Влияние стальной гофрированной фибры на свойства бетона на основе заполнителя смеси отходов и природных заполнителей

Как спроектировать идеальный пол для склада и логистического комплекса

В складских и логистических зданиях бетонные плиты и полы имеют решающее значение для эффективного функционирования операций. Тем не менее, часто считается, что бетонный пол является одним из самых простых элементов проекта, и во многих случаях общее внимание, уделяемое деталям проектирования и строительства, менее чем пропорционально их конечной важности для эффективной работы объекта. . Ожидается, что эти большие по площади этажи должны быть построены с наименьшими возможными затратами и обеспечивать беспроблемное обслуживание год за годом.

Узнать больше:

Функция плиты перекрытия

Плита перекрытия сконструирована так, чтобы обеспечить подходящую изнашиваемую поверхность, на которой операции на объекте могут выполняться эффективно и безопасно. В случае несущей плиты перекрытия бетонная плита распределяет приложенные нагрузки без деформации или растрескивания на более слабое основание ниже. Сваи опорных плит выполнены в виде висячих грунтовых плит.

Эти требования могут также применяться к другим коммерческим этажам, независимо от того, сделаны ли они из бетона, предназначенного для движения транспорта, или покрыты высокоэффективными системами напольных покрытий. В следующем контрольном перечне обсуждаются некоторые основные вопросы, которые необходимо учитывать при определении и проектировании бетонных плит перекрытий для логистических объектов. Конкретные строительные свойства плит могут различаться в разных отраслях или даже в пределах одной отрасли.

Типовые требования к перекрытиям складов и логистических объектов:

Выдерживать эксплуатационные и стационарные нагрузки без образования трещин и деформации
Минимизируйте количество открытых стыков.
Используйте изоляционные соединения для техобслуживания, которые не снижают скорость движения транспортного средства.
Обеспечить прочную устойчивую к истиранию и беспыльную поверхность
Надлежащие допуски на горизонтальность и плоскостность для поддержки систем погрузочно-разгрузочных работ («MHE»)
Сбалансируйте тягу текстуры поверхности с возможностью очистки
Гибкость для учета возможных будущих изменений в операциях
Обеспечьте безопасную и приятную рабочую среду

Нагрузки на пол

Несущие бетонные плиты на грунте выдерживают два типа нагрузок: статические и динамические. К статическим нагрузкам относятся, например, штабелирование блоков, оборудование и механизмы, а также системы складских стеллажей. Динамические нагрузки включают погрузочно-разгрузочное оборудование («MHE») и другой транспорт, включая вилочные погрузчики, штабелеры и другие транспортные средства.

Статические нагрузки на пол можно разделить на три типа:

Равномерно действующие нагрузки

Равномерно распределенные грузы, как правило, представляют собой распределенные грузы большей площади основания, например, деревянные поддоны или бумажные рулоны, уложенные друг на друга. В большинстве других коммерческих зданий этажи рассчитаны на номинальные нагрузки, которые существенно ниже распределенных нагрузок в промышленных помещениях. При установке машин и производственного оборудования непосредственно на полах их основание можно рассматривать как равномерную нагрузку. В такой ситуации важно учитывать и гасить возможную вибрацию.

Блочные штабелированные поддоны и рулоны бумаги (штучные грузы)
Нагрузки от стационарных машин и оборудования
Номинальные нагрузки для легкого коммерческого и рекреационного использования

Точечные нагрузки

Точечные нагрузки возникают от любого оборудования или конструкции, установленной на опорах с опорными плитами. Стационарные конвейерные системы обеспечивают переменную точечную нагрузку и требуют учета вибрации. Наиболее распространены статические точечные нагрузки от складских стеллажей. В традиционной статической стеллажной системе нагрузка передается на плиту через опорные плиты. Опорные плиты имеют относительно небольшую эффективную площадь контакта с полом. Большинство опорных плит крепятся к полу с помощью болтов, распределяющих нагрузку.

Сиденья для арены
Облицованные стеллажные здания
Антресольные ножки
Точечные нагрузки от стационарных механизмов
Крепления крана-штабелера
Ножки стеллажей для хранения
Колесные нагрузки от погрузочно-разгрузочного оборудования

Линейные нагрузки

Линейные нагрузки, как следует из названия, представляют собой нагрузки, действующие вдоль линии, например, вес внутренней перегородки, опирающейся на пол, рассчитанный в единицах силы на единицу длины. Некоторые системы хранения или оборудование, установленные на рельсах, представляют собой линейные нагрузки, которые можно размещать в любом месте на полу и которые могут иметь однородную, ступенчатую или переменную величину.

Мобильная плотная стеллажная система
Перегородки
Стационарное оборудование на рельсах

Трафик оказывает большое влияние на пол и его дизайн. Погрузочно-разгрузочное оборудование испытывает динамические и точечные нагрузки. Вилочные погрузчики, тележки для поддонов и штабелеры перемещают поддоны и контейнеры для сыпучих продуктов или для комплектации заказов. Отдельные предметы собираются со склада, перемещаются на упаковку, а затем на отправку. Различные виды трафика можно разделить по их функциям и типам на: МПРО, работающие в зонах свободного движения и широких проходах, и МПРО, работающие в очень узких проходах.

Типичным транспортным средством, работающим «на уровне пола», является транспортер для поддонов, ручная тележка или прицеп, часто с максимальной грузоподъемностью 3 тонны и полиуретановыми колесами, несущими небольшую нагрузку. Маленькая и твердая контактная поверхность колеса создает высокое локальное давление на поверхность пола. Поверхности пола, на которых работает это оборудование, обычно плоские и ровные. Это транспортное оборудование для легких грузов обычно используется в центрах распределения продуктов питания и других логистических центрах. Во избежание повреждения швов и последующего растрескивания компенсационные швы должны быть спроектированы с узкими отверстиями и/или заполнены эластичной смолой, несущей нагрузку, для поддержки движения.

Для погрузчиков с очень узким проходом (VNA) требуются высокие допуски на плоскостность и ровность пола. Это оборудование работает в узком фиксированном проходе между высокими стеллажами, собирая или укладывая поддоны. Колеса этого оборудования обычно изготовлены из твердой неопреновой резины. Транспортное средство имеет фиксированный путь и обычно не вызывает сильного и агрессивного истирания поверхности пола. Этот грузовик обычно имеет три колеса и направляется по рельсам по бокам прохода или по индуктивным направляющим проводам. Поверхности полов в зонах ВНА должны быть ровными и плоскими, без широких, ступенчатых или неровных швов. На полуавтоматических объектах необходимо учитывать участки, в которых транспортное средство совершает частые повороты, особенно когда третье колесо вращается на месте.

В зонах свободного движения и широких проходах для погрузочно-разгрузочных работ часто используются противовесные погрузчики с телескопическими мачтами (вилочные погрузчики). Грузоподъемность может составлять 10 тонн и более, однако в промышленных зданиях она обычно не превышает 4 тонн в зависимости от распределения нагрузки. Высота подъема ограничена и обычно не превышает 7 метров. Шины либо сплошные резиновые, либо пневматические, что создает меньшее давление на поверхность, чем маленькие жесткие колеса. Эти транспортные средства терпимы к неровным поверхностям и имеют более широкие отверстия для стыков, чем жесткие колеса MVE. Однако более мягкие шины, как правило, собирают мусор и отходы, что приводит к чрезмерному износу пола из-за сильного истирания.

Структурный дизайн и типы перекрытий

Чтобы бетонный пол продолжал успешно выдерживать расчетную нагрузку, крайне важно спроектировать и построить основание так же тщательно, как и сам пол. Давление, оказываемое на земляное полотно из-за нагрузки, обычно невелико из-за жесткости бетонных плит перекрытия, а нагрузки от колес вилочных погрузчиков или высоких ножек стеллажа распределяются по большим площадям. Таким образом, бетонные полы не обязательно требуют сильной поддержки земляного полотна. Однако опора земляного полотна должна быть достаточно однородной, без пустот или резких изменений, смягчающих опору.

Грунты земляного полотна считаются проблемными, если они сильно расширяются или сильно сжимаются, например, илы и глины, которые не обеспечивают достаточной однородной опоры. Необходимо провести надлежащую классификацию грунта земляного полотна, чтобы избежать проблем с земляным полотном. В отчете о классификации содержится информация о необходимых мерах по улучшению грунтового основания и проектных параметрах для спецификации бетонной плиты.

Конструктивный расчет бетонной плиты перекрытия на земле определяется состоянием грунтового основания и нагрузками на пол. Два варианта конструкции: опорная плита или подвесная плита на сваях. Если установлено, что консолидация пластичных грунтов является потенциальной проблемой, подвесная плита может быть единственным эффективным решением, при котором плита перекрытия строится на сваях или между грунтовыми балками.

Оба типа конструкции могут быть армированы стальной сеткой или волокнами или могут быть подвергнуты дополнительному натяжению. Технология полипропиленового макроволокна становится все более популярной для опорных плит.

Изображение: Системы швов Sika® FloorJoint S, -XS и -EX — идеальное решение для пола любого логистического объекта. Они плоские, бесшумные и обеспечивают почти полное отсутствие вибраций для всех видов вилочных погрузчиков, что позволяет экономить подшипники вилочных погрузчиков и способствует плавному перемещению.

Требования к конструкции соединений

Склады и логистические центры имеют большой объем автомобильного трафика. Для обеспечения долгосрочной функциональности и безопасной эксплуатации этих объектов незапланированные трещины в бетоне должны быть сведены к минимуму и отремонтированы, а запланированные компенсационные и деформационные швы должны быть детализированы для обеспечения движения транспорта. Правильный расчет бетонной смеси, использование армирования бетона, удовлетворительное отверждение и правильное расстояние между швами способствуют предотвращению образования трещин. Растрескивание происходит, когда растягивающее напряжение в сечении плиты превышает предел прочности бетона. Незапланированные трещины в полу склада или логистического объекта быстро приведут к ухудшению состояния, что вызовет проблемы с безопасностью и потенциальный ущерб продукту. При появлении трещин их необходимо очистить и заполнить полугибкой смолой, поддерживающей движение.

Изоляционные швы, рассчитанные на нормальное смещение конструкции, обычно герметизируются высокоэластичным герметиком. Эта практика не будет работать на складах и логистических объектах, когда изоляционный стык находится в пробке. Должна быть указана специальная система соединений, которая будет обеспечивать перемещение и поддержку движения, не создавая разрывов на ровной поверхности.

Деформационные швы теоретически компенсируют движение, создаваемое усадкой бетонной плиты по мере ее отверждения. На практике эти суставы продолжают двигаться из-за изменений температуры и влажности. Эти распиленные швы должны быть заполнены в местах, где ожидается движение транспортных средств. Без обработки твердые круги будут воздействовать на кромку соединения, что приведет к сколам. Подобно обработке трещин, для заполнения этих швов используется транспортная поддержка полугибкой смолы.

Влияние стальной гофрированной фибры на свойства бетона на основе смеси отходов и природных заполнителей

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Абстрактные

Это исследование было вдохновлено растущей глобальной нехваткой природных заполнителей. Различные виды отходов керамики (кроме переработанного бетона) являются наиболее популярными материалами для производства отходов заполнителей в качестве возможных заменителей природных. Цель данного исследования состояла в том, чтобы проанализировать эффективность различных смесей заполнителей, состоящих из отходов и природных материалов, с упором на два заполнителя из отходов керамики, которые представляли собой бетонные смеси на основе заполнителей специального состава (смесь природного заполнителя, пористого и обогащенного оксидом железа ( красный) отработанный керамический заполнитель и плотный отработанный керамический заполнитель на основе каолина (белый). Все заполнители были тщательно протестированы перед использованием для создания бетонной смеси. Всего было приготовлено четыре смеси заполнителей для приготовления бетонных смесей с использованием схемы симплексного эксперимента. Затем смеси модифицировали путем добавления различных количеств гофрированной стальной фибры. Особый интерес представляли такие свойства закаленного сталефибробетона (СФБ), как плотность, прочность на сжатие, прочность на сдвиг, скорость распространения ультразвука, динамический модуль упругости и предел пропорциональности при испытаниях на изгиб. Испытания проводились по европейским и японским стандартам. Полученные фибробетоны характеризовались удовлетворительными прочностными характеристиками, что позволило заменить традиционное армирование. Классы прочности согласно выдумка Код модели 2010 был присвоен.

1. Введение

Во всем мире существует растущая исследовательская деятельность по успешному использованию различных керамических отходов в строительной отрасли [1,2,3], что привело к некоторым успешным применениям различных типов отходов керамики в качестве частичных полных заменителей мелких и крупных природных заполнителей [4,5,6, 4,7]. Тип отходов керамики, наиболее часто рассматриваемый для использования в качестве заполнителя отходов, представляет собой красную (пористую, богатую оксидом железа) керамику [8]. заполнитель отходов [10]. Для использования отходов керамических заполнителей для производства конструкционного бетона необходим новый подход к составу. Различные отходы керамических заполнителей можно смешивать друг с другом (например, красный заполнитель отходов и белый (плотный, на основе каолина) заполнитель отходов керамических отходов) для достижения нового уровня качества в устойчивом производстве бетона, тем самым позволяя формировать свойства заполнителей, чтобы использовать их свойства. преимущества и использовать синергию. Красная керамика характеризуется ограниченной прочностью на сжатие из-за своей пористости (обычно от 15 до 7 МПа), но имеет преимущество использования процесса внутреннего отверждения [9]. Белая керамика характеризуется «отсутствием пористости» и гораздо более высокой прочностью на сжатие красной керамики. Данное исследование было проведено для обоснования предложенной новой концепции использования отработанных керамических заполнителей, в которой в качестве отработанных заполнителей использовалась красная керамика, полученная из отходов кирпичного производства, и белая керамика, полученная из отходов местного гончарного производства. Обе керамики были обработаны с использованием одного и того же оборудования и процедуры измельчения для получения заполнителей отходов. В качестве эталона были выбраны свойства природных послеледниковых агрегатов, широко доступных в странах, расположенных вдоль южного побережья Балтийского моря [100]. Использование смесительной конструкции было возможно с использованием трех агрегатов, где сумма объема всех трех ингредиентов всегда была равна 10%. Состав смеси позволил визуализировать результаты в виде тройных контурных диаграмм, которые обычно используются в технологии вяжущих [11] и бетонов [XNUMX].

Программа исследований была разделена на два этапа. На первом этапе проводились испытания геометрических и механических свойств отходов и природных заполнителей. На втором этапе проводились испытания свойств бетонов на основе отходов и природных заполнителей, испытанных на первом этапе. Впоследствии был проведен анализ возможной замены природных заполнителей отработанными керамическими заполнителями. Для производства бетона были предложены специальные смеси как отходов керамики, так и природных заполнителей. Полученные четыре смеси впоследствии модифицировали добавлением стальных волокон в количестве от 0.5% до 1.5% (V_f). Всего было залито 16 смесей бетона для проверки свойств бетона в затвердевшем состоянии.

2. материалы

Агрегаты были специально подготовлены для исследовательской программы. Оба керамических шлака-сырца измельчались на фракции от 0 до 16 мм. Отходы белой керамики в виде измельченной глиняной посуды, отбракованной в процессе производства, использовались для подготовки заполнителя отходов, как показано на рисунке 1. Фракции совокупных частиц и геометрия частиц, полученные в результате этого процесса, показаны на рисунке 2. Частицы характеризовались острыми краями с некоторыми шероховатыми и гладкими поверхностями. Форма частиц также сильно отличалась от формы полуокатанных зерен природного заполнителя.