地并找出答案。 今天的帖子大约是塔的三个“组成部分”中的第二个。 您可以在这里找到第一个玻璃杯。

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大城市通常被称为水泥丛林。 这雄辩地证明了当今最常见的建筑材料。

在亚洲,混凝土是最受喜爱的。 由于钢材太贵而被迫。 在那里,摩天大楼几乎完全是用混凝土建造的,例如吉隆坡的双子塔。

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这些“双胞胎”的重量是钢架的两倍。 但是,要比十年前建造的要少得多。 这个差距发生了什么?

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在土壤的承载力和重型建筑的重量之间寻求平衡始终是一个挑战。 吉隆坡塔的历史在这里具有象征意义-它们不仅是“重混凝土”,而且还屹立在可延展的石灰石上。 如果他们是由能力较弱的工程师和建筑商建造的,那么Petronas的员工早就知道岩浆的样子。 但是在塔下有100米长的桩,并且由于采用了高强度改性混凝土,建筑物的重量大大减轻了。 您将在吉隆坡-放心。

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混凝土革命


必须在亚洲东部某个地方发明改性混凝土。 在土壤薄弱且具有地震活动性的地区,每块土地(用黄金和一立方米的钢铁来称重)大致相同,但一切都可以动脑筋。 革命的局面并没有长期成熟。 日本人在1980年代末和90年代初取得了突破。 本发明是混凝土中的特殊添加剂。 他们发挥了高强度,开创了具体的“编程”时代。 现在,可以使用建筑化学方法预先设置混凝土的性能。

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亚洲的城市景观。 图片来源

高强度混凝土。 怎么做


经典混凝土的质量取决于水泥的消耗。 高强度混凝土的性能取决于添加剂。

顾名思义,新混凝土的主要标准是增加硬度。 这是最低的B40级,抗压强度为60 MPa或更高。 在俄罗斯,莫斯科城市综合体的建设宣布了最高强度的混凝土-B90。

混凝土混合物由固体,液体和气体物质-空气,水,水泥,大块和小块骨料组成。 粒径可能相差一百万倍。

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混凝土砂浆的主要成分

原则上混合物是否会出现取决于固体颗粒与水的比例。 如果是最佳选择,则水分子包围固体颗粒,变得更致密并在它们之间形成键-晶体结构。 如果水多于所需量,则会分层:上方有水坑,下方有大量水。 缺少水,也将一无所获。

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混合物分层

如果获得溶液,则下一个危险是毛细孔。

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他们在这里。 (照片从这里

这些空腔的大小在0.01到10μm之间,充满水。 将水抽入结构后,空腔中会出现真空。 来自环境的水或空气被吸入那里。 在零下2-3摄氏度,孔中的水冻结并增加了体积。 冰眼泪具体。 几次冷冻循环后,形成微裂纹。

毛孔是混凝土的主要缺陷。 幸运的是,几乎所有人都集中在一个地方-水泥石。

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水泥石孔隙空间的碎片( 照片来源

混凝土中水泥石的体积为25%至30%。 他是最薄弱的一环。 如果小于或根本不-孔隙率将降低。 正是在这一目标中,补品受到了打击。

例如,硅粉。 这些是球形二氧化硅颗粒,尺寸约为0.1微米。 成千上万的此类颗粒包围着水泥颗粒,压实了混合物,填满了所有空隙。
另一类是高效减水剂(聚合物)。 增加混合物的流动性和流动性。 混凝土结构在初期形成,减少了水泥石的体积。

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水泥石,年龄-28天,增加了1000倍。


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水泥石,除硅粉外。 年龄-28天,增加了1000倍。 两张照片都来自这里

为什么是这种革命


万神殿和水泥石已经有两千多年的历史了。 用普通混凝土建造。 这里出了点问题。

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万神殿,罗马。 调试-公元126年 (照片从这里

首先,罗马并不冷。 但这不是主要的事情。 最主要的是古罗马人没有建造摩天大楼。 他们没有减轻结构重量和减轻地面负担的任务。 现代化的摩天大楼数不胜数。

高强度混凝土的重量与往常一样-都相同,为2200-2500 kg / m3。 但是该结构的总重量大大减少了。 这是由于横截面的减少和钢筋数量的减少。
这是特定数字的外观。
研究人员 Koryakina和V.N. 俄罗斯国家社会大学的Aksenov在Stadionnaya街(顿河畔罗斯托夫)的一栋居民楼的前两层中对圆柱进行了计算。 第一次计算-使用经典混凝土B25,第二次计算-使用高强度B80。 柱的横截面尺寸从600 * 600 mm减小到400 * 400 mm。 钢筋的质量为6吨至1.1吨,混凝土的体积为29至13立方米。 材料成本-尽管混凝土成本显着增加,但降低了57%。

资料来源-艺术。 “关于在高层建筑的受压构件中使用高强度混凝土的效率”,第g页。 “技术科学”)

这是对简单高层建筑的计算。 我们将这些结果粗略地近似到摩天大楼的规模。 这确实是一场革命!

还有什么可能是“鸡”


借助添加剂,现在可以预先设计其他品质-抗冻性,抗化学侵蚀性,使混凝土可移动,改变硬化时间。 现在他甚至可以适应自己。

我们将以俄罗斯最大,最复杂的整体混凝土结构为例,了解所有的复杂性。

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Lakhta中心塔的箱形基础的底板。 面积-5700平方米 厚度-3600毫米,材料-配件,A500钢,混凝土-B60

什么是快速混凝土的秘密


对于较低的基础板,Lakhta中心是连续浇筑最连续的混凝土的记录保持者-49小时内达到19,624立方米。

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2015/03/01

一年半后的2016年,阿联酋航空的成就超过了它-他们增加了169立方米,又快了4个小时。 在KRG的记录下,第一个数字是紧急请求,以澄清俄罗斯记录是否被正确打破。 是的,朋友,高层建筑并没有停滞不前,这真是太好了。 然而,暂时而言,与我们和世界范围内的迪拜相似的印版柜台仍在交易中。

所以,两天内两万立方米。 速度的秘密之一是SMS,自密实混凝土。

经典案例如下:在混凝土泄漏中,工人站起来,并在振动器的帮助下将混合物压实。

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勤奋的建筑工人会改变振动器和振动速度-在他手中就是建筑的质量。 这个过程很长而且很费力。 SUB本身是压缩的。 您可以结束这一点。 但仍然会继续-还有更多令人信服的理由。

无阀杯


原因1-接缝
当然,不需要记录速度。 在混凝土中,存在“冷缝”的概念-凝固砂浆和刚浇完的砂浆之间的边界。 这是未来的弱点。 接缝处的眼泪-不仅仅是面料。

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冷缝。 自密实混凝土,作者:Geert De Schutter,Peter JM Bartos,Peter Domone和John Gibbs

原因2-施工范围
假设您能够在不到5个小时的时间内快速振动第一层,形成接缝。 填充继续。 一段时间后,混凝土“池塘”的深度达到1米。 您将无法使用振动器-现在,您一定要等到混合物变硬为止。 我们回到原因1。

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大容量

原因3-配件
拉赫塔中心的所有设计都得到了强化。 在底板中–15个同轴排列的网格。 在这样的条件下使用振动单元绝对不可能。

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拉赫塔中心塔的箱形基础底板的加固

SUB如何


SUB通过自身重量进行压实。 它像粘性液体一样,甚至可以填充最稠密的增强形式。 该作用机理提供了超塑化剂的添加-聚羧酸盐的颗粒环绕水泥颗粒的表面并带负电荷。 颗粒彼此排斥,溶液移动而没有任何振动。

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SMS填充板上的行为-混合物轻轻包裹增强材料

通过比较如何理解移动SMS。 有一个测试-将混合物倒入量筒中,将其翻转,取下并测量驴或圆锥体扩散了多少。 该指示器称为OK-锥状沉淀物。 适用于高强度和高流动性的混凝土-22-24厘米,在拉赫塔(Lakhta)使用的SMS中,圆锥体不是“坐着”的,而是以60-65厘米的喷雾直径散开的!

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锥度扩散测试

当然,这种“魔术”混合物需要精确的计算和一流的组件。 例如,SMS比其他混凝土更依赖于馏分的形状和大小。 如果粗骨料具有扁平的颗粒形状,则会在混凝土“河道”中产生堵塞。 否则,混合物可能是完美的-无论如何,因为它不可行。

为什么在彼得堡不出售外国混凝土


如果您曾经在评论中询问过当地的材料或技术,那么情况就是如此。 混凝土始终是本地产品。 在拉赫塔中心综合大楼-此处和现在生产的混凝土达40万立方米。

原因很简单-混凝土混合物的成分不能长时间保存。 水泥会变质,沙子会变湿。 从混合的那一刻起,最终的溶液只有2-3小时才能进入结构或进入废料。 海外将无济于事。

这就是问题所在。 他们在市场上出售所购买的东西。 在圣彼得堡,他们购买了B25-B30级混合物-普通民用建筑的经典混凝土。 B25-B30不是低劣质量的代名词,它可以放在首位。 但这自动意味着您无处可去,只为摩天大楼购买混凝土。 我们必须进行侦察-寻找零件,尝试配方,寻找供应商。

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您不仅可以随处购买和购买混凝土-既不能用于房屋,也不能用于摩天大楼

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阅读下一篇文章-为什么不能将芬兰湾的沙子倒入混合物中-方便又方便? 花岗岩砾石不适合骨料。 怎么办 闻到混凝土添加剂-是真的吗? 我可以在混凝土上行走多长时间而不会被卡住?

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顾问:

V.M. Lukin-钢筋混凝土结构“拉克塔中心”项目经理

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN402479/


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