Faglegt efni skjalasafns: Greinin varðveitir sögulegar fullyrðingar, töflur og skýringarmyndir um sementsteypu og steinsteypu, en er ekki blönduð hönnun, efnislýsing, steypuáætlun, burðarreikningur, prófunarleiðbeiningar eða mat á fyrirliggjandi þætti. Samsetning, eiginleikar, váhrifaflokkur, samkvæmni, uppsetningaraðferð, umhirða, gæðaeftirlit og hönnunargildi verða að vera ákvörðuð af ábyrgum sérfræðingum í samræmi við tiltekinn hlut, yfirlýst efni og gilda staðla.
Í dag einbeitir Savo Kusić sér að viðargluggum, viðar-álgluggum, sérsniðnum gluggum, hurðum og beiðnir um tilboð. Þessi grein er áfram sem söguleg skjalasafn og táknar ekki tilboð um að hanna, framleiða, prófa eða framkvæma steypumannvirki.
Almenn gögn
Samsetning sementsmúrs eða samsetning steypu í stoð, járnbentri millibyggingu, unnin steinsteypuhlut, gangstéttarhellu, brúarboga eða steinsteyptan veg, telst að jafnaði fullnægjandi ef viðkomandi byggingarhlutur er gerður með sem minnstum efnis- og vinnuafli á þann hátt að hann sé nægilega varanlegur og hentugur til þess. Skilgreina þarf í hverju tilviki fyrir sig hvað teljist varanlegt og hæft: þess vegna þarf að ákveða, áður en hafist er handa við byggingu húss, hvaða eiginleika steypuhræra og steinsteypa þarf að hafa með tilliti til þrýstiþols, sveigjuþols, veðrunarþols, vatnsþéttleika o.s.frv. Um það eru margar mismunandi leiðbeiningar í byggingarreglugerð, auk fjölda tölulegra takmarkana.
Verkefni byggingarverktaka er að tryggja að verðmæti einstakra eigna standist tilskilin verðmæti. Það er hægt að hafa mikil áhrif á eiginleika steinsteypu ef notuð er þekking sem er tiltæk í dag.
Skilyrði fyrir gerð steypu með einsleitum eiginleikum
Ef þrýstistyrkur byggingarhluta eftir 28 daga ætti að vera 40 MPa, eða ef þess er krafist fyrir steypu slitlagsvirkis að beygjustyrkur eftir 28 daga verði að vera 4,5 MPa, þá má hvergi fara yfir þessi viðmiðunarmörk; neðri mörkin geta verið nálægt skilyrtu gildinu. Ef þrengri mörk eru uppfyllt við framkvæmd hlutar, því betur skilar verktaki verkefni sínu. Það er mjög skaðlegt ef skilyrtu gildin eru langt undir ákveðnum - jafnvel þó aðeins fáum - stöðum.
Söguleg gildi og uppskriftir: Tölurnar, hlutföll, merkingar, umhirðuaðferðir og mörk hér að neðan hafa verið flutt úr upprunalegu greininni til að varðveita innihaldið. Þau ættu ekki að nota sem nútíma uppskrift, viðurkenningarviðmið eða staðgengill fyrir blönduhönnun, rannsóknarstofuprófanir, efnisyfirlýsingar, tækniáætlun og gildandi reglugerðir.
Þrýstistyrkur sementsmúrs og steinsteypu
Stærð þrýstistyrks fer að miklu leyti eftir eiginleikum sementsins, magni sements, magni og samsetningu sands og malarefnis, magni vatns í steypunni við uppsetningu, uppsetningaraðferð o.s.frv.
Tafla 1. Áhrif á magn malarefnis við sama magn af steypuhræra.
1. Sement
Þrýstistyrkur sementsmúrs og steinsteypu hefur verið ákvarðaður af fyrri athugunum og er skilgreindur í reglugerðum.
2. Magn sements
Samkvæmt mynd. 1a, þrýstistyrkurinn eykst með auknu sementsmagni ef hlutfall múrefnis í steypu helst óbreytt á meðan sementsmagn steypunnar eykst og samkvæmni steypunnar er stöðugt óbreytt. Ef magn steypuhræra helst óbreytt og aðeins magn malarefnis eykst eða minnkar mun styrkurinn aðeins breytast svo framarlega sem magn mortelsins nægir til að innihalda öll malarkornin. Þrýstistyrkur steypu mun ekki aukast endalaust með aukningu á sementsmagni - aðeins upp að ákveðnum mörkum. Eftir þau mörk verður styrkleikaaukningin óveruleg miðað við verðið sem hækkar verulega með aukningu sementsmagns. Ákjósanlegasta magn af sementi fyrir 1 m3 steypu er 300-350 kg.
Tafla 2. Áhrif sandmagns í steinsteypu.
3. Magn múrsteins í steinsteypu
Þrýstistyrkur steypu ræðst af styrk steypu, eins og staðfest er með töflum 1 og 2. Þetta gildir aðeins ef styrkur malarefnis er meiri en styrkur malarefnis og ef magn malarefnis nægir til að þekja gróft korn malarefnisins.
4. Kyrningafræðileg samsetning fyllinga
Nýting bindiefnisins næst að fullu ef kyrningafræðileg samsetning fyllinga í steypunni samsvarar hlutföllum sem sýnd eru með myndrænum hætti á myndinni 2. Á mynd 2 á útdráttarferillinn við um ár og möl. Þessi ferill sýnir að af heildarmagni verður 25% að fara í gegnum sigti með opnun #0,2mm; 65% verður að fara í gegnum #3mm þvermál sigti. Efri mörk fyllingarinnar eru ákvörðuð af #7mm þvermál sigti.
Staðlar í dag til að ákvarða kyrningasamsetningu fyllinga eru mismunandi. Það eru fjögur samanlögð brot: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm og 16/31,5mm. Samanlagðir flokkar eru ákvörðuð eftir magni ofþyngdar og undirþyngdar korna.
Mynd. 1.
Mynd. 2.
5. Áhrif vatnsmagns á ferska steypu
Þrýstistyrkur steypu fer að miklu leyti eftir magni viðbætts vatns. Minnsta vatnsmagn sem steypan nær mestum styrk við fæst þegar við þjöppun eða titring steypu koma fram merki um greinilega áberandi „svita“, þ.e. þegar þunnt lag af sementmjólk myndast við þjöppun. Með frekari aukningu á magni vatns minnkar þrýstistyrkurinn. Í þessu tilviki er vatnssementstuðullinn í fyrsta sæti - hlutfallið milli massa vatns og massa sements og 1 m3 steypu. Besti vatns-sementstuðullinn til að ná fullkominni vökvun er 0,38 - 0,42. Í reynd er erfitt að ná þessu og þessi gildi eru fengin í tilraunaskyni, en vissulega er stefnt að því. Ef vatnsmagnið er ófullnægjandi mun sementið ekki geta vökvað að fullu og steypan nær ekki hönnuðum styrk. Að bæta við vatni þegar þess er ekki þörf “kæfir” líka steypuna þannig að hún nær ekki hönnunarstyrk. Eftir að steypa er sett upp er nauðsynlegt að sjá um hana reglulega næstu sjö daga. Hjúkrun felst í því að úða/vökva steypuyfirborðið til að jafna upp uppgufað vatn og til að sementið geti vökvat eins og áætlað er.
6. Áhrif hitastigs
Við byggingu bygginga á köldu tímabili skal geyma steypuna þannig að hún verði ekki fyrir frostáhrifum áður en harðnun hefur náð því marki að þrýstistyrkurinn er að minnsta kosti 10 MPa. Ef þessi aðferð er framkvæmd án frekari ummæla er hægt að ná nauðsynlegum áhrifum fyrst og fremst með því að bæta við frostlegi, eldsneytisgjöf o.s.frv. Frostefni kemur í veg fyrir að vatn frysti í tilbúinni steypu og hraðar flýta fyrir vökvunarferlinu, sem er mjög hægt á veturna. Einnig er hægt að nota ál-sement sem hentar sérstaklega vel fyrir verk í frosti ef um er að ræða smærri hluti. Ef steinsteypa í vatnsmettuðu ástandi verður oft fyrir endurtekinni frystingu og þíðingu (td þegar um er að ræða vatnstæknilega aðstöðu) má búast við eyðileggingu ef steypa í upphafi frystingar hefur þrýstistyrk sem er minni en 15 MPa. Ef um er að ræða hátt loft- og efnishitastig þarf stöðugt að halda steypunni raka og köldu. Einnig er skylt að hylja ferska steypumassann með hvaða efni sem er sem kemur í veg fyrir hitun steypuyfirborðsins. Undir áhrifum hás hitastigs (yfir 50 °C) er þróun þrýstistyrks steypu ófyrirsjáanleg ef umhirða er ekki nægjanleg.
Öryggi og afköst: Sementryk og fersk steinsteypa getur skaðað augu, húð og öndunarfæri, og blöndunartæki, dælur, titrarar, mótun, stoðir og þungir þættir hafa aukna vélræna áhættu í för með sér. Aukefnum er ekki bætt við af geðþótta, né heldur eru sögulegar tilvísanir í kalt og heitt veður notaðar án samþykktrar uppskriftar, tækniblaða, uppsteypuáætlunar, hlífðarbúnaðar og eftirlits.
Togstyrkur steypu
Togstyrkur steypu fer að miklu leyti eftir þversniðsstærð prófunarsýnanna. Með því að auka þversnið prófunarsýnanna fékkst lægri togstyrkur. Við prófun á prismum hluta 400 cm2, sem voru gerðar úr venjulegri blöndu fyrir járnbentri steinsteypu og eftir að þau höfðu elst í um það bil þrjá mánuði í röku lofti, fékkst togstyrkur um 1,2-2 MPa. Sérstakar blöndur fyrir rör o.s.frv., þær gáfu allt að um 4 MPa og jafnvel meira, ef þykkt prófunarhlutanna samsvaraði þykktinni sem notuð var í reynd. Fyrir úðaða steypu (skotsteypu unnin á byggingarsvæði) fékkst allt að 3,6 MPa. Lenging steypu til bilunar mæld í millimetrum við 1m reyndist vera að meðaltali 0,07-0,13 mm/m.
Togstyrkur steypu er hverfandi miðað við þrýstistyrk hennar. Í nánast öllum tilfellum er notuð járnbent steinsteypa sem hefur styrkingu sem er hönnuð til að bera spennukrafta í frumefninu. Litið er svo á að steinsteypa beri ekki neitt í spennu þannig að hönnuðir séu á öryggishliðinni. Togstyrkur steypu er tíu sinnum lægri en þrýstistyrkur steypu.
Togstyrkur steypu við beygju
Beygjustyrkur steyptra bita með rétthyrndum hlutum er meiri en togstyrkur líkama af sömu stærð. Þetta stafar fyrst og fremst af því að lengingarstuðull steinsteypu vex hraðar en álagið þannig að spennudreifingin sem gert er ráð fyrir með venjulegri útreikningsaðferð nær ekki að veruleika. Í bjálka sem verður fyrir beygju kemur mesta togspennan aðeins fram í markaplani spennta beltsins og þegar álagið er í miðjum bjálkanum jafnvel aðeins á ytri brún eins hluta.
Stærð sveigjustyrks 28 daga gamalla líkama, úr mjúkri eða fljótandi steinsteypu, reyndist vera 2-6 MPa; bitar úr þjöppuðum steinsteypu, sýnishorn af úðasteypu auk sýnishorna af sprotasteypu, gömul í nokkra mánuði og geymd fyrst í blautu og síðan í þurru ástandi, gáfu sveigjustyrkleikaniðurstöður upp á 3,2 MPa. Fyrir plötur úr sama efni sem voru geymdar undir vatni í 8 daga var beygjustyrksgildið 6,3 MPa.
Samdráttur, bólga og skrið steypu
Rýrnun og bólga. Rýrnunarsprungur. Rýrnunarálag. Ef steyptir hlutar sem hafa verið haldið í blautu ástandi verða fyrir þurrkun, mun þurrkunin hefjast við yfirborðið og ganga í átt að innra hlutanum. Að utan getur steypa verið nánast loftþurrt á meðan kjarni hennar er enn rakur. Þurrt lagið hefur tilhneigingu til að minnka, raki kjarninn mun ekki eða minnkar aðeins að litlu leyti. Afleiðingin er sú að í slíkum steyptum hluta myndast togspenna á ytri flötum og þrýstispennur í kjarnanum.
Ef togálag fer yfir togstyrk steypu koma fram sprungur vegna rýrnunar sem smýgur dýpra eða grynnra í átt að kjarnanum og koma fram á stöðum með minni styrkleika. Eftir því sem líður á þurrkunina minnkar kjarninn smám saman, togspennan á ytri flötunum minnkar.
Mynd. 3.
Mynd. 4.
Magn steypusamdráttar fer eftir tegund sements, magni sements, magni vatns við undirbúning, kyrningasamsetningu og mýkt steinfyllingarinnar, svo og aldri, og sérstaklega viðhalds- og loftslagsaðferðum, og að verulegu leyti af stærð steypuhlutans.
_ Lengdarbreytingar steypu í súlum og bjálkum sem verða fyrir langvarandi álagi. Steinsteypa skrið._ Súlur sem stóðu undir leyfilegu álagi í þurru kjallararými í þrjú ár, og voru úr steypu af venjulegri samsetningu, voru stöðugt styttar samkvæmt mynd. 3, og verulega fleiri en jafnir en óhlaðnir dálkar. Þessar aflöganir, sem eiga sér stað hægt og vinna bug á rýrnun óhlaðnar steypu, eru kallaðar “skrið”. Skriðstigið fer eftir samsetningu steypu, stærð og lengd álags sem og rakastig steypunnar. Blaut steypa skríður í mun minna mæli en þurr steypa, mynd. 4. Steinsteypa sem hefur verið þurrkuð í langan tíma án þess að verða fyrir álagi læðist aðeins undir álagi. Við spennuhleðslu á sér stað skrið á svipaðan hátt og við þjöppunarhleðslu, mynd. 5.
Skrið steypu, þ.e. stöðugt eftirgjöf steypu undir álagi leiðir til aukins hlutfalls styrkingar í móttöku álags í járnbentri steypu, sem ef um er að ræða mjög styrktar súlur getur leitt til verulegrar afléttingar á steypunni sjálfri.
Mynd. 5.
Sprungur og aflögun: rýrnunar- og skriðþróunin sem sýnd er eru ekki nægilegur grunnur til að meta sprungur, sveigjur, burðargetu eða endingu tiltekins hlutar. Fyrir núverandi byggingu þarf skoðun, skjöl, mælingar og útreikninga; vegna nýbygginga skipta verkið, efniseiginleikar, umhverfisaðstæður, byggingarfyrirkomulag og gildandi reglugerðir máli.
Hálþol milli styrktar og steypu
Styrking í járnbentri steypubyggingum ætti að taka að fullu í sig togkrafta þegar farið er yfir mótstöðu steypu við togstreitu vegna rýrnunar steypu og áhrifa utanaðkomandi krafta. Í því skyni er nauðsynlegt að styrkingin geti flutt álag sitt yfir á steypuna í gegnum snertifleti við steypuna, þannig að festing styrkingarinnar brotni ekki við leyfilegt álag. Festing er fest með krókum á enda stanganna. Tegundir styrktarjárna sem eru til, og skiptingin er gerð út frá þverrifjum, eru: B500A (slétt bar), B500B (stöng með rifbeini í aðra áttina) og B500C (bar með rifjum í tvær áttir).
Styrking og hlífðarlag: sögumerkingar, lýsing á rifbeinum og festingaraðferð eru ekki grundvöllur fyrir vali eða útfærslu á styrkingu í dag. Tegund stáls, þvermál, samskeyti, festing, skörun, fjarlægð, hlífðarlag og uppsetning eru ákvörðuð af verkefninu og staðfest með rekjanlegum skjölum og eftirliti á byggingarstað.
Viðnám sementsmúrs og steypu til að klæðast
Mortél samkvæmt mynd. 18 eru líka sérstaklega góðir í þessum efnum; að því er varðar kyrningasamsetninguna, ætti almennt að fylgja leiðbeiningunum hér að ofan varðandi þrýstistyrkinn. Að auki er mælt með steini sem sýnir mikla slitþol og höggþol. Íblöndunarefni sem eru ónæmari en góður harður steinn auka slitþol steypu ef þau hafa viðeigandi kornastærð og lögun. Blaut steypa slitnar hraðar en þurr steypa; raki hjálpar til við slípun.
Þol steypu gegn veðrun
Þegar setja þarf skilyrði fyrir framleiðslu á veðurþolinni steinsteypu ber fyrst og fremst að miða við þá reynslu sem fengist hefur af áður smíðuðum mannvirkjum. Fyrst af öllu ætti að borga eftirtekt til eftirfarandi:
- Hvernig á að velja stein? - Oft koma upp örðugleikar við val á steini af hagkvæmnisástæðum, hvort sem nauðsynlegt er að nota stein sem líkt og mulinn sandur eða mulinn steinn myndi reynast flatur og valda þar með lélegri innfellingu steypu eða hvort um er að ræða stein sem þolir ekki nægilegt veðurfarsáhrif. Í þessu tilliti þarf að gera strangar kröfur um að eingöngu sé notaður steinn með góða veðurþol í ytri steypu
- Hversu mikið sement þarf fyrir steypu? - Á ytra yfirborði þarf steypa að vera nægilega vatnsþétt. Í þessu skyni er hægt að nota það sem hefur verið ákveðið um áhrif kyrningasamsetningar steypu á vatnsgegndræpi og út frá því er hægt að ákvarða nauðsynlegt magn af sementi. Sumt ákjósanlegt magn af sementi er á bilinu 300-350 kg á hvern m3 af steypu, en þetta getur verið mjög mismunandi eftir tilfellum (það fer eftir mörgum þáttum).
- Hvers konar kornun og hvaða eiginleika kornsamsetningar steypu eigum við að stefna að? - Það veltur á hverju tilviki fyrir sig - ánna er hagstæðara, með ójafnri samsetningu; mulið malarefni getur verið af betri gæðum að sumu leyti, en það hefur skörp korn sem gætu verið skaðleg í sumum steypublöndur.
- Hvaða styrkleika steypu þarf? - Þessari spurningu er mun erfiðara að svara en þeim sem þegar hafa verið ræddar. Því er í öllum fyrri tillögum vísað til takmarkaðra tækifæra. Til að leysa þetta vandamál voru gerðar nokkrar prófanir sem sýndu hvaða styrkleika steinsteypa ætti að hafa til að haldast ónæm fyrir hringfrystingu og þíðingu í langan tíma. Komist var að þeirri niðurstöðu að steypa ætti að sýna þrýstistyrk að minnsta kosti 15 MPa áður en hún verður ítrekað fyrir frystingu og þíðingu. Ef steypa er unnin að utan þarf meiri styrkleika; í slíku tilviki er mælt með því að gefa að minnsta kosti 25 MPa.
- Hvaða samkvæmni steypu hentar? - Hvað varðar samkvæmni steypu, þá er skilningur á því að fara varlega með steypu, þar sem hún hjálpar til við útskilnað með miklu vatnsmagni, en afleiðingar þess koma fram á þann hátt að meira og minna áberandi lag af fínkorna og vatnsríku steypu kemur fram á hverju steyptu lagi. Það steypuhræra hefur minni styrk, meiri kraft til að gleypa vatn osfrv.
- Að hve miklu leyti ætti að taka tillit til lögun hlutar? - Ef ytra yfirborð er td flokkað, þá er meiri snjór og ís á verulegum hluta steypunnar heldur en þegar veggurinn er meðhöndlaður með sléttum flötum. Bleytið getur varað lengi og því er frysting og þiðnun í blautu ástandi algengari. Markmiðið er að halda snjó, ís og rusli á byggingunni eins stuttum og hægt er.
Komi til þess að steypa sé unnin að utan ber að hafa í huga að þar af leiðandi verður vatnsgegndræpi að jafnaði hærra og að stórir malarmolar sem liggja á yfirborðinu brotna upp með tóli klippunnar. Ef meðhöndluð steypa inniheldur styrkingu þarf að gæta sérstakrar varúðar til að varðveita nægilega verndandi áhrif steypu (hlífðarlags) fyrir styrkinguna. Hægt er að koma í veg fyrir að vatn komist í steypu að vissu marki með húðun/aukefnum.
Ending ræðst ekki af einu gildi: útsetning fyrir vatni, frosti, söltum, sliti og efnaverkun krefst samræmds efnisvals, hannaðs hlífðarlags, stýrðrar uppsetningar og umhirðu, leyst frárennsli, reglubundið eftirlit og viðhald. Húð eða aukefni eitt og sér getur ekki bætt upp fyrir ranga samsetningu, lélega uppsetningu, sprungur, ófullnægjandi hlífðarlag eða óuppleyst vatnssöfnun.