Нормы расхода материалов на 1 м3 бетона: Расход материалов на 1 м3 бетона: особенности составов М200, нормы

Содержание

Расчет расхода материалов на 1м3 бетона

Основные компоненты

Бетон – важный элемент современного строительства. Без него не обходится возведение ни загородного коттеджа, ни крупного общественного здания. Этот материал изготавливают из воды, цемента и наполнителей. При помощи него выполняется создание фундамента, изготовление стяжки и кирпичная кладка. Долговечность и прочность конструкции зависит непосредственно от состава, плотности смеси, качества компонентов, условий выдержки, дозировки и подвижности компонентов. Если замес приготовлен неверно, то постройка подвергается риску разрушения. Чтобы строительство было эффективным, требуется точно рассчитать все расходные материалов. Это дает возможность избежать затруднительных переделок и задержек, выполнить всю работу качественно и в срок.

Расчет – наиболее важная часть строительства, так как его стоимость составляет 1/3 от стоимости строительства дома.

Особенно важно при проектировании дома рассчитать количество строительных материалов для фундамента, поскольку его стоимость доходит до трети стоимости всего дома.

Чтобы обеспечить высокое качество, необходимо тщательно определить расход компонентов на 1 м ³ (кубический м – это объем куба со сторонами в 1 м). Так, например, чтобы определить количество кубических метров, надо перемножить длину, ширину и высоту. Если длина составляет 4 м, ширина – 15 м, а высота – 1 м, то умножаем 1 на 15 и на 4. Произведение величин – 60 м³ (кубических метров, кубометров). Для приготовления понадобится следующее:

  • цемент;
  • вода;
  • песок;
  • щебень, гравий;
  • бетономешалка;
  • ведра;
  • бадья большого размера, литровая кружка;
  • листок бумаги, калькулятор.

Схема соотношения воды и цемента для приготовления.

При приготовлении расход материалов измеряют лопатой или ведром. Но даже при таком простом способе существуют свои условия добавления необходимого количества строительных ингредиентов и смешивания. Для того чтобы определить правильное количество ингредиентов, необходимо знать их характеристики. Стоит учитывать, какой марки и с какими свойствами бетон необходимо получить. От этого будет зависеть количественное соотношение компонентов на 1 м&³. Итак:

  1. Для песка важны объем, вес, крупность, пустотность, примеси органических и глинистых веществ, влажность.
  2. Для щебня – прочность, масса, влажность, пустотность, загрязненность, содержание игловатых и пластинчатых зерен.
  3. Для цемента – его активность, вес, начало и окончание схватывания.
  4. Для самой смеси – объемная масса, подвижность, прочность, водонепроницаемость, водоотделение.

Чтобы получить бетон определенной марки, необходим следующий набор материалов: 30 кг цемента, 90 кг песка, 150 кг щебня. Количество воды выражается в частях, то есть 15 л воды для данной смеси фиксируется как отношение, равное 0,5.

Гравий: отличия от щебня.
Особенности приготовления цементного раствора.
Неразрушающий контроль бетона. Подробнее>>

Расход цемента

вид изделия бетон, марка цемент, марка расход
простые изделия М100 300/ 400 225 кг
железобетонные изделия М150М200М300 300/400400500/600 265 кг310-380 кг380 кг
армированные М400/500 600 480-530 кг

Расход количества материалов также зависит и от воды. Соотношение воды на 1м3 при гравийном заполнителе составляет:

бетон, марка М цемент, марка М водоцементное соотношение
100 200250300 0,680,750,8
150 200250300400500600 0,50,570,660,70,720,75
200 200250300400500600 0,350,430,530,580,640,66
250 200250300400500600 0,250,360,420,490,560,6
300 250300400500600
0,280,350,420,490,54
400 400500600 0,330,380,46

Расход компонентов

Таблица расхода материалов на 1м3.

Далее можно приступать к определению необходимого количества на 1м3 гравия (щебня) и песка. Для этого из одного кубического метра вычитают сумму объемов цемента и воды. В итоге получается количество, приходящееся на песок и наполнители. Но здесь надо учесть, что песок бывает различной крупности (крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий), что влияет на соотношение компонентов.

Для определения правильного расхода материалов нужно учитывать процентное соотношение от общего количества:

размер щебня, мм песок, % вода, м³
10 56 230
15 52 220
20 49 200
25 46 195
40 41 185
50 39 177
70 35 167

Формула расхода материалов на 1м3.

Абсолютный объем щебня и песка высчитывается исходя из приведенных процентных соотношений по формуле: объем щебня равен произведению объема смеси на процентное соотношение щебня (песка), поделенному на 100. Пример подсчета материалов на 1м3. Например, необходимо получить бетон марки 200. Размер щебня – 40 мм, масса – 2,6 кг/л, для смеси водоцементное отношение – 0,57, плотность песка – 2,63 г/см³, плотность цемента – 3,1 г/см³.

При этом расход цемента равен объему воды, то есть 325 кг. Необходимые данные нужно брать по таблицам.

Далее следует вычислить объем песка и щебня. Получается 710 л: 290 л песка, 420 – щебня. Затем определяются общие расходы: для щебня – 1092 кг, для песка – 763 кг. Итак, расход компонентов на 1 м³ составляет: вода – 185 л, цемент – 325 кг, щебень – 1092 кг, песок – 763 кг. Общая масса составляет 2363 кг/м³. Конечно, для точных расчетов материала необходимы определенные навыки, которые быстро приходят с практикой.

При расчете необходимо учитывать типы и особенности состава:

  • крупнопористый состоит из крупных заполнителей, воды и связующего. Заполнители используются самые различные: гравий, щебень, керамит, шлаковая пемза, топливные шлаки и другие. Песок отсутствует;
  • легкие разделяются на несколько подвидов: керамзитобетон, который в качестве наполнителя имеет крупный керамзит или пемзу (пемзобетон), и шлакобетон, в состав которого входят металлургические и топливные шлаки, клинкерные аналоги, зола, горелые породы.
    Значительно улучшает качество смеси введение в нее извести, можно добавлять каменную муку, глину.

Полезные советы

Состав смеси и расход материалов на 1 м3- таблица.

Расход цемента на 1 м³ производится с точностью до 1 кг, а расход щебня – до 5 кг. Только при таком подсчете можно определить прочность, жесткость и подвижность, и тем надежнее и плотнее он будет;

Чтобы цемент расходовался экономнее, его марка должна быть выше марки бетона, который необходимо получить на выходе.

При добавлении воды в раствор его объем уменьшается, поэтому при расчете цемента требуется весь объем умножить на коэффициент 1,3. Так, на 1 м³ кирпичной кладки обычно требуется 0,3 м³ раствора (около 100 кг). Так, расход цемента будет равен 100 кг на 1 м³ стены.

Самой оптимальной пропорцией для 1 м³ является: 0,5 м³ песка, 0,8 м³ гравия или щебня и определенное количество цемента. К примеру, для бетона марки М200, который широко используют для формирования дорожек и заливки фундамента, необходимо 280 кг цемента. Для бетона М300, который применяют при создании лестниц, стен, плит перекрытий, необходимо 380 кг.

Бетон М100 — расход материалов для приготовления своими руками

Бетон М100 отличается невысокими прочностными характеристиками. В основном применяется как бетонная подушка для фундамента, железобетонных блоков, плит, дорожного полотна. Также его используют для обустройства тротуаров, площадок, территории частных домовладений.

Состав 

В соответствии с ГОСТ 7473-2010, для получения бетона марки 100 требуется четыре компонента.

  1. Вяжущее вещество.
    Таковым служит портландцемент. Применяется две марки — 400-я и 500-я.
  2. Заполнитель. 
    Мелкий — карьерный либо речной песок.
    Крупный — щебень (гранитный, известняковый, гравийный, керамзитовый).
  3. Вода с минимальным количеством сторонних примесей.
  4. Химические добавки.
    Позволяют модифицировать состав.

В зависимости от условий и особенностей укладки, а также дальнейшей эксплуатации бетона, могут добавляться пластификаторы, суперпластификаторы, антиморозные вещества.

Пропорции расходных материалов

Количество того либо иного компонента определяет используемая марка портландцемента. Так на одну часть цемента М400 потребуется 4,6 части песка и 7 частей щебня. Для одной части цемента марки 500 нужно 5,8 части песка и 8,1 части щебня.

Чтобы произвести 1 кубометр смеси марки 100, необходимо следующее количество каждого компонента:

  • цемент — 184 кг;
  • песок:
    • для цемента М400 — 846 кг;
    • для цемента М500 — 1067 кг;
  • щебень:
    • для цемента М400 — 1288 кг;
    • для цемента М500 — 1490 кг;
  • вода — 170-180 литров. 

Самостоятельное приготовление бетона М100

Изготовление большого количества бетонной смеси невозможно без применения специального оборудования, в частности дозаторов. Поэтому в домашних условиях таким выступает обыкновенное ведро объемом 10 литров. С его помощью можно делать небольшие замесы и сразу же их вырабатывать.

Чтобы замешать бетонную смесь в правильных пропорциях, следует знать, сколько килограммов каждого компонента содержится в ведре. 

Итак, одно 10-литровое ведро вмещает:

  • цемента — 15 кг;
  • песка — от 19 до 20 кг;
  • щебня — от 15 до 17 кг. 

Расход материалов для бетона М100 с применением цемента М400

Материал Кол-во ведер
Цемент 1
Песок 3,5
Щебень 6,5
Вода 1

Расход материалов для бетона М100 с применением цемента М500 

Материал Кол-во ведер
Цемент 1
Песок 4,5
Щебень 7,5
Вода 1,5

Количество добавляемой воды может незначительно варьироваться в большую либо меньшую сторону для получения желаемой консистенции бетонной смеси.

Обратите внимание! Воду необходимо добавлять в последнюю очередь, после качественного перемешивания сухих компонентов. В противном случае возникает риск получения неоднородного состава, который по своим эксплуатационным характеристикам будет значительно уступать установленным нормам.

При соблюдении пропорций и правильном замесе полученный бетон М100 будет обладать следующими техническими характеристиками (по ГОСТ 7473-2010):

  • прочность на сжатие, кг/см2 — 98;
  • морозоустойчивость, F — 50;
  • водонепроницаемость, W — 2;
  • плотность, кг/м3 — от 2370 до 2400.

Включение в состав специальных присадок дает возможность увеличить показатель морозоустойчивости до F75-F100, а также водонепроницаемости до W4.

Возврат к списку

Расход цемента на 1 куб бетона: основные нормы

Пропорции компонентов для приготовления разных марок бетона

Если вам необходимо приготовить раствор для бетонирования внимательно изучите особенности предстоящей работы. Очень важно соблюдать соотношение долей компонентов, чтобы получить в результате качественную смесь. В противном случае конструкция окажется недолговечной, быстро потрескается, потеряв прочность. Рассмотрим подробнее вопрос касаемо расхода цемента на 1 куб бетона, потому как именно этот материал выступает в роли связующего вещества.

Марка бетона Марка цемента ВЦ Величина зерна наполнителя, мм Объем воды,л/мᶟ бетона Вес цемента, кг/мᶟ бетона Вес песка, кг/мᶟ бетона Вес щебня/гравия, кг/мᶟ бетона
М100 М300 0,75 Гравий 10 мм 205 273 1092 1092
0,80 Щебень 10 мм 220 275 1100 1100
0,75 Гравий 20 мм 190 253 1012 1012
0,80 Щебень 20 мм 205 256 1024 1024
М200 М400 0,63 Гравий 10 мм 205 325 1300 1300
0,68 Щебень 10 мм 220 324 1296 1296
0,63 Гравий 20 мм 190 302 1208 1208
0,68 Щебень 20 мм 205 302 1208 1208
М250 М500 0,64 Гравий 10 мм 205 320 1280  1280
 0,69  Щебень 10 мм  220  319  1276  1276
 0,64  Гравий 20 мм  190  297  1188  1188
 0,69  Щебень 20 мм  205  297  1188  1188

Первым делом нужно выбрать марку отвердителя. От этого будет зависеть его вес, активность и время схватывания. Опытные строители рекомендуют брать за правило – марка должна быть вдвое больше марки бетона, которую требуется получить. Соответственно, если вам нужен раствор М200, отвердитель должен иметь маркировку М400.

Существующие нормы


Для того чтобы нам не приходилось проводить многочисленные часы за утомительными расчетами, которые к тому же ввиду недостаточного количества знаний и опыта могут содержать ошибки, были разработаны специальные таблицы. Здесь уже прописаны необходимые данные, указан расход цемента на куб бетона. Все находится в зависимости от марки итогового состава:
Бетон М100 Пригоден для заливки площадок и дорог, установки бордюров, сооружения малых конструкций. Для получения кубометра раствора требуется 160-200 кг цемента. Это 3-4 мешка
Бетон М150 Применяется при выполнении общих строительных работ, возведении малогабаритных построек. Отвердителя требуется 4-5 мешков – 220кг
Бетон М200 Хорош для обустройства фундаментов, обладает высокими показателями прочности. Связующего нужно 240-280 кг. Это 5-6 мешков
Бетон М250 Используется при обустройстве монолитных фундаментов и лестничных пролетов. Здесь на связующее вещество приходится 300-330 кг. Значит, покупать нужно 6-7 мешков

Это общепринятые нормы расхода цемента на 1 м3 бетона. Точные цифры будут зависеть от качества используемых строительных материалов, требований относительно готовой продукции.

Важно! Больше 7 мешков цемента специалисты не рекомендуют добавлять в раствор. Это приведет к растрескиванию застывшего основания, нарушению его прочности.


Какие бывают пропорции

В приготовлении бетонных смесей чаще всего используется соотношение 1:3:5. Одна часть – отвердитель, три части – песок, 5 частей – щебень. Обычно материалы измеряются по весу. Например, если используется 1 кг цемента марки М600, то песка понадобится 3 кг. Соответственно, щебня нужно 5 кг.

Если нужно приготовить смесь на кладку кирпича, то тут используется соотношение 1:3 для несущих конструкций и 1:4 для дополнительных. Щебень не добавляется. Доля связующего зависит от его марки, размера фракции песка.


Интересно! Считается, что объем готового состава равен использованному количеству песка, потому как цемент только заполняет пустоты между его частицами.


Зачем нужен калькулятор

В среднем на 1 м3 бетона уходит от 230 до 350 кг цемента

Вы видите, что расчеты приведены как интервалы. Норасход цемента нужно высчитать точно с максимальной допустимой погрешностью в 1 кг. Для этого лучше всего использовать специальный калькулятор. Программа работает на основе заданных профессионалами цифр, поэтому выдает максимально точные показатели. Чтобы применить калькулятор расхода цемента на 1 куб бетона на практике, вам понадобится задать:

  1. объем раствора, который должен получиться в результате;
  2. ожидаемую марку состава, от которой напрямую зависят его эксплуатационные характеристики и долговечность.
  3. После запуска расчета в результате вы увидите такие данные:
  4. масса отвердителя;
  5. объем песка, щебня;
  6. литраж воды.
Маркировка бетона Применение Расход цемента в кг на 1 куб бетона
М100 Минимальная марка прочности. Используется для бетонирования дорожных бордюров, ограждений 165
М200 Используется для стяжки пола, также подходит для заливки фундаментов 240
М300 Бетон широкого спектра применения, применяется для строительства объектов общего назначения, заливки фундаментов 320
М400 Элементы подвергающиеся высоким нагрузкам: мостовые конструкции, несущие опоры на эстакадах 417

Это самый простой вариант калькулятора, поэтому здесь возможна погрешность. Например, задавая критерии для расчетов, мы не указали марку цемента, оказывающую значительное влияние на качество готового результата. Также не прописывались требования к готовому бетонному раствору. Но есть и усовершенствованные программы. Дополнительно к выше перечисленным моментам вам потребуется задать:

  • требующуюся подвижность смеси;
  • объемы бетономешалки или тары, где будет осуществляться замес – они нужны для определения количества замесов и расчета массы компонентов для каждого из них, а не в общей сложности;
  • марку имеющегося в наличии цемента;
  • насыпную плотность цемента. По умолчанию она составляет 1300 кг/м3;
  • фракцию песка, который может быть подписан как мелкий заполнитель;
  • фракцию крупного заполнителя – щебня;
  • данные о суперпластификаторе.

Далее после запуска процесса вы получите максимально подробные данные:

  • расход цемента на 1м3 бетона, затраты песка, щебня и воды;
  • соотношение долей всех компонентов в кг и литрах;
  • плотность готовой смеси;
  • расчеты для общего объема и одного замеса.

Теперь вам не нужно тратить время на определение расхода цемента на 1 м3 раствора. Программа выведет все необходимые цифры, которым можно смело следовать в ходе выполнения работ.

Расход материалов на устройство монолитных фундаментов

Выполняемые работы

Материалы

Ед. изм.

Расход на 100 м3 бетона или железобетона

Устройство бетонной подготовки под бетонные и железобетонные фундаменты, бетонная подливка

Бетон

м3

102

Устройство бетонных фундаментов под колонны объемом до 3 м3

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

270

Доски 40 мм

м3

2,74

Гвозди строительные 100 мм

кг

29,7

Проволока стальная 4 мм

кг

37,5

Смазка

кг

108

Устройство бетонных фундаментов под колонны объемом до 50 м3

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

247

Доски 40 мм

м3

2,62

Гвозди строительные 100 мм

кг

23,78

Проволока стальная 4 мм

кг

25

Смазка

кг

99

Устройство бетонных фундаментов под колонны объемом более 5 м3

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

192,5

Доски 40 мм

м3

2,05

Гвозди строительные 10 мм

кг

21

Проволока стальная 4 мм

кг

18,7

Устройство железобетонных фундаментов объемом до 25 м3

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

107,6

Доски 40 мм

м3

1,14

Гвозди строительные 100 мм

кг

10,6

Проволока стальная 4 мм

кг

8

Устройство железобетонных фундаментов объемом более 25 м3

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

66,6

Доски 40 мм

м3

0,71

Гвозди строительные 80-120 мм

кг

9,8

Проволока стальная 4 мм

кг

6,47

Устройство железобетонных фундаментов с подколонниками при высоте подколонника от 2 до 4 м, периметром до 5 м

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

108,3

Доски 40 мм

м3

1,16

Гвозди строительные 100 мм

кг

10,72

Проволока стальная 4 мм

кг

8,32

Устройство железобетонных фундаментов с подколонниками при высоте подколонника до 10 м, периметром до 5 м

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

166,7

Доски 25-32 мм

м3

1,78

Доски 40 мм

м3

2,44

Гвозди строительные 100 мм

кг

16,5

Проволока стальная 4 мм

кг

12,81

Устройство железобетонных фундаментов с подколонниками при высоте подколонника до 10 м, периметром до 10 м

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

136,5

Доски 25-32 мм

м3

1,48

Доски 40 мм

м3

2,02

Гвозди строительные 100 мм

кг

13,44

Проволока стальная 4 мм

кг

10,63

Устройство бетонных фундаментов:
столбов сечением 500×500 мм

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

824

Доски 40 мм

м3

12,8

Гвозди строительные 100 мм

кг

38,2

Проволока стальная 4 мм

кг

80

Устройство бетонных фундаментов:
столбов сечением 600×600 мм

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

687

Доски 40 мм

м3

10,7

Гвозди строительные 100 мм

кг

33,3

Проволока стальная 4 мм

кг

66,7

Устройство бетонных фундаментов:
столбов сечением 600×900 мм

Бетон

м3

71

Камень бутовый

м3

44

Щиты опалубки 25 мм

м2

572

Доски 40 мм

м3

8,56

Гвозди строительные 100 мм

кг

26,6

Проволока стальная 4 мм

кг

53,4

Устройство фундаментных железобетонных плит с пазами, стаканами и подколонниками высотой до 2 м
при толщине плиты до 1000 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

101,3

Доски 40 мм

м3

1,65

Гвозди строительные 120 мм

кг

15,6

Проволока стальная 4 мм

кг

10,2

Устройство фундаментных железобетонных плит с пазами, стаканами и подколонниками высотой до 2 м
при толщине плиты более 1000 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

68,5

Доски 40 мм

м3

1,1

Гвозди строительные 120 мм

кг

10

Проволока стальная 4 мм

кг

6,64

Устройство фундаментных железобетонных плит с ребрами вверх

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 40 мм

м2

90

Доски 25 мм

м3

0,67

Доски 40 мм

м3

0,31

Гвозди строительные 120 мм

кг

12,9

Проволока стальная 4 мм

кг

7,9

Устройство ленточных бетонных фундаментов:
шириной 500 мм

Бетон

м3

102

Плиты опалубки 25 мм

м2

408

Доски 40 мм

м3

0,7

Доски 25 мм

м3

1,8

Гвозди строительные 100 мм

кг

32

Троволока стальная 4 мм

кг

30,9

Устройство ленточных бетонных фундаментов:
шириной 600 мм

Бетон

м3

102

Плиты опалубки 25 мм

м2

340

Доски 40 мм

м3

0,59

Доски 25 мм

м3

1,5

Гвозди строительные 100 мм

кг

21,7

Проволока стальная 4 мм

кг

29

Устройство ленточных бетонных фундаментов:
шириной 700 мм

Бетон

м3

102

Плиты опалубки 25 мм

м2

291

Доски 40 мм

м3

0,5

Доски 25 мм

м3

1,3

Гвозди строительные 100 мм

кг

18,4

Проволока стальная 4 мм

кг

28

Устройство ленточных бетонных фундаментов:
шириной 800 мм

Бетон

м3

102

Щиты опалубки 25 мм

м2

255

Доски 40 мм

м3

0,44

Доски 25 мм

м3

1,12

Гвозди строительные 100 мм

кг

16

Проволока стальная 4 мм

кг

27,4

Устройство ленточных бутобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая): шириной до 500 мм

Бетон

м3

71

Камень бутовый

м3

44

Щиты опалубки 25 мм

м2

408

Доски 40 мм

м3

0,7

Доски 25 мм

м3

1,8

Гвозди строительные 100 мм

кг

32

Проволока стальная 4 мм

кг

30,9

Устройство ленточных бутобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая): шириной до 600 мм

Бетон

м3

71

Камень бутовый

м3

44

Щиты опалубки 25 мм

м2

340

Доски 40 мм

м3

0,59

Доски 25 мм

м3

1,5

Гвозди строительные 100 мм

кг

21,7

Проволока стальная 4 мм

кг

29

Устройство ленточных бутобетонных фундаментов
шириной до 700 мм

Бетон

м3

71

Камень бутовый

м3

44

Щиты опалубки 25 мм

м2

291

Доски 40 мм

м3

0,5

Доски 25 мм

м3

1,3

Гвозди строительные 100 мм

кг

18,4

Проволока стальная 4 мм

кг

28

Устройство ленточных железобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая. Ширина поверху: 500 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 25 мм

м2

4084,42

Доски 40 мм

м3

3233,4

Гвозди строительные 100 мм

кг

20

Проволока стальная 4 мм

кг

30

Устройство ленточных железобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая). Ширина поверху: 500 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 25 мм

м2

291

Доски 40 мм

м3

3,32

Гвозди строительные 100 мм

кг

18,4

Проволока стальная 4 мм

кг

28

Устройство ленточных железобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая). Ширина поверху: 1000 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 25 мм

м2

204

Доски 40 мм

м3

2,26

Гвозди строительные 100 мм

кг

16

Проволока стальная 4 мм

кг

26

Устройство ленточных железобетонных фундаментов (опалубка деревянная разборно-переставная мелкощитовая). Ширина поверху: 1200 мм

Бетон

м3

101,5

Щиты опалубки 25 мм

м2

172

Доски 40 мм

м3

1,89

Гвозди строительные 100 мм

кг

12,3

Проволока стальная 4 мм

кг

25

ПЕНОПЛЭКС-официальный сайт производителя теплоизоляции

ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб» — один из крупнейших в Европе производителей теплоизоляции из экструзионного пенополистирола. Благодаря доказанной эффективности решений, продукция компании широко применяется в промышленном и гражданском строительстве, а также для возведения частных домов и ремонта квартир по всей территории России, в странах СНГ, Европы и дальнего зарубежья.

Компания «ПЕНОПЛЭКС» первой в России начала выпуск теплоизоляции из экструзионного пенополистирола. Более чем за два десятка лет работы в отрасли теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®️ приобрела широкую популярность благодаря ее высоким теплозащитным свойствам, нулевому водопоглощению, высокой прочности, экологической безопасности, биостойкости и долговечности. Продукция зарекомендовала себя наилучшим образом в любых климатических условиях — от вечной мерзлоты Крайнего Севера до изнуряющей жары в южных регионах. ПЕНОПЛЭКС®️ с одинаковым успехом хранит тепло и прохладу, поэтому его применение позволяет существенно сократить расходы как на отопление в холодное время года, так и на кондиционирование летом.

Собираетесь строить загородный дом, коттедж или баню? Планируете ремонт в городской квартире, в подвале или на чердаке? Мечтаете превратить в жилое пространство балкон или лоджию? Подбираете качественные и надежные стройматериалы под объект промышленно-гражданского строительства. Выбирайте эффективную теплоизоляцию!

Строительная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®️ выгодно отличается от минеральных утеплителей и пенопластов. Высокие теплоизоляционные свойства ПЕНОПЛЭКС®️ — низкий коэффициент теплопроводности, нулевое водопоглощение, биостойкость, высокая прочность, небольшой вес, долговечность и экологичность — делают его незаменимым при строительстве и ремонте конструкций любой сложности.

Благодаря однородной прочной структуре и легкому весу теплоизоляционные материалы ПЕНОПЛЭКС®️ очень удобны при монтаже: они не осыпаются и не крошатся, не требуют использования масок и других средств защиты.

Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС®️ – современное, высокоэффективное решение по оптимальной цене!

Как определить необходимую толщину и количество плит ПЕНОПЛЭКС®️? — Рассчитайте с помощью простого калькулятора прямо сейчас, на нашем сайте.

Всю дополнительную информацию, которая вам потребуется для теплоизоляции вашего дома или квартиры, Вы найдете на нашем сайте.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС — эффективная теплоизоляция!

Расход арматуры на 1 м3 бетона: нормы, примеры расчетов

Для правильного расчета расхода арматуры на 1 м3 бетона необходимо соблюдать строительные нормы и требования по армированию железобетонных конструкций. Так как, для конструкций разного типа, процент содержания стальных стержней в железобетоне может существенно отличается.

Какие показатели влияют на расчет расхода

При расчете расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций следует учесть:

  • Вид и тип строения. Нормы армирования для каждой конструкции свои, они регламентируются, ГОСТ и СНиП.
  • Марку бетона. Чем выше марка, тем больше у бетона показатель сопротивления сжатию и растяжению, данные характеристики учитываются при вычислениях.
  • Размер и вес строения. Чем больше масса постройки, следовательно, тем больше процент содержания стали в бетоне.
  • Класс арматуры. Показатели расчетного сопротивления на растяжение и сжатие у стержней более высокого класса выше.

Все вышеперечисленные характеристики учитываются при расчетах количества арматуры требуемого для армирования возводимой конструкции. От их величины зависит и объем требуемого материала на 1 м3 бетона. Так как эти показатели для каждой конструкции свои, то и расход для них будет разный.

Как рассчитывается расход арматуры на куб бетона

Согласно СП 52-101-2003 конструкцию можно назвать железобетонной, если площадь сечения продольных стальных стержней равна минимум 0,1 %, от площади сечения бетона. Максимальный процент содержания стальных стержней в бетоне равен 5, в местах стыковки, например колонн, этот показатель может доходить до 10. Рекомендуемый диапазон, это 0,5-3 % арматуры, от площади сечения бетона.

Исходя из конструктивных требований СП 52-101-2003, норма расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций, находится в пределах от 20 до 430 кг на 1 м3 бетона.

Таблица расхода арматуры

В данной таблице, рассчитан вес арматуры, необходимый для армирования железобетонных конструкций, в зависимости её количества в процентах от площади сечения бетона.

Содержания арматуры, %Масса арматуры на 1 м3 бетона, кг
0.17.85
0.539.25
178.5
1.5117.75
2157
2.5196.25
3235.5
3.5274.75
4314
4.5353.25
5392.5

Примеры расчета расхода арматуры

Как уже было сказано выше, количество стержней требуемых для армирования зависит от типа конструкции, ниже приведены примеры как проводить расчёты для них.

Ленточный фундамент

Рассчитаем количество арматуры на 1 м3 бетона, необходимое для армирования ленточного фундамента – высота 1,2 м, ширина 0,4 м. Для продольного армирования используем стальные стержни диаметром 12 мм – 14 шт., для поперечного хомуты из прутов 8 мм – шаг 30 см, а также соединительные стержни с  шагом 60 см.

Пример схемы усиления ленточного фундамента.

Порядок выполнения расчета расхода по схеме приведенной выше:

  1. Считаем площадь сечения бетона: 120*40=4800 см2.
  2. Площадь сечения продольной арматуры: 14*1,131=15,834 см2.
  3. Находим процент содержания продольных стержней в бетоне: 15,834/4800*100=0,329875%, округляем 0,33 %.
  4. С помощью таблицы расхода переводим проценты в кг, для этого: 0,33/0,1*7,85=25,905 кг.
  5. Для изготовления одного хомута необходимо 3 м прута толщиной 8 мм (вес 1 метра 0,395 кг), всего на 1 м3 фундамента уйдет 7 хомутов, а это: 7*0,395= 2,765 кг.
  6. Также понадобятся 4 соединительных стержня длиной 50 см, и диаметром 8мм, всего: 4*0,5*0,395=0,79 кг.
  7. Получаем на 1 м3 бетона ленточного фундамента при таком армировании, всего уйдет: 25,905+2,765+0,79=29,46 кг арматуры.

Так, рассчитав требуемый объем бетона и количество стержней на 1 м3, можно узнать, сколько тонн стали необходимо для армирования всего фундамента. Но также следует учесть количество и размер нахлестов арматуры, и подсчитать количество дополнительных элементов по усилению углов и других элементов.

Монолитная плита перекрытия

Рассчитаем на примере армирования плиты перекрытия толщиной 20 см, так как это самый распространённый размер. Шаг армирующей сетки 200 на 200 мм диаметр стержня 10 мм, усиления 14 мм – шаг 200 мм.

Схематический пример армирования перекрытия.

Порядок расчета расхода на 1 м3 перекрытия по схеме:

  1. На 1 м2 плиты уходит 20 м арматуры для вязки верхнего и нижнего слоя сетки.
  2. 1 м3 бетона занимает площадь 5 м2, следовательно: 5*20=100 метров – расход стержня для вязки сетки.
  3. Вес метра арматуры 10 мм – 0,617 кг. Получаем, 100*0,617=61,7 кг, расход продольных стержней для устройства сетки.
  4. На дополнительные усиления, понадобится около 50 метров стержня диаметром 14 мм, всего: 50*1,21=60,5 кг.
  5. Дополнительные элементы плиты (пространственные каркасы, «П» образные элементы), необходимо около 20 м стальных прутов 10 мм, всего: 20*0,617=12,34 кг.
  6. Всего расход: 61,7+60,5+12,34= 134,54 кг арматуры на 1 м3 бетона монолитной плиты перекрытия.

Таким образом, можно произвести расчеты для перекрытий различных конструкций. Но при этом следует ещё учесть  расход на стыки, усиления в зоне продавливания, и другие дополнительные элементы, в зависимости от формы и особенностей строения.

Железобетонная колонна

Рассчитаем расход для армирования колонны 300 на 300 мм. Продольная арматура класса А500С диаметром 16 мм – 4 шт, поперечная А240 – 8 мм. Порядок расчета:

  1. Считаем размер площади сечения колонны: 30*30=900 см2.
  2. Площадь сечения арматуры равна: 4*2,01=8,04 см2.
  3. Рассчитываем процент содержания продольных прутов в бетоне: 8,04/900*100= 0,893 %.
  4. Переводим проценты в кг, для этого: 0,893/0,1*7,85= 70,1 кг.
  5. При таком сечении 1 м3 бетона в длину это 11 метров колонны.
  6. На 11 метр колонны при шаге 25 см уйдет около 45 хомутов.
  7. На 1 хомут уходит 1 метр стержня диаметром 8 мм весом 0,395 кг, значит всего на куб: 45*0,395=17,775 кг.
  8. Всего на куб бетона колонны уйдет, 70,1+17,775=87,875 кг арматуры.

Все расчеты по расходу стали являются теоретическими, к каждому случаю следует подходить индивидуально, учитывать все действующие нагрузки на конструкцию, так как от этого зависит минимальный процент армирования, а от него, то, сколько арматуры уйдет на 1 м3 бетона. Если остались вопросы, задавайте в комментариях, будем рады помочь.

Расход кирпича и раствора на 1 м3 кладки


 Чтобы разобраться в вопросе, расхода кирпича (блоков) и раствора на 1 м3, мы рассмотрим все самые распространенные материалы для возведения стен и составы для кладки.

  1. Рядовой кирпич.

  Рядовой кирпич, независимо от материала, их которого он изготовлен, бывает разных форматов. Самый распространенный – это одинарный кирпич или 1 НФ (натуральный формат) размером 250х120х65 мм. В многоэтажном строительстве чаще применяется кирпич полуторный или 1,4 НФ размером 250х120х88 мм. Реже встречается кирпич двойной 2,1 НФ размером 250х120х140 мм. Если первые два могут быть как пустотелыми, так и полнотелыми, последний формат выпускается только в пустотелом исполнении. По материалу все эти кирпичи могут быть как керамические, так и силикатные (редко бетонные).


  В зависимости от формата и пустотности отличается расход раствора на 1м3 кладки. Раствор на объекты приходит по-разному. Это может быть готовый к применению материал или сухая смесь. Мы составили подробную таблицу расход кирпича и раствора на 1м3 сплошной стены с расходом сухой смеси и готового раствора такую же таблицу для определенной толщины стены.


  2.  Керамический блок.

  Одним из популярных материалов для стен является поризованный керамический блок. Его особенность в том, что кладка из него имеет лишь горизонтальные. Вертикальные растворные швы отсутствуют и заменяются пазо-гребневым соединением. Расход материалов в такой стене принято считать на м2 стены в виду того, что керамический блок своим габаритом эту стену и формирует. Существует два типа таких блоков: перегородочные и стеновые. Первые созданы для устройства межкомнатных перегородок и ограждающих конструкций внутри помещения. Толщина таких блоков как правило 80, 120 и 200 мм. Вторые – несущий материал для возведения капитальных наружных и внутренних стен. Их толщина начинается от 250 мм и заканчивается 510 мм.

  Кладка керамического блока может производиться как на обычный раствор, так и на теплоизоляционный. Теплоизоляционный отличается тем, что его плотность может отличаться от обычного в три раза, что и придает ему теплоизоляционные свойства. В зависимости от конечной плотности раствора его расход в виде сухой смеси будет отличаться на 1 м2 одного и того же блока, в то время как в литрах цифры будут одинаковыми.


  3.  Расход газобетона.

  Газобетонный блок имеет высокую точность геометрических размеров, поэтому его укладывают на специальный клей, способный растекаться под блоком с полным заполнением шва. Толщина такого шва не должна превышать 3 мм. Нормой считается 2 мм. В данном случае никаких таблиц не требуется. При правильном использовании клея и инструмента расход будет равен 1 мешок = 1,5 м3 блока.

  Если же блок имеет плохую геометрию и кладка на клей невозможна, то спрогнозировать расход раствора будет сложно, так как шов может плавать в диапазоне от 6 до 20 мм.

  Расход пены для газобетона. Тут все еще более неоднозначно. Роль играют такие факторы как: количество наносимых полос, объем полосу на 1 м п., выход клея из баллона и температура воздуха при производстве работ. Совокупность этих факторов определяет расход клей-пены. Упрощенно принято считать 1 баллон = 1 м3 газобетона.

Если остались вопросы, позвоните нам и мы ответим на них.

Похожие статьи:

Расход кирпича на 1м2 фасада

Какой кирпич выбрать


Расход материала на 1 м 3 бетонной смеси.

В настоящее время ряд недостатков препятствует использованию заполнителей из вторичного бетона (RCA). Текущий обзор доказывает, что бетоны, изготовленные с полной заменой природного заполнителя на RCA, позволяют производить бетон высокого качества. Одна из возможностей улучшения свойств бетона с помощью RCA — это использование материалов длительного отверждения и пуццолановых материалов с различным соотношением цемента. Потенциальное использование бетонов RCA заключается в производстве ценных материалов, которые увеличивают экологические и финансовые преимущества.RCA обладают большим потенциалом в разработке бетона нового поколения и стимулируют экономическую активность во многих странах в дополнение к оптимизации природных ресурсов. Экономические выгоды включают минимальные командировочные расходы; более дешевые источники бетона, чем недавно добытые заполнители; уменьшение площади полигона, необходимой для размещения бетонных отходов; использование RCA сводит к минимуму потребность в добыче гравия и т. д. Предлагаемая стратегия может заключаться в последовательном разделении отходов сноса, таких как отделка крыши, водонепроницаемые материалы, внутренние и внешние материалы и т. д.Завершение жизненных циклов — это основной подход, используемый для эффективных структур для переработки и повторного использования строительных отходов и отходов сноса при производстве и восстановлении материалов, особенно при переработке и повторном использовании материалов. В течение жизненного цикла переработка восстановленных материалов позволяет использовать их для новых строительных целей, избегая использования натуральных заполнителей бетона. Правительство, проектные институты, строительные отделы и руководители проектов должны быть вовлечены в создание и использование RCA.В сфере сноса и строительства основными игроками являются собственники проектов. Их обязательства, ожидания и ответственность должны быть правильно согласованы. В течение последних 20 лет переработанный заполнитель бетона из сноса и строительных отходов рассматривался как альтернатива чистому бетону в конструкционном бетоне для минимизации воздействия на окружающую среду строительных отходов и отходов сноса и преобразования природных совокупных ресурсов. В настоящее время признано, что использование RCA для производства бетона является многообещающей и очень привлекательной технологией для снижения воздействия строительного сектора на окружающую среду и сохранения природных ресурсов.На рынке отпускная цена не является препятствием для рыночных применений RCA, поскольку существуют сценарии, в которых их стоимость ниже, чем стоимость продуктов, изготовленных из обычных строительных материалов. Это скорее фактор принятия на рынке заполнителей из вторичного бетона. В этом секторе отсутствие систем идентификации, аккредитации и единой сертификации качества, а также их узкое применение вызывают некоторые маркетинговые проблемы. При правильной подготовке RCA можно получить бетон со стандартными физико-механическими свойствами и эксплуатационными характеристиками.

• Видимое потребление цемента США 2020 г.

• Видимое потребление цемента США 2020 г. | Statista

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в заголовке.

Зарегистрируйтесь сейчас

Пожалуйста, авторизуйтесь, перейдя в «Моя учетная запись» → «Администрирование».После этого вы сможете отмечать статистику как избранную и использовать персональные статистические оповещения.

Аутентифицировать

Базовая учетная запись

Познакомьтесь с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.

Единая учетная запись

Идеальная учетная запись начального уровня для индивидуальных пользователей

  • Мгновенный доступ к статистике 1 м
  • Скачать в формате XLS, PDF и PNG
  • Подробные ссылки

$ 59 39 $ / месяц *

в первые 12 месяцев

Корпоративный аккаунт

Полный доступ

Корпоративное решение, включающее все функции.

* Цены не включают налог с продаж.

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Дополнительная статистика

Узнайте больше о том, как Statista может поддержать ваш бизнес.

Геологическая служба США. (5 февраля 2021 г.). Видимое потребление цемента в США с 2004 по 2020 год (в 1000 метрических тонн) [График]. В Statista. Получено 26 августа 2021 г. с сайта https://www.statista.com/statistics/273367/consuming-of-cement-in-the-us/

US Geological Survey. «Видимое потребление цемента в США с 2004 по 2020 год (в 1000 метрических тонн)». Диаграмма. 5 февраля 2021 года. Statista. По состоянию на 26 августа 2021 г. https://www.statista.com/statistics/273367/consuming-of-cement-in-the-us/

Геологическая служба США.(2021 г.). Видимое потребление цемента в США с 2004 по 2020 год (в 1000 метрических тонн). Statista. Statista Inc. Проверено: 26 августа 2021 г. https://www.statista.com/statistics/273367/consuming-of-cement-in-the-us/

Геологическая служба США. «Видимое потребление цемента в США с 2004 по 2020 год (в 1000 метрических тонн)». Statista, Statista Inc., 5 февраля 2021 г., https://www.statista.com/statistics/273367/consuming-of-cement-in-the-us/

Геологическая служба США, Видимое потребление цемента в США.S. с 2004 по 2020 год (в 1000 метрических тонн) Statista, https://www.statista.com/statistics/273367/consuming-of-cement-in-the-us/ (последнее посещение — 26 августа 2021 г.)

Бетон: самый разрушительный материал на Земле | Города

За время, которое вы потратите на чтение этого предложения, мировая строительная индустрия вылила более 19 000 ванн из бетона. К тому времени, когда вы наполовину прочитаете эту статью, том заполнит Альберт-холл и выльется в Гайд-парк. Через день она была бы размером почти с китайскую плотину «Три ущелья».За один год в Англии хватит патио над каждым холмом, долиной, укромным уголком и закоулком.

После воды бетон является наиболее широко используемым веществом на Земле. Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов углекислого газа в мире с объемом до 2,8 млрд тонн, уступая только Китаю и США.

Этот материал является основой современного развития, возводя крыши над головами миллиардов, укрепляя нашу защиту от стихийных бедствий и обеспечивая структуру для здравоохранения, образования, транспорта, энергетики и промышленности.

Бетон — это то, как мы пытаемся приручить природу. Наши плиты защищают нас от непогоды. Они защищают наши головы от дождя, от холода до костей и от грязи с ног. Но они также погребают обширные участки плодородной почвы, забивают реки, заглушают места обитания и — действуя как скалистая вторая кожа — снижают нашу чувствительность к тому, что происходит за пределами наших городских крепостей.

Наш сине-зеленый мир становится серее с каждой секундой. Согласно одному расчету, мы, возможно, уже прошли точку, в которой бетон перевешивает совокупную углеродную массу каждого дерева, куста и кустарника на планете.В этом смысле наша искусственная среда перерастает естественную. Однако, в отличие от мира природы, он на самом деле не растет. Напротив, его главное качество — затвердевать, а затем очень медленно деградировать.

Q&A
Что такое «Бетонная неделя Guardian»?
Show

На этой неделе Guardian Cities исследует шокирующее воздействие бетона на планету, чтобы узнать, что мы можем сделать, чтобы сделать мир менее серым.

Наш вид пристрастился к бетону. Мы используем ее больше, чем что-либо еще, кроме воды.Подобно тому другому чудо-материалу, созданному руками человека, пластик, бетон изменили конструкцию и улучшили здоровье человека. Но, как и в случае с пластиком, мы только сейчас осознаем его опасность.

Бетон вызывает до 8% глобальных выбросов CO2; если бы это была страна, она была бы худшим виновником в мире после США и Китая. Он заполняет наши свалки, перегревает наши города, вызывает наводнения, уносящие жизни тысяч людей, и коренным образом меняет наше отношение к планете.

Сможем ли мы избавиться от зависимости, если без нее невозможно представить современную жизнь? В этой серии статей Concrete Week исследует влияние материала на окружающую среду и нас, а также рассматривает альтернативные варианты на будущее.

Крис Майкл, редактор Cities

Спасибо за ваш отзыв.

Всего за последние 60 лет произведено 8 млрд тонн пластика. Цементная промышленность перекачивает больше каждые два года. Но хотя проблема больше, чем у пластика, обычно она считается менее серьезной. Бетон не получают из ископаемого топлива. Его не обнаруживают в желудках китов и чаек. Доктора не обнаруживают его следов в нашей крови. Мы также не видим, чтобы он запутался в дубах или способствовал образованию подземных фатбергов.Мы знаем, где мы находимся с бетоном. Или, если быть более точным, мы знаем, куда он идет: в никуда. Именно поэтому мы полагаемся на него.

Эта прочность, конечно же, то, к чему стремится человечество. Бетон любят за его вес и прочность. Вот почему он служит основой современной жизни, сдерживая время, природу, элементы и энтропию. В сочетании со сталью это материал, который гарантирует, что наши плотины не прорвутся, наши многоэтажки не упадут, наши дороги не прогнутся, а наша электросеть останется подключенной.

Твердость — особенно привлекательное качество во времена дезориентирующих перемен. Но, как и всякая лишняя хорошая вещь, она может создать больше проблем, чем решить.

Иногда бетон, будучи непреклонным союзником, а иногда ложным другом, может противостоять природе десятилетиями, а затем внезапно усилить его влияние. Возьмите наводнения в Новом Орлеане после урагана Катрина и Хьюстона после Харви, которые были более серьезными, потому что городские и пригородные улицы не могли впитывать дождь, как пойма, а ливневые стоки оказались ужасно непригодными для новых экстремальных климатических изменений.

Когда прорвется дамба … Дамба канала 17-й улицы в Новом Орлеане после прорыва во время урагана Катрина. Фотография: Нати Харник / AP

Это также увеличивает экстремальные погодные условия, от которых нас укрывает. Говорят, что на всех этапах производства бетон является источником 4-8% мирового CO2. Среди материалов только уголь, нефть и газ являются более значительными источниками парниковых газов. Половина выбросов CO2 в бетоне возникает при производстве клинкера, наиболее энергоемкой части процесса производства цемента.

Но другие воздействия на окружающую среду изучены гораздо хуже. Бетон — чудовище, страдающее жаждой, поглощающее почти десятую часть мирового промышленного водопотребления. Это часто приводит к перегрузке запасов для питья и орошения, потому что 75% этого потребления приходится на засушливые и испытывающие нехватку воды регионы. В городах бетон также усиливает эффект теплового острова, поглощая солнечное тепло и улавливая газы из выхлопных газов автомобилей и кондиционеров, хотя это, по крайней мере, лучше, чем более темный асфальт.

Это также усугубляет проблему силикоза и других респираторных заболеваний. Пыль от переносимых ветром штабелей и смесителей составляет до 10% крупных твердых частиц, которые задыхаются в Дели, где в 2015 году исследователи обнаружили, что индекс загрязнения воздуха на всех 19 крупнейших строительных площадках превышал безопасные уровни как минимум в три раза. . Известняковые карьеры и цементные заводы также часто являются источниками загрязнения, наряду с грузовиками, которые перевозят материалы между ними и строительными площадками.В таких масштабах даже добыча песка может иметь катастрофические последствия, поскольку в мире разрушается так много пляжей и рек, что эта форма добычи полезных ископаемых теперь все чаще используется организованными преступными группировками и связана с кровавым насилием.

Это касается наиболее серьезного, но наименее понятного воздействия бетона, заключающегося в том, что он разрушает природную инфраструктуру без замены экологических функций, от которых зависит человечество в отношении удобрения, опыления, борьбы с наводнениями, производства кислорода и очистки воды.

Бетон может поднять нашу цивилизацию на высоту до 163 этажей в случае небоскреба Бурдж-Халифа в Дубае, создавая жизненное пространство из воздуха. Но он также выталкивает человеческий след наружу, растягиваясь по плодородному верхнему слою почвы и удушающим местам обитания. Кризис биоразнообразия, который многие ученые считают такой же серьезной угрозой, как и климатический хаос, вызван в первую очередь превращением дикой природы в сельское хозяйство, промышленные зоны и жилые кварталы.

На протяжении сотен лет человечество было готово смириться с этим недостатком окружающей среды в обмен на несомненные преимущества бетона.Но теперь баланс может измениться в другую сторону.


Пантеон и Колизей в Риме являются свидетельством прочности бетона, который представляет собой смесь песка, заполнителя (обычно гравия или камней) и воды, смешанных со связующим на основе извести, обожженным в печи. Современная промышленная форма вяжущего — портландцемент — была запатентована как форма «искусственного камня» в 1824 году Джозефом Аспдином в Лидсе. Позже это было объединено со стальными стержнями или сеткой для создания железобетона, основы для небоскребов в стиле ар-деко, таких как Эмпайр-стейт-билдинг.

Реки его разлили после Второй мировой войны, когда бетон предлагал недорогой и простой способ восстановить города, разрушенные бомбардировками. Это был период бруталистских архитекторов, таких как Ле Корбюзье, за которым последовали футуристические плавные линии Оскара Нимейера и элегантные линии Тадао Андо, не говоря уже о постоянно растущем легионе плотин, мостов, портов, ратушей, университетские городки, торговые центры и мрачные автостоянки. В 1950 году производство цемента было равным производству стали; за прошедшие годы он увеличился в 25 раз, что более чем в три раза быстрее, чем у его партнера по металлическим конструкциям.

Дебаты об эстетике имеют тенденцию поляризоваться между традиционалистами, такими как принц Чарльз, который осудил бруталистский Треугольный центр Оуэна Людера как «заплесневелый кусок слоновьего помета», и модернистами, которые рассматривали бетон как средство создания стиля, размера и прочности, доступных для людей. массы.

Политика бетона менее вызывающая разногласия, но более агрессивная. Основная проблема здесь — инерция. Как только этот материал связывает политиков, бюрократов и строительные компании, возникшую взаимосвязь практически невозможно изменить.Партийным лидерам нужны пожертвования и откаты от строительных фирм для избрания, государственным плановикам нужно больше проектов для поддержания экономического роста, а руководителям строительства нужно больше контрактов, чтобы поддерживать приток денег, нанятый персонал и политическое влияние на высоком уровне. Отсюда непрекращающийся политический энтузиазм по поводу экологически и социально сомнительных инфраструктурных проектов и фестивалей цемента, таких как Олимпийские игры, чемпионат мира по футболу и международные выставки.

Классическим примером является Япония, которая во второй половине 20-го века приняла бетон с таким энтузиазмом, что структура управления страной часто описывалась как doken kokka (состояние строительства).

Резервуар для воды с регулируемым давлением в Кусакабе, Япония, построенный для защиты Токио от наводнений и разлива основных водных путей и рек города во время сезонов сильных дождей и тайфунов. Фотография: Ho New / Reuters

Сначала это был дешевый материал для восстановления городов, разрушенных зажигательными бомбами и ядерными боеголовками во время Второй мировой войны. Затем он заложил основу для новой модели сверхбыстрого экономического развития: новые железнодорожные пути для сверхскоростных поездов Синкансэн, новые мосты и туннели для надземных скоростных автомагистралей, новые взлетно-посадочные полосы для аэропортов, новые стадионы для Олимпийских игр 1964 года и Выставки в Осаке, а также новые мэрии, школы и спортивные сооружения.

Это поддерживало темпы роста экономики почти двузначными до конца 1980-х, обеспечивая высокий уровень занятости и давая правящей Либерально-демократической партии мертвую хватку. Политические тяжеловесы той эпохи — такие люди, как Какуэи Танака, Ясухиро Накасонэ и Нобору Такешита — оценивались по их способности реализовывать масштабные проекты в своих родных городах. Огромные откаты были нормой. Бандиты якудза, которые служили посредниками и силовиками, также получили свою долю. Сговоры на торгах и почти монополия шести крупных строительных фирм (Симидзу, Тайсэй, Кадзима, Такенака, Обаяси, Кумагаи) обеспечивали достаточно прибыльность контрактов, чтобы дать политикам солидные откаты. doken kokka была ракеткой национального масштаба.

Но есть ровно столько бетона, которое можно с пользой уложить, не нанося ущерба окружающей среде. Постоянно убывающая отдача стала очевидной в 1990-х годах, когда даже самые креативные политики пытались оправдать правительственные пакеты стимулирующих расходов. Это был период чрезвычайно дорогих мостов к малонаселенным регионам, многополосных дорог между крошечными сельскими поселениями, цементирования немногих оставшихся естественных берегов рек и заливки все большего количества бетона в морские стены, которые должны были защищать 40% Японское побережье.

В своей книге «Собаки и демоны» автор и давний житель Японии Алекс Керр сетует на цементирование берегов рек и склонов во имя предотвращения наводнений и селей. Он сказал в интервью интервьюеру, что безудержные строительные проекты, субсидируемые государством, «нанесли неисчислимый ущерб горам, рекам, ручьям, озерам, водно-болотным угодьям, повсюду — и это происходит с большой скоростью. Такова реальность современной Японии, и цифры ошеломляют ».

Он сказал, что количество бетона, уложенного на квадратный метр в Японии, в 30 раз больше, чем в Америке, и что объем почти такой же.«Итак, мы говорим о стране размером с Калифорнию, которая кладет такое же количество бетона [как и все США]. Умножьте количество торговых центров и разрастание городов Америки на 30, чтобы получить представление о том, что происходит в Японии ».

Традиционалисты и защитники окружающей среды пришли в ужас — и проигнорировали их. Цементирование Японии противоречило классическим эстетическим идеалам гармонии с природой и признанию mujo (непостоянство), но было понятно, учитывая постоянный страх землетрясений и цунами в одной из самых сейсмически активных стран мира.Все знали, что реки с серыми берегами и береговая линия уродливы, но никого это не заботило, пока они не затопили свои дома.

Что сделало разрушительное землетрясение и цунами 2011 года в Тохоку еще более шокирующим. В прибрежных городах, таких как Исиномаки, Камаиси и Китаками, огромные морские стены, построенные десятилетиями, были затоплены за считанные минуты. Почти 16 000 человек погибли, миллион зданий был разрушен или поврежден, улицы городов были заблокированы выброшенными на берег судами, а воды порта были заполнены плавучими автомобилями.Еще более тревожной была история на Фукусиме, где океанская волна захлестнула внешние защитные сооружения АЭС Фукусима-дайити и вызвала аварию седьмого уровня.

Вкратце, казалось, что это могло стать моментом короля Канута для Японии — когда сила природы разоблачила безумие человеческого высокомерия. Но бетонный вестибюль был слишком силен. Либерально-демократическая партия вернулась к власти год спустя с обещанием потратить 200 трлн иен (1,4 трлн фунтов стерлингов) на общественные работы в течение следующего десятилетия, что эквивалентно примерно 40% объема производства Японии.

«Такое ощущение, что мы в тюрьме, хотя мы не сделали ничего плохого» … Морская дамба в Ямаде, префектура Иватэ, Япония, 2018 год. Фотография: Ким Кён-Хун / Reuters

Строительные фирмы снова были приказал сдерживать море, на этот раз еще более высокими и толстыми преградами. Их ценность оспаривается. Инженеры утверждают, что эти 12-метровые бетонные стены остановят или, по крайней мере, замедлят будущие цунами, но местные жители слышали такие обещания и раньше. Территория, которую защищают эти средства защиты, также имеет меньшую ценность для людей, поскольку земля в значительной степени обезлюдена и заполнена рисовыми полями и рыбными фермами.Экологи говорят, что мангровые леса могут стать гораздо более дешевым буфером. Что характерно, даже многие пострадавшие от цунами местные жители ненавидят бетон между ними и океаном.

«Такое ощущение, что мы в тюрьме, хотя мы не сделали ничего плохого», — сказал Reuters рыбак, ловящий устриц Ацуши Фудзита. «Мы больше не можем видеть море», — сказал родившийся в Токио фотограф Тадаси Оно, сделавший одни из самых ярких снимков этих массивных новых построек. Он описал их как отказ от японской истории и культуры.«Наше богатство как цивилизации связано с нашим контактом с океаном», — сказал он. «Япония всегда жила с морем, и мы были защищены морем. А теперь японское правительство решило закрыть море ».


Это было неизбежно. Во всем мире бетон стал синонимом развития. Теоретически похвальная цель человеческого прогресса измеряется рядом экономических и социальных показателей, таких как продолжительность жизни, младенческая смертность и уровень образования.Но для политических лидеров наиболее важным показателем является валовой внутренний продукт, показатель экономической активности, который чаще всего рассматривается как расчет размера экономики. ВВП — это то, как правительства оценивают свой вес в мире. И ничто так не укрепляет страну, как бетон.

Это верно для всех стран на определенном этапе. На ранних стадиях развития тяжелые строительные проекты полезны, как боксер, набирающий мускулы. Но для уже зрелой экономики это вредно, как если бы пожилой спортсмен накачивал все более сильные стероиды, чтобы добиться еще меньшего эффекта.Во время азиатского финансового кризиса 1997–1998 годов кейнсианские экономические советники сказали японскому правительству, что лучший способ стимулировать рост ВВП — это выкопать яму в земле и засыпать ее. Желательно с цементом. Чем больше отверстие, тем лучше. Это означало прибыль и рабочие места. Конечно, гораздо легче мобилизовать нацию на то, чтобы сделать что-то, что улучшает жизнь людей, но в любом случае бетон, вероятно, будет частью договоренности. Таков был смысл Нового курса Рузвельта в 1930-х годах, который отмечается в США как национальный проект по борьбе с рецессией, но также может быть описан как крупнейшее из когда-либо существовавших до того момента упражнений по заливке бетона.Одна только плотина Гувера требовала 3,3 млн кубометров, что было тогда мировым рекордом. Строительные фирмы утверждали, что переживут человеческую цивилизацию.

Но это было легче по сравнению с тем, что сейчас происходит в Китае, конкретной сверхдержаве 21-го века и величайшей иллюстрацией того, как материал трансформирует культуру (цивилизацию, переплетенную с природой) в экономику (производственная единица, одержимая ВВП. статистика). Необычайно быстрое превращение Пекина из развивающейся страны в будущую сверхдержаву потребовало цементных гор, песчаных пляжей и озер с водой.Скорость, с которой смешиваются эти материалы, является, пожалуй, самой поразительной статистикой современности: с 2003 года Китай за каждые три года заливал больше цемента, чем США за весь 20 век.

Сегодня Китай использует почти половину мирового бетона. На сектор недвижимости — дороги, мосты, железные дороги, городское строительство и другие проекты строительства цемента и стали — в 2017 году пришлось треть роста экономики страны. Каждый крупный город имеет масштабную модель планов городского развития размером с пол, которая должна быть постоянно обновляется, так как маленькие белые пластиковые модели превращаются в мегамоллы, жилые комплексы и бетонные башни.

Но, как США, Япония, Южная Корея и любая другая страна, которая «развивалась» до него, Китай достигает точки, когда простая заливка бетона приносит больше вреда, чем пользы. Торговые центры-призраки, полупустые города и стадионы для белых слонов — все более очевидные признаки расточительства. Возьмите огромный новый аэропорт в Лулиане, который открылся всего с пятью рейсами в день, или стадион «Олимпийское птичье гнездо», который настолько мало используется, что теперь стал больше памятником, чем местом проведения соревнований. Хотя поговорка «строй, и люди придут» в прошлом часто оказывалась верной, китайское правительство обеспокоено.После того, как Национальное бюро статистики обнаружило 450 кв. Км непроданной жилой площади, президент страны Си Цзиньпин призвал к «уничтожению» лишних застроек.

Плотина «Три ущелья» на реке Янцзы, Китай, является крупнейшим бетонным сооружением в мире. Фотография: Laoma / Alamy

Пустые, разрушающиеся строения — это не только бельмо на глазу, но и истощение экономики и расточительство плодородных земель. Для все большего строительства требуется все больше цементных и сталелитейных заводов, выбрасывающих все больше загрязняющих веществ и углекислого газа.Как отметил китайский ландшафтный архитектор Юй Концзян, он также задыхает экосистемы — плодородную почву, самоочищающиеся ручьи, устойчивые к штормам мангровые болота, защищающие от наводнений леса — от которых в конечном итоге зависят люди. Это угроза тому, что он называет «экологической безопасностью».

Ю вел атаку на бетон, взламывая его по возможности, чтобы восстановить берега рек и естественную растительность. В своей влиятельной книге «Искусство выживания» он предупреждает, что Китай опасно далеко ушел от даосских идеалов гармонии с природой.«Процесс урбанизации, которому мы следуем сегодня, — это путь к смерти», — сказал он.

Yu консультировался с государственными чиновниками, которые все больше осознают хрупкость нынешней китайской модели роста. Но их возможности для передвижения ограничены. За первоначальным импульсом конкретной экономики всегда следует инерция конкретной политики. Президент пообещал сместить экономический фокус с тяжелой промышленности на высокотехнологичное производство, чтобы создать «красивую страну» и «экологическую цивилизацию», и теперь правительство пытается свернуть с крупнейшего строительного бума. в истории человечества, но Си не может допустить, чтобы строительный сектор просто исчез, потому что в нем занято более 55 миллионов рабочих — почти все население Великобритании.Вместо этого Китай делает то, что сделали многие другие страны, экспортируя свои экологические проблемы и избыточные мощности за границу.

Пекинская хваленая Инициатива « Один пояс, один путь » — проект инвестиций в зарубежную инфраструктуру, во много раз превышающий план Маршалла — обещает разориться дорогами в Казахстане, по крайней мере, 15 плотинами в Африке, железными дорогами в Бразилии и портами в Пакистане, Греции и Шри-Ланке. Ланка. Для реализации этих и других проектов China National Building Material — крупнейший производитель цемента в стране — объявила о планах построить 100 цементных заводов в 50 странах.


Это почти наверняка будет означать усиление преступной деятельности. Строительная отрасль является не только основным средством создания сверхмощного национального строительства, но и самым широким каналом для взяточничества. Во многих странах корреляция настолько сильна, что люди видят в ней показатель: чем конкретнее, тем больше коррупции.

Согласно наблюдательной группе Transparency International, строительство — самый грязный бизнес в мире, гораздо более подверженный взяточничеству, чем добыча полезных ископаемых, недвижимость, энергетика или рынок оружия.Ни одна страна не застрахована от этого, но в последние годы Бразилия наиболее четко продемонстрировала невероятные масштабы взяточничества в отрасли.

Как и повсюду, увлечение бетоном в крупнейшей стране Южной Америки началось достаточно благосклонно как средство социального развития, затем превратилось в экономическую необходимость и, наконец, превратилось в инструмент политической целесообразности и индивидуальной жадности. Переход между этими этапами был впечатляюще быстрым. Первым крупным национальным проектом конца 1950-х годов было строительство новой столицы Бразилиа на почти необитаемом плато во внутренних районах.Всего за 41 месяц на высокогорном участке был залит миллион кубометров бетона, чтобы покрыть почву и возвести новые здания для министерств и жилых домов.

Национальный музей республики Оскара Нимейера, Бразилиа, Бразилия. Фотография: Image Broker / Rex Features

За ним последовала новая автомагистраль через тропические леса Амазонки — Трансамазония, а с 1970 года — крупнейшая гидроэлектростанция в Южной Америке Итайпу на реке Парана, граничащая с Парагваем, что почти в четыре раза больше. крупнее дамбы Гувера.Бразильские операторы гордятся тем, что 12,3 млн кубометров бетона хватит для заполнения 210 стадионов «Маракана». Это был мировой рекорд до тех пор, пока Китайская плотина «Три ущелья» не заглушила Янцзы объемом 27,2 млн кубометров.

Когда у власти находились военные, пресса подвергалась цензуре, а независимая судебная система отсутствовала, не было возможности узнать, какая часть бюджета была выкачана генералами и подрядчиками. Но проблема коррупции стала слишком очевидной с 1985 года в эпоху постдиктатуры, когда практически ни одна партия или политик не остался незапятнанным.

В течение многих лет самым известным из них был Пауло Малуф, губернатор Сан-Паулу, который руководил городом во время строительства гигантской эстакады, известной как Минокан, что означает Большой Червь. Помимо того, что он взял кредит на этот проект, который открылся в 1969 году, он также якобы снял 1 миллиард долларов с общественных работ всего за четыре года, часть которых была прослежена до секретных счетов на Британских Виргинских островах. Несмотря на то, что Малуф разыскивался Интерполом, Малуф ускользал от правосудия на протяжении десятилетий и был избран на ряд высокопоставленных государственных постов.Это произошло благодаря высокой степени общественного цинизма, заключенного в наиболее часто употребляемой о нем фразе: «Он ворует, но он добивается своего», — которая может описать большую часть мировой бетонной промышленности.

Пауло Малуф, присутствующий на дебатах по поводу импичмента президента Дилмы Руссефф в Бразилиа, 2016 г. Фотография: Уэсли Марселино / Reuters

Но его репутация самого коррумпированного человека в Бразилии была омрачена за последние пять лет операцией «Мойка автомобилей», расследованием. в обширную сеть сговора на торгах и отмывания денег.Гигантские строительные фирмы, в частности Odebrecht, Andrade Gutierrez и Camargo Corrêa, были в центре этой разветвленной схемы, в результате которой политики, бюрократы и посредники получали откаты на сумму не менее 2 миллиардов долларов в обмен на чрезвычайно раздутые контракты с нефтеперерабатывающими заводами, Плотина Белу-Монте, чемпионат мира по футболу 2014 года, Олимпийские игры 2016 года и десятки других инфраструктурных проектов по всему региону. По данным прокуратуры, только Одебрехт давал взятки 415 политикам и 26 политическим партиям.

В результате этих разоблачений пало одно правительство, бывший президент Бразилии и вице-президент Эквадора находятся в тюрьме, президент Перу был вынужден уйти в отставку, а десятки других политиков и руководителей были заключены за решетку.Коррупционный скандал достиг Европы и Африки. Министерство юстиции США назвало это «крупнейшим в истории делом о взяточничестве иностранцев». Оно было настолько огромным, что, когда в 2017 году, наконец, арестовали Малуф, никто и глазом не моргнул.


Такая коррупция — это не просто кража налоговых поступлений, это мотивация для экологических преступлений: миллиарды тонн CO2 выбрасываются в атмосферу для проектов сомнительной социальной ценности и часто проталкиваются — как в случае с Белу-Монте — против оппозиции пострадавших местных жителей и с глубокой обеспокоенностью органов лицензирования окружающей среды.

Хотя опасности становятся все более очевидными, эта модель продолжает повторяться. Индия и Индонезия только вступают в высокую конкретную фазу развития. Ожидается, что в течение следующих 40 лет площадь новых построек в мире увеличится вдвое. Некоторые из них принесут пользу для здоровья. По оценке ученого-эколога Вацлава Смила, замена глиняных полов бетонными в самых бедных домах мира могла бы сократить паразитарные заболевания почти на 80%. Но каждая тачка бетона также приближает мир к экологическому коллапсу.

Chatham House прогнозирует, что урбанизация, рост населения и экономическое развитие приведут к увеличению мирового производства цемента с 4 до 5 миллиардов тонн в год. По данным Глобальной комиссии по экономике и климату, если развивающиеся страны расширят свою инфраструктуру до нынешних средних мировых уровней, к 2050 году строительный сектор будет выбрасывать 470 гигатонн углекислого газа.

Это нарушает Парижское соглашение об изменении климата, в соответствии с которым все правительства мира согласились с тем, что ежегодные выбросы углерода от цементной промышленности должны сократиться как минимум на 16% к 2030 году, если мир хочет достичь цели оставаться в пределах 1.От 5C до 2C потепления. Это также оказывает сокрушительное давление на экосистемы, которые необходимы для благополучия человека.

Опасности осознаются. В прошлогоднем отчете Chatham House содержится призыв к переосмыслению способа производства цемента. Чтобы сократить выбросы, он призывает к более широкому использованию возобновляемых источников энергии в производстве, повышению энергоэффективности, большему количеству заменителей клинкера и, что наиболее важно, к повсеместному внедрению технологий улавливания и хранения углерода, хотя это дорого и еще не применялось в отрасли. коммерческий масштаб.

Архитекторы считают, что ответ — сделать здания более компактными и, по возможности, использовать другие материалы, такие как поперечно-клееный брус. «Пора выйти из« конкретного века »и перестать думать в первую очередь о том, как выглядит здание», — сказал Энтони Тистлтон.

«Бетон красив и универсален, но, к сожалению, он отвечает всем требованиям с точки зрения ухудшения состояния окружающей среды», — сказал он журналу Architects Journal. «Мы обязаны думать обо всех материалах, которые мы используем, и об их влиянии в целом.

Но многие инженеры утверждают, что жизнеспособной альтернативы нет. Сталь, асфальт и гипсокартон более энергоемки, чем бетон. Мировые леса уже истощаются угрожающими темпами даже без резкого увеличения спроса на древесину.

Фил Пурнелл, профессор материалов и конструкций в Университете Лидса, сказал, что мир вряд ли достигнет «пика бетона».

«Сырье практически безгранично, и оно будет востребовано, пока мы строим дороги, мосты и все остальное, для чего нужен фундамент», — сказал он.«Практически по всем параметрам это наименее энергоемкий из всех материалов».

Вместо этого он призывает к лучшему обслуживанию и сохранению существующих структур, а когда это невозможно, к увеличению переработки. В настоящее время большая часть бетона отправляется на свалки или измельчается и повторно используется в качестве заполнителя. По словам Пурнелла, это можно было бы сделать более эффективно, если бы в плиты были встроены идентификационные бирки, которые позволили бы обеспечить соответствие материала спросу. Его коллеги из Университета Лидса также изучают альтернативы портландцементу.По их словам, различные смеси могут снизить углеродный след связующего на две трети.

Возможно, еще более важным является изменение мышления от модели развития, которая заменяет живые ландшафты искусственной средой, а природные культуры — экономикой, основанной на данных. Для этого необходимо заняться властными структурами, построенными на бетоне, и признать, что плодородие — более надежная основа для роста, чем прочность.

Guardian Concrete Week исследует шокирующее воздействие бетона на современный мир.Подпишитесь на Guardian Cities в Twitter, Facebook и Instagram и используйте хэштег #GuardianConcreteWeek, чтобы присоединиться к обсуждению, или подпишитесь на нашу еженедельную рассылку новостей

Использование углекислого газа при отверждении или смешивании бетона может не принести чистой климатической выгоды

Обзор литературы для классификации CO

2 использование в бетоне

Мы провели обзор литературы, чтобы получить 99 наборов данных из 19 исследований, в которых представлены данные жизненного цикла материалов и энергии, а также параметры процесса для производства CCU и обычного бетона.Обзор литературы выявил 19 исследований 16,19,22,23,31,32,33,35,38,40,51,52,53,54,55,56,57,58,59 , поскольку они были только те, которые сообщают о следующих трех элементах (i) проектная смесь, состоящая из запасов энергии и материалов, необходимых для производства обычного бетона и бетона CCU (Раздел 2 SI). Запасы энергии и материалов необходимы для определения воздействия на жизненный цикл CO 2 производства обычного бетона и бетона CCU; (ii) количество CO 2 , использованное при смешивании или отверждении бетона.Это необходимо для определения воздействия на жизненный цикл CO 2 захвата, транспортировки и использования CO 2 , используемого при производстве бетона CCU; и (iii) прочность на сжатие CCU и обычного бетона по истечении 28 дней, что помогает учесть изменение свойств материала между обычным и CCU бетоном. Прочность на сжатие в течение 28 дней является одним из наиболее широко используемых технических параметров для оценки качества бетона, категоризации конструкций бетонной смеси 60 и формирует основу для проектирования конструкции бетона 61,62 и, следовательно, выбирается в качестве функционального свойства на основе на котором сравнивается обычный бетон и бетон CCU.В зависимости от того, используется ли CO 2 в бетоне CCU для отверждения или смешивания, и если SCM использовался в расчетной смеси, 99 наборов данных были разделены на четыре категории.

  1. (я)

    Категория 1: CO 2 используется для отверждения бетона, и только OPC используется в качестве вяжущего материала в проектной смеси 22,31,33,38,40,56,57,58,59 . Эта категория содержит 50 наборов данных.

  2. (ii)

    Категория 2: CO 2 используется при отверждении бетона, а комбинация OPC и SCM используется в качестве вяжущего материала в проектной смеси 23,32,35,55 .Эта категория содержит 20 наборов данных.

  3. (iii)

    Категория 3: CO 2 используется при смешивании бетона, и только OPC используется в качестве вяжущего материала в проектной смеси 16,19,51 . Эта категория содержит 8 наборов данных.

  4. (iv)

    Категория 4: CO 2 используется при смешивании бетона, а комбинация OPC и SCM используется в качестве вяжущего материала в проектной смеси 16,51,52,53,54 .Эта категория содержит 21 набор данных.

SCM представлял собой измельченный гранулированный доменный шлак, который является побочным продуктом производства чугуна 63 , или летучую золу, которая является побочным продуктом производства электроэнергии на угольных электростанциях.

Функциональный блок

Использование CO 2 во время смешивания или отверждения изменяет прочность на сжатие бетона CCU по сравнению с бетоном, полученным путем обычного смешивания или отверждения.Кроме того, для бетона CCU на электростанциях взимается штраф (E p кВтч) из-за энергии, связанной с улавливанием CO 2 , который используется при отверждении или перемешивании бетона CCU (φ CCU , кг CO 2 ). E p не возникает при производстве обычного бетона, так как не происходит улавливания CO 2 . Следовательно, чистая выгода CO 2 от замены бетона CCU на обычный бетон должна учитывать влияние CO 2 от изменения прочности на сжатие и E p , которое возникает на электростанциях только при CO 2 захвачен.

В результате мы используем функциональную единицу из бетона с прочностью на сжатие 1 МПа и объемом 1 м 3 и E p кВтч электроэнергии.

Функциональная единица учитывает изменение прочности на сжатие и обеспечивает согласованность путем нормализации материалов и энергии, затраченных на производство 1 м. 3 CCU и обычного бетона до 1 МПа прочности на сжатие. Включение E p кВтч электроэнергии в функциональную единицу учитывает разницу в выбросах CO 2 от выработки электроэнергии без улавливания CO 2 в обычном бетонном пути и с улавливанием CO 2 в бетонном пути CCU .E p определяется на основе массы CO 2 , уловленного из электростанции (дополнительная таблица 1, процесс 8).

Производство бетона CCU — границы системы и выбросы CO

2

Обзор литературы показал, что общий жизненный цикл CO 2 выбросов от производства бетона CCU является суммой выбросов CO 2 от 13 ключевых процессов, необходимых для улавливать, транспортировать и утилизировать CO 2 и производить материалы, необходимые для расчетной бетонной смеси (рис.1).

Выражение, используемое для определения общего жизненного цикла выбросов CO 2 от производства бетона CCU на основе выбросов CO 2 от 13 процессов, представлено в формуле. 1. 13 выражений в скобках в формуле. 1 соответствуют выбросам CO 2 от 13 процессов (рис. 1).

$$ {\ mathrm {TOT}} _ {{\ mathrm {CCU}}} = \, \ left ({{\ upvarphi} _ {\ mathrm {C}} \ ast {\ mathrm {C}} _ {{\ mathrm {CCU}}}} \ right) + \ left ({{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CA}}} \ ast {\ mathrm {CA}} _ {{\ mathrm {CCU}}) }} \ right) + \ left ({{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {FA}}} \ ast {\ mathrm {FA}} _ {{\ mathrm {CCU}}}} \ right) + \ left ({{\ upvarphi} _ {\ mathrm {W}} \ ast {\ mathrm {W}} _ {{\ mathrm {CCU}}}} \ right) \\ \, \ quad {\, \,} + \ left ({{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {SCM}}} \ ast {\ mathrm {SCM}} _ {{\ mathrm {CCU}}}} \ right) + \ left ({{\ mathrm { D}} _ {\ mathrm {M}} \ ast {\ upvarphi} _ {{\ mathrm {TM}}} \ ast {\ mathrm {M}} _ {{\ mathrm {Conv}}}} \ right) \\ \, \ quad {\, \,} + \ left ({{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CCU}}} \ ast {\ mathrm {j}} _ {{\ mathrm {MEA}}} } \ right) + \ left ({{\ mathrm {Alloc}} _ {{\ mathrm {elec}}} \ ast {\ upvarphi} {\ mathrm {Not}} \; {\ mathrm {Cap}} + { \ upvarphi} _ {{\ mathrm {Avg}}} \ ast {\ mathrm {E}} _ {\ mathrm {p}}} \ right) \\ \, \ quad {\, \,} + \ left ( {{\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CCU}}} \ ast \ left ({1 +2 {\ mathrm {T}} _ {\ mathrm {w}}} \ right) \ ast {\ mathrm {D }} _ {{\ mathrm {CO2}}} \ ast {\ upvarphi} _ {\ mathrm {T}}} \ right) \\ \, \ quad {\, \,} + \ left ({\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CCU}}} \ ast {\ upvarphi} _ {{\ mathrm { Vap}}} \ right) + \ left ({\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CCU}}} \ ast \ left ({\ upvarphi} _ {{\ mathrm {Inj}}} + \ left (1 — \ upeta \ right) \ right) \ right) \\ \, \ quad {\, \,} + \ left ({\ upvarphi} _ {{\ mathrm {CO2}} \ _ {\ mathrm {Cur}}} \ right) + \ left ({\ upvarphi} _ {{\ mathrm {Stm}} \ _ {\ mathrm {Cur}}} \ right) $$

(1)

Процесс с 1 по 4 — Производство обычного портландцемента (C), крупного заполнителя (CA), мелкого заполнителя (FA) и воды (W): воздействие CO 2 является продуктом (i) жизненного цикла CO 2 выбросы от производства материала (φ C , φ FA , φ CA и φ W в кг CO 2 / кг материала) и (ii) и масса материала, используемого в расчетная смесь, приведенная к прочности на сжатие бетона CCU (C CCU , CA CCU , FA CCU и W CCU в кг материала / МПа / м 3 ).Используемый материал и прочность на сжатие получены из обзора литературы (раздел 2 SI), а φ C , φ FA , φ CA и φ W получены из базы данных ecoinvent (дополнительная таблица 2). .

Процесс 5 — производство SCM: SCM CCU представляет собой массу SCM, использованную в расчетной смеси, нормированную на прочность на сжатие бетона CCU (в кг материала / МПа / м 3 ).

Шлак и летучая зола, являющиеся побочными продуктами производства железной руды и выработки электроэнергии из угля, используются в качестве SCM в конструкционной смеси бетона.Три метода — расширение системы (SE), распределение на основе экономической стоимости (EA) и распределение на основе массы (MA) — широко используются в LCA для определения выбросов CO 2 побочных продуктов, генерируемых одной системой.

В SE выбросы CO 2 от производства требуемой массы шлака определяются путем расширения системы для включения производства соответствующей массы железной руды (на основе отношения железной руды к шлаку, Раздел SI 4). В случае MA и EA общие выбросы CO 2 от процесса производства железной руды и шлака распределяются между железной рудой и шлаком на основе массы и экономической ценности побочных продуктов, соответственно (разделы SI 5 и 6).Чтобы исследовать изменчивость выбросов CO 2 от производства бетона CCU на основе метода распределения, в этом анализе используются три метода при определении выбросов CO 2 для шлака и летучей золы.

Воздействие CO 2 шлака (φSCM_slag в кг CO 2 / кг шлака) определяется по формуле. 2

$$ \ upvarphi _ {{\ mathrm {SCM}} \ _ {\ mathrm {slag}}} = {\ mathrm {Alloc}} _ {{\ mathrm {slag}}} * {\ mathrm {7 }} {\ mathrm {.7}} * \ upvarphi _ {{\ mathrm {IO}}} $$

(2)

Значение Alloc для шлака равно 1 0008.или 0,11 при выборе SE, MA или EA соответственно (разделы SI 4, 5 и 6).

φ IO — это жизненный цикл выбросов CO 2 при производстве 1 кг железной руды и 2,2 кг CO 2 / кг железной руды (Раздел 4 SI).

Когда летучая зола используется в качестве SCM, воздействие CO 2 на кг летучей золы (φ SCM_ash в кг CO 2 / кг летучей золы) определяется по формуле. 3

$$ \ upvarphi _ {{\ mathrm {SCM}} \ _ {\ mathrm {ash}}} = {\ mathrm {Alloc}} _ {{\ mathrm {ash}}} * {\ mathrm {22 }} {\ mathrm {.7}} * \ upvarphi _ {{\ mathrm {Elec}} \ _ {\ mathrm {Coal}}} * \ upalpha _ {{\ mathrm {Cap}}} $$

(3)

Значение Alloc ash равно 1, 0,02 или 0,06 при выборе SE, MA или EA соответственно (разделы SI 4, 5 и 6). φ Elec_Coal , который представляет собой жизненный цикл выбросов CO 2 при производстве 1 кВтч угольной электроэнергии, составляет 1,25 кг CO 2 / кВтч (Раздел 4 SI). α Cap равен 0,1, если CO 2 улавливается на угольной электростанции и используется в производстве бетона CCU.α Cap равен 1, если на угольной электростанции не происходит улавливания углерода, то есть когда CO 2 улавливается из установки природного газа с комбинированным циклом и используется в производстве бетона CCU.

Процесс 6 — Транспортировка материалов: Выбросы CO 2 от транспорта материалов являются продуктом 5 материалов, используемых в расчетной смеси (M CCU в кг / МПа / м 3 ), CO 2 интенсивность используемого вида транспорта (φ M в кг CO 2 на кг-км) и расстояние, на которое транспортируются материалы (D M в км).M CCU представляет собой C CCU , FA CCU , CA CCU , W CCU и SCM CCU из процессов с 1 по 5. D Значения M для автомобильных, железнодорожных, морских и баржных перевозок: получено из средних национальных значений для бетонной промышленности США (раздел 7 SI) 60 . φ M для четырех видов транспорта получены из базы данных Ecoinvent (раздел 7 SI).

Процесс 7 — Производство моноэтаноламина (MEA). Воздействие улавливания углерода CO 2 является продуктом массы CO 2 , который улавливается и используется при отверждении или перемешивании бетона CCU (φ CCU , кг CO 2 ) и жизненный цикл выбросов CO 2 от производства системы улавливания CO 2 после сжигания моноэтаноламина (MEA) (φ MEA ).φ MEA получено из обзора литературы 21 исследования 44,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80, 81,82,83 (Раздел 3 SI).

Системы MEA рассматриваются, поскольку они улавливают CO 2 с высокой эффективностью (90%) 64,65,84 , улавливают CO 2 из разбавленных концентраций 85 , могут быть модернизированы на электростанции, которые в настоящее время работают, и коммерчески зрелая технология 86,87 . На энергетический сектор приходится 28% общих выбросов CO 2 в США.S 88 и, следовательно, является хорошим кандидатом для улавливания углерода. В результате мы рассматриваем улавливание CO 2 на электростанциях. Улавливание после сжигания считается более распространенным, чем кислородное топливо и системы предварительного сжигания 65,85 . Читатель может обратиться к 65,85 для получения дополнительных сведений об основных физических принципах улавливания углерода с использованием MEA, что выходит за рамки данной работы.

Процесс 8 — Производство электроэнергии электростанцией: При производстве бетона CCU общие выбросы CO 2 от электростанции складываются из двух компонентов.

$$ \ left ({{\ mathrm {Alloc}} _ {{\ mathrm {elec}}} * \ upvarphi _ {{\ mathrm {Not}} \; {\ mathrm {Cap}}} + \ upvarphi _ {{\ mathrm {Avg}}} * {\ mathrm {E}} _ {\ mathrm {p}}} \ right) $$

Alloc elec количественно определяет распределение CO 2 выбросов от угля электростанция между побочными продуктами электричества и летучей золы, которая используется в качестве SCM в производстве бетона в определенных наборах данных. Распределение elec составляет 0,98 или 0,94, так как экономическое или массовое распределение выделяет 0,02 и 0.06 от общих выбросов CO 2 угольных электростанций в побочный продукт летучей золы (разделы 5 и 6 SI). Alloc elec равен 1, когда электроэнергия поступает от электростанции, работающей на природном газе с комбинированным циклом, или когда используется расширение границ системы (вместо экономического или массового распределения). φ Not Cap составляет 10% CO 2 , который не улавливается, поскольку эффективность улавливания системы MEA составляет 90% 64,65,84 .

Второй компонент учитывает выбросы CO 2 в результате компенсации штрафа за энергию (E p в кВтч), который возникает, когда CO 2 улавливается электростанцией.Второй компонент — это произведение E p и CO 2 интенсивности электроэнергии, используемой для компенсации E p Avg в кг CO 2 / кВт · ч).

E p количественно определяется следующим образом:

$$ {\ mathrm {E}} _ {\ mathrm {p}} = \ upvarphi _ {{\ mathrm {CCU}}} * \ left [{\ left ( {{\ mathrm {heat}} _ {{\ mathrm {ccu}}} * {\ mathrm {hte}} * {\ mathrm {0}} {\ mathrm {.277}}} \ right) + {\ mathrm {E}} _ {{\ mathrm {pump}}} + {\ mathrm {E}} _ {{\ mathrm {liq}}}} \ right] $$

(4)

φ CCU — это масса CO 2 , которая улавливается электростанцией и используется в производстве бетона CCU.heat ccu представляет собой тепло, необходимое для регенерации MEA (от 2,7 до 3,3 МДж / кг CO 2 , дополнительная таблица 5), которое можно было бы альтернативно использовать для выработки электроэнергии на электростанции 70,89,90,91 . hte — коэффициент теплопередачи (0,09–0,25, дополнительная таблица 5), который используется для определения электрического эквивалента тепла ccu . E насос — это электричество, необходимое для питания насосов и вентиляторов в блоке улавливания углерода (16.От 6 до 30,6 × 10 −3 кВтч / кг CO 2 , дополнительная таблица 5) и E liq — это электричество, необходимое для сжижения уловленного CO 2 (0,089 кВтч / кг CO 2 , раздел SI 3 «CO 2 Сжижение»)).

Этот анализ соответствует стандартам, рекомендованным Национальной лабораторией энергетических технологий (NETL) 92 для определения интенсивности CO 2 электроэнергии, используемой для компенсации штрафа за энергию. NETL рекомендует компенсировать потерю энергии за счет внешнего источника электроэнергии, который представляет структуру энергосистемы региона, в котором проводится анализ 92 Среднее значение варьируется от 0,38 до 0,56 кг CO 2 / кВт · ч, что представляет собой нижний и верхний предел средней интенсивности CO 2 электроэнергии, произведенной в различных регионах сети в США в 2020 году 92 .

Процесс 9 — CO 2 Транспортировка: в этом анализе предполагается, что захваченный CO 2 транспортируется в грузовике с полуприцепом (Раздел 3 SI «Транспортировка CO 2 »), поскольку это необходимо для доставки CO 2 от места улавливания до географически рассредоточенных предприятий по отверждению или смешиванию бетона, к которым в основном можно добраться по дороге 21 .Выбросы CO 2 при транспортировке CO 2 являются произведением общего веса (φ CCU плюс вес тары), расстояния, на которое происходит транспортировка (D CO2 в км) и CO 2 интенсивность транспортных выбросов полуприцепа (φ T = 112 г CO 2 на тонно-км, дополнительная таблица 11). Транспортировка 1 кг CO 2 требует транспортировки дополнительного веса тары (T w ) 0.4 кг во время дальнейшей поездки на бетонный завод CCU (дополнительная таблица 7). На обратном пути мы учитываем выбросы CO 2 от перевозки только с собственным весом. В результате T w равно 0,8. Мы предполагаем, что D CO2 составляет 810 км, что соответствует самому большому расстоянию, на которое может транспортироваться CO 2 в США 93 .

Процессы 10 и 11 — Испарение и нагнетание CO 2 : После транспортировки сжиженный CO 2 необходимо испарить до газообразного состояния и ввести в образец бетона для отверждения или смешивания 94 .Выбросы CO 2 от испарения (φ Vap ) и нагнетания CO 2 Inj ) являются произведением φ CCU (кг CO 2 ), φ Avg (кг CO ). 2 / кВтч) и электроэнергии, необходимой для испарения (5,3 × 10 −3 кВтч / кг CO 2 , раздел 3 SI) и закачки CO 2 (37 × 10 −3 кВтч / кг CO 2 ) 16 соответственно. η — эффективность поглощения CO 2 и представляет собой часть общего CO 2 , которая поглощается во время смешивания или отверждения бетона (наборы данных 71–99).η изменяется от 50% до 85% во время смешивания 16,19,52 . Для отверждения η равно 1 (т.е. 100% абсорбции), поскольку наборы данных по вулканизации (наборы данных от 1 до 70) сообщают, что CO 2 используется как отношение массы абсорбированного CO 2 к массе цемента.

Процессы 12 и 13 — CO 2 и отверждение паром: Отверждение CO 2 из CO 2 образца бетона (φ CO2_Cur ) является продуктом φ CCU (кг CO 2 ), φ Avg (кг CO 2 / кВтч), электрическая мощность, необходимая для камеры отверждения (P CO2_Cur = 38.8 кВт / м 3 бетона) 35,95 и продолжительность отверждения (t CO2_Cur в часах, SI Раздел 2), которая определяется из обзора литературы 38,96 . φ CO2_Cur приведен к прочности на сжатие бетонного образца. В некоторых наборах данных для производства бетона CCU используется комбинация отверждения паром и CO 2 . В этом случае анализ включает выбросы CO 2 от парового твердения бетона CCU.Выбросы CO 2 при отверждении паром (φ Stm_Cur ) являются произведением интенсивности отверждения CO 2 (39,55 кг CO 2 / м 3 / ч, дополнительная таблица 8) и продолжительности отверждение паром (t stm_Cur в часах), которое определено из литературы (дополнительная таблица 1, процесс 13). φ Stm_Cur приведен к прочности на сжатие бетонного образца.

Когда CO 2 используется для смешивания бетона (наборы данных в категории 3 и 4), выбросы CO 2 от CO 2 и отверждения паром принимаются равными нулю, так как отверждение CO 2 для бетона не проводится.

Производство обычного бетона CO

2 выбросов

Общий жизненный цикл CO 2 выбросов от производства обычного бетона (TOT Conv ) аналогично количественно выражены в уравнении. 5.

$$ {\ mathrm {TOT}} _ {{\ mathrm {Conv}}} = \, {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {\ mathrm {C}} \ ast {\ mathrm {C }} _ {{\ mathrm {Conv}}} {\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {{\ mathrm {CA}}} \ ast {\ mathrm {CA}} _ { {\ mathrm {conv}}} {\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {{\ mathrm {FA}}} \ ast {\ mathrm {FA}} _ {{\ mathrm { conv}}} {\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {\ mathrm {W}} \ ast {\ mathrm {W}} _ {{\ mathrm {conv}}} {\ mathrm {)}} \\ \, + {\ mathrm {(}} \ upvarphi _ {{\ mathrm {SCM}}} \ ast {\ mathrm {SCM}} _ {{\ mathrm {conv}}} {\ mathrm {)}} + {\ mathrm {(E}} _ {\ mathrm {p}} \ ast \ upvarphi _ {{\ mathrm {Pow}} \ _ {\ mathrm {Plnt}}} \ ast {\ mathrm {Alloc}} _ {{\ mathrm {elec}}} {\ mathrm {)}} + \ upvarphi _ {{\ mathrm {Stm}} \ _ {\ mathrm {Cur}}} + {\ mathrm {(D }} _ {\ mathrm {M}} \ ast \ upvarphi _ {{\ mathrm {TM}}} \ ast {\ mathrm {M}} _ {{\ mathrm {Conv}}} {\ mathrm {)}} $$

(5)

(Ep * φPow_Plnt * Allocelec) количественно определяет выбросы CO 2 от выработки E p кВтч электроэнергии на электростанции без улавливания углерода.φ Pow_Plnt — это интенсивность CO 2 электроэнергии, вырабатываемой на угольной или газовой электростанции (кг CO 2 / кВтч, дополнительная таблица SI 1).

Чистый CO

2 анализ преимуществ и чувствительности

Разница между TOT CCU (уравнение 1) и TOT Conv (уравнение 5) определяет чистую выгоду CO 2 от бетона CCU, заменяющего обычный бетон .

$$ {\ mathrm {Net}} \; {\ mathrm {CO}} _ {\ mathrm {2}} {\ mathrm {Benefit}} = {\ mathrm {TOT}} _ {{\ mathrm {Conv }}} {\ mathrm {- TOT}} _ {{\ mathrm {CCU}}} $$

(6)

TOT CCU и TOT Conv обусловлены выбросами CO 2 от 13 процессов, на которые, в свою очередь, влияют неопределенность и изменчивость основных параметров (дополнительная таблица 1).

При анализе точечной диаграммы стохастически генерируются 10 000 значений для материалов и единиц инвентаря, а также параметров для 13 процессов, которые получаются из набора данных (диапазоны и отношения, представленные в дополнительной таблице 1). Стохастически сгенерированные значения применяются в уравнениях. 1, 5 и 6, чтобы определить выбросы CO 2 от 13 процессов для обычного и CCU бетона и чистую выгоду CO 2 . Чистая выгода CO 2 отложена по оси ординат.По оси абсцисс отложена разница между выбросами CO 2 для каждого из 13 способствующих процессов в обычном и бетонном.

Для дальнейшей проверки результатов в данном анализе проводится независимый от момента анализ чувствительности 25,29,30,97 для определения процесса (из 13 процессов), оказывающего наибольшее влияние на чистую выгоду CO 2 . Независимый от момента анализ чувствительности определяет индекс δ для каждого из 13 процессов. Индекс δ количественно определяет относительный вклад каждого из 13 процессов в функцию распределения вероятности чистой выгоды CO 2 .Независимый от момента анализ чувствительности предлагает методологические преимущества, поскольку он учитывает корреляцию между входными параметрами для 13 процессов и применим, когда входные параметры и выход не связаны линейно 98 . Это исследование определяет индексы δ по 10 000 прогонов Монте-Карло на основе подхода, представленного в Wei, Lu и Yuan 97 .

Сравнительное исследование стоимости материалов в Иордании

Трехмерная (3D) печать — это процедура, используемая для создания трехмерных объектов, в которых последовательные слои материала производятся с компьютерным управлением.Такие объекты могут быть построены любой формы с использованием данных цифровой модели. Во-первых, в этой статье представлен современный обзор достижений в области 3D-печати в процессах строительства. Затем представлены архитектурные, экономические, экологические и структурные особенности 3D-печати. Приведены примеры 3D-печатных конструкций и указаны проблемы строительства, с которыми сталкивается Иордания, которые способствовали проведению этого исследования. Наконец, точное описание воздействия 3D-печати дается путем сравнения традиционных данных о строительстве многофункционального зала Рас-Ален в Иордании и ожидаемых данных, если то же здание было построено с использованием 3D-печати.Предлагаемая модель создана с помощью программного обеспечения Revit. В результате этого исследования было достигнуто понимание процедуры 3D-печати, механизма действия и ее влияния на будущее строительства и архитектуры через экономические, структурные и экологические параметры. Это побуждает инженеров и подрядчиков учитывать этот вопрос при строительстве в Иордании.

1. Введение

Трехмерная (3D) печать — это инновационная технология создания объектов с использованием 3D-принтера, загружаемого из цифрового файла, который описывает детали этого объекта.Он также известен как аддитивное производство (AM), аддитивное производство, аддитивные процессы, прямое цифровое производство, быстрое прототипирование (RP), быстрое производство, изготовление слоев и изготовление твердых тел произвольной формы [1]. В таком принтере используются такие материалы, как пластик, бетон, песок, смолы или металлы [2].

Исследователи изучили различные типы 3D-принтеров, материалы и процедуры строительства, чтобы использовать эту технику для создания структурных компонентов и / или всей конструкции [3].Tay et al. [4] представили предыдущие исследования, проведенные в области 3D-печати. Были рассмотрены восемь категорий исследовательских тем, а именно: анализ методов печати, анализ материалов, система управления, анализ данных, архитектурный дизайн, обзор литературы, анализ концепций и анализ рентабельности. Bos et al. [5] представили разработку аддитивного производства бетона и подробно описали оборудование для 3D-печати бетона Технологического университета Эйндховена. Кроме того, 3D-печать из бетона была описана с точки зрения геометрии, проведены экспериментальные исследования и сложности строительства.

В этой статье представлен современный обзор достижений в процедурах 3D-печати. Исследование влияния 3D-печати проводится путем сравнения конкретной стоимости построенного традиционным способом Многоцелевого зала Рас-Ален в Иордании со стоимостью, если бы он был построен с использованием 3D-печати. Предлагаемая модель создана с помощью программного обеспечения Revit.

2. Современное состояние технологии 3D-печати бетона

Первую попытку использовать материалы на основе цемента с помощью процедуры 3D-печати предложил Джозеф Пенья [6].В настоящее время три процесса 3D-печати, ориентированные на строительство для общественного пользования, а именно контурная обработка (CC), D-образная форма и бетонная печать. Эти три процесса позволяют производить компоненты большого размера и подходят для применения в строительстве.

Эти три процесса идентичны с точки зрения многоуровневой процедуры. Напротив, каждая из этих процедур была разработана для разных приложений и материалов (рис. 1) [7].


2.1. Contour Crafting (CC)

Процесс построения Contour Crafting (CC) был разработан, чтобы изменить построение с традиционного метода на послойный метод (Рисунок 2) [9].CC — это технология многоуровневого строительства, разработанная доктором Бехрохом Хошневисом для автоматизации строительства целых конструкций дома, включая электрические, водопроводные, гипсокартонные и изоляционные [10]. CC снижает стоимость строительства, увеличивает скорость строительства, дает больше гибкости для архитектурного проектирования и обеспечивает безопасную и дружелюбную среду.


Стоимость строительства может быть оценена на основе времени и энергии, затрачиваемых прибором, и количества материалов, использованных для строительства конструкции.Общее время строительства можно оценить после преобразования модели конструкции в файл стереолитографии (STL) и определения пути инструмента [8].

Траектория инструмента CC для любой конкретной конструкции должна выражать положение, направление, скорость и скорость подачи сопла за весь период строительства (Рисунок 3) [11]. Эти данные преобразуются в серию машинных задач, которые передаются на машину CC. Затем определяется путь с наименьшей стоимостью, связанный с каждой машинной задачей [11].


2.2. D-образная форма

Процесс D-образной формы основан на процедуре распыления связующего, которая представляет собой осаждение порошка, отверждаемого с помощью связующего. Каждый слой материала укладывается на необходимую толщину и уплотняется, а затем сопла, прикрепленные к раме, наносят связующее там, где деталь должна быть твердой. После завершения детали ее очищают от рыхлой порошковой подушки [12].

2.3. Concrete Printing

Печать на бетоне — это экструзия цементного раствора.Этот процесс был разработан для сохранения трехмерной свободы с меньшим разрешением по сравнению с осаждением, что позволяет лучше контролировать внутреннюю и внешнюю геометрию.

3. Функции автоматической 3D-печати
3.1. Конструктивные особенности

Строительная отрасль может иметь одну или несколько из следующих проблем, а именно: низкая производительность, низкое качество, низкая безопасность и недостаточно квалифицированная рабочая сила. Некоторые японские строительные компании стремятся преодолеть нехватку квалифицированной рабочей силы за счет автоматизации.Соответственно, они производили либо однозадачных роботов для замены простой трудовой деятельности, либо полностью автоматизированные системы, которые могут строить высотные стальные здания или железобетонные здания с использованием сборных компонентов [13]. В результате было произведено более 89 однозадачных строительных роботов и 11 полностью автоматизированных строительных систем [14].

Несмотря на то, что робототехника повысила производительность, безопасность и качество, конструкция по-прежнему соответствует традиционным процессам.Автоматизированное традиционное строительство, такое как использование робота для укладки кирпичей, стоит дорого [13]. Таким образом, многоуровневое строительство стало новой альтернативой в строительной отрасли.

Например, установка арматуры и сборка стяжек и шпилек — трудоемкая работа. Используя процедуру CC, установка стальной арматуры в каждый слой спроектирована, как показано на Рисунке 4 (а) [14]. Автоматическая система подачи размещает три модульных компонента и собирает их между двумя краями каждого слоя.Затем можно наносить бетон [14]. Сопло, устройство подачи стальной арматуры и устройство подачи бетона могут быть прикреплены к одной конструкции.

Автоматическая облицовка полов и стен может быть интегрирована путем роботизированной доставки и распределения связующего материала на полы или стены, как показано на Рисунке 4 (b). Затем другая роботизированная рука берет плитки из пачки и помещает их на место, где размещается связующий материал. Эти роботизированные манипуляторы могут быть размещены на той же конструкции, которая перемещает сопло CC [14].

Метод CC основан на многоуровневой конструкции, и, соответственно, можно прокладывать инженерные коммуникации внутри стен. Это увеличивает возможности автоматизации строительства водопроводных и электрических сетей. Для водопровода сегмент трубы может быть размещен и прикреплен через построенный трубопровод (после нанесения нескольких слоев стены) на нижний сегмент, который уже установлен (Рисунок 4 (c)). Соединение между двумя сегментами трубы может быть достигнуто с помощью нагревательных элементов (показаны красным), которые расплавляют припой [14].

Для автоматизации электромонтажа и проводки линий связи в модулях есть токопроводящие части для линий питания и связи, вставленные в непроводящие материалы. Простая роботизированная рука может захватить эти части и подсоединить их к уже установленному компоненту во время печати стены (так же, как и при установке сантехники) (рис. 4 (d)). Светильники вставляются в проемы в стене вручную [14]. Во время или после укладки каждого слоя стен машина для окраски распылением, прикрепленная к основной конструкции CC, наносит краску в соответствии с желаемыми спецификациями (рис. 4 (e)) [14].

3.2. Архитектурная гибкость

3D-печать позволяет архитекторам проектировать конструкции с различными функциональными и причудливыми геометрическими формами, которые сложно построить при обычном строительстве. Схематическая диаграмма относительно гибкости архитектуры относительно стоимости и скорости строительства показана на рисунке 5.


3.3. Экологические характеристики

Согласно [16], строительная промышленность использует более 40% сырья в мире.Например, метод CC может снизить количество отходов материала с семи тонн до почти полного отсутствия для дома на одну семью [16]. Объекты CC используют материал только по мере необходимости. Кроме того, выбросы CO 2 от процесса CC составляют небольшую долю по сравнению с текущими выбросами от обычного процесса бетонирования (CCP) бетонной кладки (Рисунок 6).

3.4. Конструктивные особенности

Конструктивное проектирование развивается в строительной отрасли в ответ на развитие 3D-печати с точки зрения материалов и структурных систем, как показано ниже.

3.4.1. Достижения в области материалов

Традиционные типы бетона — не самый удобный материал для 3D-печати из-за предсказуемых проблем, связанных с заклиниванием заполнителя в сопле, уплотнением препятствий и ограничениями расстояния из-за установки арматуры и опалубки. В настоящее время больше исследований направлено на открытие нового бетонного материала или определение доступного бетонного материала, который будет использоваться в 3D-печати и иметь соответствующие механические свойства и возможности для непрерывного экструзии и наложения друг на друга.

Многие исследователи печатали бетонные конструкции, используя несколько смесей, состоящих из цемента, песка, летучей золы, микрокремнезема и волокон [7, 17–19]. В процессе исследований SC3DP исследует новые пригодные для печати растворы, такие как геополимерный строительный раствор, легкий строительный раствор и армированный волокном строительный раствор для применения в печати. Кроме того, переработанные стеклянные заполнители и базальт были протестированы для улучшения конструкции устойчивых структур [4].

Тинг и др. [20] изучали использование переработанного стекла в качестве мелких заполнителей для 3D-печати на бетоне.Механическая прочность бетона с песчаными заполнителями была лучше по сравнению с бетоном с переработанным стеклом. Напротив, бетон с переработанным стеклом был более текучим, чем бетон с песчаными заполнителями. Было предложено продолжить изучение использования бетона с песком и переработанного стекла для обеспечения оптимальных механических свойств и текучести.

Хамбах и Фолькмер [21] исследовали прочность на изгиб и сжатие армированного волокном раствора, напечатанного на 3D-принтере. Были изучены углеродные, стеклянные и базальтовые волокна, и сообщалось об улучшении прочности на изгиб и сжатие.Было представлено выравнивание волокон по траектории печати для повышения эффективности использования материала. Это достигается во время экструзии, поскольку сопло позволяет переориентировать волокно и следовать по пути печати.

3.4.2. Структурная целостность

При многослойной 3D-печати слои должны быть соединены вместе, создавая однородную структуру [22]. Что касается стен, напечатанных на 3D-принтере, экструдируемый бетон должен поддерживать стабильность и структурную целостность, поскольку для того, чтобы выдержать свежий бетон, не используются никакие опалубочные работы.Tay et al. [23] определили оседание и оседание печатного раствора. Способность перекачиваться и наращиваться оценивалась на основе индекса прокачиваемости и максимальной высоты, которую можно напечатать до того, как произойдет обрушение.

Кроме того, время между размещением слоев должно быть спланировано, так как это связано с прочностью слоя под ним и способностью слоев прилипать друг к другу [22]. Прочность связи между слоями определяет структурные характеристики конструкции.Соответственно, Зарейян и Хошневис [22] выполнили экспериментальную работу по исследованию структурной целостности печатных стен. Для достижения этого были экспериментально изучены влияние размера заполнителей и отношения заполнителя к цементу на механические свойства бетона. Было разработано четыре разных микса.

Был сделан вывод, что смеси с меньшим максимальным размером заполнителя (отношение заполнителя к цементу составляет 1,15) приводили к более высокой прочности на сжатие. Более короткое время схватывания приводит к образованию холодных стыков на границе раздела слоев, что приводит к менее однородным структурам.Прочность на сжатие была выше, когда высота слоев была меньше, а временной интервал между укладкой слоев был короче.

Bos et al. [24] представили кабели в качестве арматуры для бетона, напечатанного на 3D-принтере. Испытание на вытягивание проводилось на печатном бетоне с различной длиной заделки и различными типами кабелей. Кроме того, испытание на четырехточечный изгиб проводилось на балках с тросами.

Прочность сцепления в печатном бетоне была очень низкой по сравнению с литым бетоном.Бетонная матрица показала дефекты под арматурными кабелями.

Испытания на четырехточечный изгиб показали значительную прочность, достигнутую при армировании кабелями B и C. Характер разрушения контролировался скольжением кабеля. Это привело к отказу ниже, чем определено аналитически. В балках с А-образным кабелем не произошло проскальзывания кабеля и произошел отказ, близкий к аналитически определенным величинам.

Был сделан вывод, что концепция вставки кабелей в качестве арматуры оказалась возможной и может достичь поведения, аналогичного обычному железобетону.Однако необходимы дополнительные исследования для улучшения прочности сцепления при армировании кабелями B и C. Кабель типа А работает хорошо, но не показывает достаточной прочности для практического применения [24].

Tay et al. [25] изучали требования к опалубке для поддержки любого свисающего свежего бетона. Был сделан вывод, что скорость сопла и скорость потока материала заметно влияют на коэффициент твердости нити. Также было исследовано наибольшее расстояние зазора, которое нить накала может выступать, исключая заметную просадку.Для подтверждения этих выводов была напечатана конструкция свеса.

3.4.3. Конструктивное проектирование горизонтальных полов

Строительство горизонтальных полов является сложной задачей для 3D-печати. Например, тонкие стальные листы можно прикрепить к уже напечатанным балкам [14]. Затем эти балки (с прикрепленными листами) могут быть захвачены и размещены на конструкции с помощью манипуляторов (рис. 7). Наконец, 3D-принтер может нанести бетон на верхнюю часть уложенных балок.


Департамент архитектуры Цюриха ETH разработал бетонную плиту перекрытия толщиной 2 см [26].Эта новая система полов заменяет армирование тонкими вертикальными ребрами, что приводит к значительному снижению веса системы (рис. 8). По сравнению с традиционными плитами эти полы рассчитаны на выгибание и выдерживают нагрузки. Эта система была вдохновлена ​​сводчатыми потолками готических соборов. В этом случае стальная арматура больше не требуется, что позволяет сэкономить на стоимости этой арматуры и времени на ее установку. Кроме того, это приводит к использованию меньшего количества бетона, в результате чего полы легче на 70% по сравнению с обычными бетонными полами [13].Двухэтажный гостевой пентхаус, использующий эту систему, будет протестирован в исследовательском здании NEST в Дюбендорфе.


3.4.4. Структурное поведение

Многие структурные системы, построенные с использованием процедуры 3D-печати, были протестированы, чтобы лучше понять их поведение, чтобы судить об их применимости для принятия в качестве структурной системы. Здесь представлены две системы; непрерывная печать стен и ручная сборка печатных сегментов. В промышленности доступно больше систем, но их детали запатентованы.

Хван [27] испытал три образца бетонных опалубок, заполненных бетоном, и одну опалубку для голых стен (рис. 9). Стены формы были распечатаны и полимеризованы в течение 28 дней. Между слоями вручную укладывались стяжки, пока машина накладывала форму бетонной стены. Стяжка вставляется через каждые 25,4 мм по горизонтали и 50,8 мм по вертикали.


Испытания проводились с использованием универсальной испытательной машины в Университете Южной Калифорнии. Все образцы подвергались осевым сжимающим нагрузкам до разрушения.Образцы не подвергались стандартным методам перекрытия, что привело к противоречивым результатам прочности на сжатие этих стен. Бетонная стена, изготовленная методом CC, была прочной и способна удерживать свежий бетон.

В результате сотрудничества между WASP, Неаполитанским университетом Федерико II, Stress Consortium и Университетом Павии были построены две усиленные балки: одна прямая и одна изогнутая, как показано на рисунке 10 [28].


Основная идея состоит в том, чтобы напечатать структурный сегмент отдельно, а затем собрать эти сегменты для создания окончательных трехмерных форм.Стальная арматура устанавливается снаружи после завершения сборки путем закрепления стержней через отверстия, созданные при печати сегментов. Арматура предназначена для соединения сегментов вместе и создания единого монолитного элемента. Соответственно, для обеспечения надлежащего крепления может применяться строительный раствор [28].

Испытание на трехточечный изгиб проводилось на прямой 3D-печатной железобетонной балке из ж / б. На основе измеренной кривой нагрузки-прогиба были определены две ключевые стадии: линейно-упругая стадия, на которой балка не растрескивалась и не отсоединялась, и нелинейная стадия, на которой возникли трещины или произошло разрушение границы раздела.Нелинейная стадия также была разделена на стадию начала растрескивания и прогрессию стадии растрескивания до разрушения, когда произошла полная потеря несущей способности балки [28].

4. Примеры 3D-печатных конструкций
4.1. Китайские дома, напечатанные на 3D-принтере

В 2014 году китайская компания WinSun Decoration Design Engineering напечатала десять домов, каждый площадью примерно 100 м 2 всего за 24 часа. WinSun начал процесс с чертежа САПР, импортированного в 3D-принтер, который использовался для построения структуры по частям [29].Эти дома построены из отходов, сделанных из переработанного щебня, стекловолокна, стали, цемента, бетона и связующего. В 2015 году WinSun напечатал шестиэтажный жилой дом (1100 м 2 ) [30].

4.2. 3D-печать офиса в Дубае

3D-печать офиса будущего здания была построена в Дубае в 2016 году. В здании использовалась технология WinSun, где стены и плиты были напечатаны слой за слоем на их стороне, а затем наклонены по вертикали [31]. Одноэтажное здание площадью 250 м 2 было спроектировано Генслером для Национального комитета Объединенных Арабских Эмиратов в качестве штаб-квартиры Фонда будущего Дубая (DFF).Процесс строительства занял 17 дней и обошелся в 140 000 долларов. После испытаний на надежность в Китае и Великобритании использовалась специальная цементная смесь. Форма дуги была реализована, чтобы гарантировать устойчивость офиса.

4.3. Проект будущего Саудовской Аравии

В 2017 году компания WinSun подписала соглашение с находящейся в Эр-Рияде Al-Mobty Contracting Company на сумму 1,5 миллиарда долларов. По условиям соглашения WinSun сдаст в аренду Al-Mobty сто 3D-принтеров для постройки 1.5 миллионов доступных домов, что равняется 30 миллионам квадратных метров строительной площади, напечатанной на 3D-принтере [32].

Саудовская Аравия переживает серьезный жилищный кризис, и трехмерная печать — это предлагаемое решение. Эта технология по сравнению с традиционными методами строительства намного более рентабельна, использует меньше материалов, требует меньше труда и работает быстрее.

4.4. Пешеходный бетонный мост, напечатанный на 3D-принтере

Первый пешеходный бетонный мост, напечатанный на 3D-принтере, был изготовлен в городе Алькобендас в Испании.Длина пролета моста составляет 12 метров, а ширина — 1,75 метра. Он состоит из 8 отдельных сегментов, которые подходят друг к другу [33].

Преимущества 3D-печатного бетона, включая отсутствие необходимости в формовании, гибкость и приспособляемость к любой форме, а также невероятно прочный архитектурный дизайн, были отмечены в этом проекте [33].

5. Применение 3D-печати и проблемы в Иордании

В Иордании очень важно предоставить убежище более чем одному миллиону беженцев с учетом сохранения архитектурного наследия в Иордании.Кроме того, проект New Amman City требует, чтобы такая процедура была задействована на этапе городского планирования. Соответственно, этот документ призывает правительство и подрядчиков использовать 3D-печать для строительства. Стоимость оборудования зависит от размера принтера для всего проекта (не только этого здания). BetAbram работает над двумя принтерами; 2 × 12 × 6 м, которые будут продаваться по цене около 27000 долларов, и 2 × 16 × 9 м, которые будут продаваться по цене около 44000 долларов. Поскольку предполагается, что у подрядчика будет такой принтер, который будет использоваться для печати многих структур, стоимость оборудования считается разумной.Кроме того, эта стоимость считается разумной по сравнению с экономией за счет использования меньшего количества материалов и опалубки, сокращения времени строительства и меньшего количества трудозатрат. Лучшее качество строительства было подтверждено предыдущими исследованиями, как упоминалось ранее в этой статье.

Все строительные работы, разнообразие материалов, рекомендации по проектированию конструкций и процессы архитектурного моделирования требуют дальнейших исследований, чтобы использовать его в ближайшем будущем в качестве эффективного решения жилищного кризиса в лагерях беженцев и для строительства нового города на основе высоких стандартов. с низкой стоимостью, поскольку Иордания — одна из развивающихся стран, страдающих от экономических трудностей.

6. Местное исследование и процесс моделирования

В этом разделе обобщаются методы и материалы строительства зданий в Иордании, а также анализируется отобранный пример многоцелевого зала Рас Ален в отношении бетонных работ и их стоимости. Механизм действия 3D-печати проиллюстрирован на примере ее применения в многофункциональном зале Рас-Алена. Вначале предлагаемая модель многоцелевого холла Рас-Ален создается в программе Revit. Затем модель разрезается на слои путем преобразования ее в файл стереолитографии (STL) для создания предопределенного пути осаждения материала, который представляет путь сопла.

Кроме того, исследователи исследовали 3D-печать и создали точное изображение влияния 3D-печати, сравнив обычные строительные данные, касающиеся дизайна и стоимости бетона, относящиеся к многоцелевому залу Рас-Ален, с ожидаемыми данными, если то же здание было построено с использованием 3D-печати. .

Как правило, рентабельность 3D-печати количественно оценивается с точки зрения ее способности свести к минимуму время строительства, строительных отходов, энергии всего здания и традиционных требований, таких как обычные строительные инструменты и традиционные каркасы.В этой статье для сравнения рассматривается материальная стоимость бетона. Экономия времени на строительство подтверждена примерами, представленными в разделе 4. Экономия достигается за счет непрерывной работы принтера в течение нескольких дней из расчета три минуты на квадратный метр [34]. В данном документе экономия времени на строительство не измеряется количественно, поскольку в нем основное внимание уделяется изменению конструкции и экономии материальных затрат.

6.1. Избранный пример: многоцелевой зал Рас-Ален

В этом разделе проводится аналитическое исследование многоцелевого зала Рас-Ален с целью анализа традиционного строительства в Иордании.Кроме того, архитектурные и структурные чертежи собираются в муниципалитете Большого Аммана и анализируются, чтобы сравнить стоимость материалов со стоимостью, если то же здание построено с использованием 3D-печати.

Многоцелевой зал Рас-Ален, расположенный в Охуде на юго-востоке Аммана, представляет собой одноэтажное здание традиционной формы с каменной облицовкой и бетонной конструкцией (рис. 11). Кроме того, это общественное здание, принадлежащее правительству, которое является целевой группой для применения 3D-печати, чтобы можно было построить лучшие государственные проекты с меньшими затратами и в более короткие сроки.Это здание имеет общую площадь 350 квадратных метров ( 2 м), площадь внешних стен 477 м 2, площадь внешних стен 438 кубических метров ( 3 м) (Таблица 1). Кроме того, по данным муниципалитета Большого Аммана, это стоило 240 716 иорданских динаров (JD).


3

53

Расположение Охуд, Амман, Иордания

Площадь Бетонное строительство
Материал облицовки Камень
Площадь внешней стены 477 м 2
Общий объем бетона 438 м 3

Здание моделируется с помощью программного обеспечения Revit, и каждая зона представлена ​​как отдельная зона в соответствии со своей функцией, как показано на рисунке 12.Перспективный план и разрез представлены на рисунках 13 и 14 соответственно.




В этом разделе в первую очередь представлены строительные работы над уровнем земли внешних стен, внутренних стен и бетонные работы. Затем рассчитывается количество материалов и смета.

6.1.1. Бетонный завод

Для наружных стен за камнем используется бетон с прочностью на сжатие 20 МПа. Железобетон (ЖБИ) используется для изготовления лестниц и перекрытий на грунте с прочностью бетона на сжатие 25 МПа.Для железобетонных элементов колонн, перекрытий, балок и лестниц используется бетон с прочностью 30 МПа.

6.1.2. Наружные стены

Наружная стена многофункционального зала Рас-Ален представляет собой обычную стену, состоящую (изнутри наружу) из оштукатуренной стены из пустотелых цементных блоков толщиной 3 см, теплоизоляции из экструдированного полистирола и 5 см каменной облицовки, прикрепленной к стене 17 см. бетонный слой, как показано на рисунке 15.


6.1.3. Внутренние стены

Внутренние стены многофункционального зала Рас-Ален изготовлены из пустотелого цементного блока толщиной 10 см и 20 см (рис. 16).


6.1.4. Проблемы строительства

При строительстве многофункционального зала Рас-Ален возникло несколько следующих проблем: (1) Несчастные случаи при падении из-за незащищенных сторон, плохой конструкции лесов и отсутствия переносных лестниц (2) Хотя общий объем бетона составляет 438 м 3 , подрядчик израсходовал 455 м 3 бетона, так что 17 м 3 бетона было потрачено впустую (3) Способ обработки опалубки повлиял на качество отделки бетона (4) Завершение строительства было отложено на одну неделю, потому что медленного труда

6.1.5. Стоимость материала

В этой части рассчитывается стоимость каждой внешней стены, внутренней стены и бетонных элементов. Общая стоимость строительных работ над уровнем земли многофункционального зала Рас-Ален составляет 57 947 иорданских динаров. Подробности представлены в таблице 2.


52 2 91 052

Описание работы Единица Количество Стоимость \ единица (JD) Общая стоимость (JD)
Камень, прикрепленный к бетону 20 МПа для внешних стен (высота камня = 50 см) м 2 32 80 2560
Камень, прикрепленный к бетону 20 МПа для внешних стен (высота камня = 25 см) м 2 430 65 27950
Экструдированный полистирол (толщина = 3 см) для наружных стен м 2 2301058
Пустотелый цементный блок (толщина = 10 см) для внешних и внутренних стен м 2 207 10 2070
Пустотелый цементный блок (толщина = 15 см) для внешних стен м 2 220 12 2640
Пустотелый цементный блок (толщина = 20 см) для внутренних стен м 2 17 15 255
RC 25 МПа для лестниц м 3 5 90 450
RC 25 МПа для плиты 20 см ) м 2 216 17 3672
RC 25 МПа для плиты на уклоне (толщина = 12 см) м 2 225 1200 1200
RC 30 МПа для колонн м 3 25 100 2500
RC 30 МПа для плиты и балок м 3 117 100 11700
RC 30 МПа для лестниц м 3 3 100 300
Всего
9
6.2. Многоцелевой зал Ras Alain с помощью 3D-печати

В этом разделе здание переработано, чтобы адаптировать процесс 3D-печати. Объем строительных работ рассчитывается программой Revit. Затем расчетная стоимость сравнивается с расчетной стоимостью в предыдущем разделе для того же здания, когда оно было построено с использованием обычного строительства.

Процесс 3D-печати в основном основан на заранее заданном пути осаждения материала, который определяет путь сопла принтера, где процесс строительства и время могут быть оценены после преобразования модели в файл STL и определения пути инструмента.

Модель здания сначала преобразуется в файл STL и разбивается на слои для отправки заказа на 3D-принтер. Компоновка одного слоя преобразуется в модель, состоящую из ребер и вершин. Края представляют стены, а вершины представляют собой пересечения, углы или конечные точки сегментов стены.

В случае многоцелевого зала Рас-Ален процесс 3D-печати резюмируется следующим образом: (1) 3D-модель многоцелевого зала Рас-Ален создается с использованием программного обеспечения Revit (2) установлен экспортер STL для Revit (3) В режиме видимости графики, любые дополнительные категории, которые не понадобятся для печати, такие как окна и двери, отключены (Рисунок 17) (4) На вкладке надстроек в Revit выбирается экспортер STL для кнопки Revit (5) В меню «Экспорт» В диалоговом окне STL формат STL устанавливается как двоичный, а затем выбирается кнопка сохранения для наименования и экспорта файла STL (6). Таким образом, модель преобразуется в файл STL и разбивается на слои (рисунок 18) (7) Наконец, заказ печати должен быть отправлен на 3D-принтер, где слои должны быть напечатаны, соответственно, на месте, пока не будет напечатано все здание (Рисунок 19)




В результате ожидаемое строительство на месте сцены многоцелевого зала Рас-Ален с помощью 3D-печати проиллюстрированы на основе Результаты Revit, как показано на рисунке 20.


В этой части показан используемый бетонный материал и детали реконструкции внешних стен, внутренних стен, перемычек и перекрытий, чтобы выявить различия между 3D-печатью и традиционным строительством.

6.2.1. Бетонный материал

В случае многоцелевого зала Рас-Ален самуплотняющийся бетон используется для ускорения уплотнения бетона при сохранении качества конструкции. С другой стороны, экструдированный самуплотняющийся бетон решает проблему опалубки, заполнителя и арматуры за счет использования волокон, которые улучшают когезию бетонной смеси.Самоуплотняющийся экструдированный бетон используется для изготовления наружных стен, внутренних стен, перекрытий, балок, колонн и лестниц. Можно использовать множество вяжущих материалов с различными пропорциями бетона или полимеров, при этом максимальная прочность вяжущей смеси может достигать 70 МПа.

6.2.2. Рама

Сначала должны быть изготовлены стальные рамы для поддержки 12-метрового пролета уровня перекрытий. Было бы лучше, если бы было доступно достаточно руководящих принципов для использования 3D-печатных сегментов балки, соединенных сталью, вместо стальных рам.Расположение этих рам показано на структурном чертеже плана этажа, приведенном в Приложении.

6.2.3. Наружная стена

Наружная стена многофункционального зала Рас-Ален с помощью 3D-печати построена без использования отдельных опалубочных материалов. Слои самоплотного бетона постепенно наращиваются, чтобы сформировать внешние пустотные стены, которые в три раза прочнее, чем внешние стены, построенные из обычного бетона. Кроме того, эти стены все еще можно настроить для одновременного добавления сантехники, электрического оборудования и даже инфраструктурных трубопроводов [35].Чтобы создать толщину 30 см, насадка строит внешние края толщиной 5 см, затем выстраивает толщину 2,5 см по центральным осям и, наконец, строит зигзагообразную линию толщиной 2,5 см с двух сторон от центральных осей. для обеспечения целостности стены (рисунок 21). После того, как все стены будут построены, они будут облицованы камнем.


6.2.4. Внутренняя стена

Внутренняя стена многофункционального зала Рас-Ален методом 3D-печати строится двух типов: первая — монолитная, толщиной 10 см.Второй тип представляет собой пустотелую стену толщиной 15 см, в которой экструзионное сопло формирует внешние края толщиной 2,5 см, а затем создает зигзагообразную линию толщиной 2,5 см для обеспечения целостности стены (Рисунок 22).


6.2.5. Перемычки

Перемычки сначала печатаются и размещаются в стороне от здания до тех пор, пока их очередь не будет размещена над каждым проемом. Затем роботизированные руки захватывают каждую перемычку и помещают ее в нужное место после того, как будут напечатаны требуемые слои стены.Наконец, форсунка продолжает укладывать слои бетона между перемычками и укладывать бетон над ними до уровня плиты.

6.2.6. Слябы

Тонкие стальные листы, уже прикрепленные к балкам, напечатанным на 3D-принтере, должны быть подготовлены и размещены в стороне от принтера. Затем эти балки с прикрепленными листами захватываются роботами-манипуляторами и размещаются на уровне пола (рис. 7) так, чтобы вертикальное армирование стен проходило через отверстия на краях этих стальных листов. Затем устанавливаются и вращаются винты, чтобы стальные листы крепились к арматуре стены.Наконец, 3D-принтер может нанести бетон на верхнюю часть расставленных балок, чтобы закончить плиту.

6.2.7. Стоимость материала

Количество материалов, составляющих надземный уровень внешних стен, внутренних стен и бетонных элементов, рассчитывается с помощью Revit. Общее количество составляет 325 м 3 , а стоимость экструдированного самуплотняющегося бетона, построенного с помощью 3D-печати, за метр 3 оценивается примерно в 27,3 динара [36]. Общая стоимость бетонного материала представлена ​​в таблице 3, что составляет 8872.5 JD.

Самоуплотненный бетон м 3 59
18.Результаты

Эффективность применения 3D-печати в здании в Иордании в качестве альтернативы традиционному строительству исследуется на основе конкретных затрат, связанных с многоцелевым залом Рас-Ален, и ожидаемой стоимости, если то же здание было построено с использованием 3D-печати.

Анализ показывает, что многоцелевой зал Рас-Ален, построенный с помощью 3D-печати, стоит 8 872,5 иорданских динара, за исключением работ по облицовке камнем и изоляции. Напротив, обычное строительство стоит 57 947 иорданских динаров.Для сравнения стоимости двух типов строительства, обычное строительство, за исключением работ по облицовке и утеплению, составляет 57 947–2 560–2,7950– 1,150 = 26 287 динаров.

Таким образом, для многоцелевого зала Рас-Ален стоимость бетона на основе 3D-печати, равная 8 872,5 иорданских динара, меньше обычных затрат на строительство, равных 26 287 иорданских динаров (таблица 4).


Описание работы Единица Количество Стоимость за единицу (JD) Общая стоимость (JD)
325 27,3 8872,5
Всего 8872,5


Тип конструкции Общая стоимость (JD)

Обычная конструкция 26,287.0
Техника CC 8872,5

В результате 3D-печать сокращает 65% стоимости традиционных строительных материалов, если она применяется в Иордании. Стоимость оборудования, время строительства и затраты на рабочую силу здесь не рассчитывались, поскольку они зависят от требуемого размера и скорости принтера для проекта (а не только для этого здания) и рабочего времени в течение дня, которые не указаны в этом документе.

8. Выводы и рекомендации

В данной статье представлен современный обзор достижений в области 3D-печати строительства из бетона. Это исследование представило альтернативный метод строительства (3D-печать) традиционному строительству.

Краткое изложение возможностей 3D-печати показывает, как 3D-печать решает проблемы, с которыми сталкивается традиционное строительство. С экономической точки зрения это более быстрый и точный метод строительства сложных элементов с низкими затратами на рабочую силу и нулевым образованием отходов.При скорости строительства около трех минут на квадратный метр дом небольшого размера площадью 230 квадратных метров ( 2 м) можно было построить примерно за 18 или 19 часов с рабочей силой около четырех человек [34]. С архитектурной точки зрения он может создавать более эффективные и интересные проекты, поскольку 3D-печать может достигать форм, недоступных обычным процедурам, с архитектурной гибкостью и высокой точностью. С экологической точки зрения 3D-печать может быть признана экологически безопасным процессом, который снижает потребление сырья, производимые выбросы CO 2 и потребляемую воплощенную энергию.

Конструктивно выбор материала все еще продолжается, чтобы преодолеть низкий предел прочности бетона на растяжение и низкое сопротивление связи между слоями бетона. Многие структурные системы представлены в этой статье, но авторы считают, что эта область все еще требует более структурного тестирования таких систем, и интересуются предложением более творческих структурных элементов, которые способны преодолеть недостатки, с которыми сталкиваются существующие системы.

Кроме того, представлены четыре тематических исследования печатаемых в настоящее время структур.В Китае за 24 часа на огромном 3D-принтере было напечатано десять домов. Площадь каждого дома составляет приблизительно 100 м 2 2 , а стоимость каждого небольшого жилища составляет менее 5000 долларов США из-за быстрого процесса и низких затрат на рабочую силу. Эта же компания напечатала шестиэтажный жилой дом. Его площадь составляет примерно 1100 м 2 , изготовленных с использованием строительных отходов из бетона, стекловолокна, песка и специального отвердителя. Это считается ценным с точки зрения утилизации материалов. Соответственно, 60% материалов необходимо для строительства дома с экономией времени на 70% по сравнению с традиционным строительством.

Дубайский офис будущего был напечатан с использованием технологии наклона WinSun, при которой пол, стены и потолок печатаются на каждой стороне слой за слоем, а затем наклоняются по вертикали. Офис площадью 250 м 2 построен и завершен за 17 дней и обойдется в 140000 долларов. Стоимость была снижена более чем на 50% по сравнению с обычными зданиями аналогичного размера.

Компания WinSun подписала соглашение об аренде ста 3D-принтеров для Al-Mobty для строительства 1,5 миллиона домов в Саудовской Аравии, где граждане испытывают серьезную жилищную проблему.

Первый пешеходный бетонный мост, напечатанный на 3D-принтере, был изготовлен в городе Алькобендас в Испании. Длина пролета моста составляет 12 метров, а ширина — 1,75 метра. Он состоит из 8 отдельных сегментов, соединенных вместе.

В Иордании предоставление убежищ для беженцев и планирование проекта New Amman City вдохновили это исследование на использование 3D-печати для экономии времени и затрат на строительство, помимо экологических и архитектурных преимуществ. Поскольку предполагается, что подрядчики будут использовать 3D-принтер для строительства многих конструкций, стоимость оборудования можно считать разумной.Ожидается, что затраты на рабочую силу и время строительства будут сокращены на основе имеющихся исследований.

Авторы обобщили методы и материалы строительства зданий в Иордании и проанализировали выбранный пример многофункционального зала Рас Ален. Механизм действия 3D-печати был продемонстрирован на примере многоцелевого зала Рас-Алена. Предлагаемая модель многоцелевого зала Рас-Алена была создана в Revit Software. Затем модель была разделена на слои путем преобразования ее в файл стереолитографии (STL) для создания предопределенного пути осаждения материала, который представляет путь сопла.Наконец, автор создал точное изображение воздействия 3D-печати, сравнив обычные строительные данные, относящиеся к требуемому количеству многоцелевого зала Рас-Ален, и ожидаемые данные, если то же здание было построено с использованием 3D-печати. В результате этого сравнения тех же строительных работ для многоцелевого зала Рас-Ален 3D-печать снижает на 65% стоимость бетона при традиционном строительстве, если она была применена в Иордании.

Наконец, с точки зрения автора, ожидается, что государственные учреждения и строительные компании пойдут на процедуру 3D-печати, чтобы построить свои будущие конструкции.Эта технология готова произвести революцию в строительной отрасли. Его можно использовать для строительства домов, башен, мостов и убежищ во время стихийных бедствий.

На основании результатов этого исследования автор рекомендует следующее: (1) Применять 3D-печать в качестве альтернативы традиционному строительству в соответствии с ее способностью сокращать время и стоимость строительства (2) Применять 3D-печать в основном правительственными учреждениями. ориентация на жилье с низким доходом и временные убежища для беженцев (3) Обеспечение стимулов для подрядчиков и инженеров к применению 3D-печати (4) Чтение лекций о процессах трехмерной (3D) печати для студентов инженерных специальностей (5) Добавление 3D-печати в качестве курс обучения к учебной программе (6) Предложить будущие работы для дальнейшей оценки потенциального воздействия 3D-печати (7) Расширить поле исследования, включив в него все строительные работы с помощью 3D-печати, разнообразие материалов, используемых в 3D-печати, и дополнительное моделирование для многопрофильных процессов проектирования

Приложение

Структурные чертежи показаны на рисунках 23 и 24.



Доступность данных

Все данные включены в рукопись.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ввод затрат на ресурсы — Проект

Project рассчитывает затраты на ресурсы на основе ставок заработной платы, платы за использование, фиксированных затрат или итоговых значений затратных ресурсов (таких как авиабилеты или обеды), назначенных задачам.

Примечание: Прежде чем вы сможете сохранить изменения информации о затратах для корпоративного ресурса, этот ресурс необходимо открыть для редактирования.

Что ты хочешь сделать?

Введите нормы затрат для рабочего ресурса

  1. Выберите Просмотр > Ресурсный лист .

  2. Если вы не видите таблицу ввода, щелкните View > Tables > Entry .

  3. В поле Имя ресурса введите имя человека или выберите имя, если этот человек уже есть на листе ресурсов.

  4. Убедитесь, что в поле Тип отображается Работа .

  5. В Std. В поле «Ставка » введите стандартную ставку оплаты для этого человека. Например, 25,00 долларов в час или 200 долларов в день .

    Нажмите Tab, чтобы перейти к этому полю, если вы его не видите.

  6. Если вы планируете отслеживать сверхурочную работу в своем проекте, и ваш человек может работать сверхурочно, введите ставку сверхурочной работы в Ovt.Оцените поле .

  7. В поле Начисление по умолчанию начисление затрат составляет Пропорционально , но вы можете выбрать Начало или Конец для начисления затрат на ресурсы на основе ставки в начале или в конце проекта.

  8. Назначьте ресурс задаче. Microsoft Project автоматически рассчитывает стоимость ресурсов для этого назначения.

Есть ставки посложнее? Иногда одного набора ставок ресурсов недостаточно для захвата сложных схем выставления счетов («смешанные ставки»).

Например, ресурс может иметь переменные ставки, которые зависят от:

  • Вид работ

  • Место работы

  • Дисконтирование объема по работе

  • Изменение во времени

  • Используемые ресурсы, такие как обученные vs.талантливый

Вы можете смоделировать эти более сложные схемы выставления счетов с помощью функций тарифных планов в Project:

  1. Дважды щелкните ресурс, чтобы открыть диалоговое окно Информация о ресурсе , а затем щелкните вкладку Стоимость .

  2. В разделе Таблицы норм затрат на вкладке A (По умолчанию) введите дату, когда изменение ставки вступит в силу, в столбце Дата вступления в силу .

  3. В столбцах Стандартная ставка и Ставка сверхурочной работы введите ставки ресурсов.

  4. Чтобы ввести изменение ставки, которое происходит в другую дату, в дополнительных строках таблиц норм затрат введите или выберите новую дату, а также новые стандартные ставки и ставки сверхурочных.

  5. Чтобы ввести дополнительные наборы ставок заработной платы для того же ресурса, щелкните вкладку B и затем повторите шаги 2–4.

Примечания:

  • Используйте таблицы ставок для отражения изменений ставок, которые происходят после определенной даты. Это позволит избежать вычисления старых данных.

  • Если вы регулярно используете таблицы норм затрат, добавьте столбец Таблица норм затрат в представление Использование задачи , чтобы просмотреть и выбрать таблицу ставок назначения.

  • Project вычисляет итоговые затраты, когда для задач назначаются ресурсы на основе тарифов, ресурсы с затратами на использование и затраты ресурсов. На это повлияет параметр Накопление для ресурсов при настройке .

  • Изменение стандартной ставки для ресурса влияет на стоимость задач, которые выполняются на 100% и которым назначен тот же ресурс.

  • Если вы ввели несколько ставок для одного ресурса с помощью таблиц норм затрат, вы можете изменить ставки ресурсов для этого ресурса для любого назначения, используя другую таблицу норм затрат.Чтобы изменить таблицу норм затрат для конкретного назначения, в представлении Использование задачи выберите ресурс, который назначен задаче, затем щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выбрать Информация . На вкладке Стоимость в списке Таблица норм стоимости щелкните таблицу норм стоимости, которую вы хотите использовать.

Введите стоимость использования рабочего ресурса

  1. Выберите Просмотр > Ресурсный лист .

  2. Если вы не видите таблицу ввода, щелкните View > Tables > Entry .

  3. Заполните столбец Стоимость / использование для ресурса, для которого установлена ​​плата за каждое назначение. Ресурсы могут иметь стоимость использования в дополнение к ставке оплаты.

Вы можете ввести более одной стоимости использования для каждого ресурса, чтобы отразить схемы смешанных ставок:

  1. Дважды щелкните ресурс, чтобы открыть диалоговое окно Информация о ресурсе , а затем щелкните вкладку Стоимость .

  2. В разделе Таблицы норм затрат на вкладке A (По умолчанию) введите дату, когда изменение ставки вступит в силу, в столбце Дата вступления в силу .

  3. Заполните столбец Стоимость использования .

  4. Чтобы ввести стоимость за использование, которая имеет место в другую дату, в дополнительных строках таблиц норм затрат введите или выберите новую дату и новую стоимость за использование.

  5. Чтобы ввести дополнительные наборы затрат для того же ресурса, щелкните вкладку B и затем повторите шаги 2–4.

Совет: Значение Начисление затрат не является специфическим для какой-либо таблицы норм затрат, поскольку это свойство уровня ресурса.

Project может рассчитать итоговые затраты, когда для задач назначаются ресурсы на основе тарифов, ресурсы с затратами на использование и затраты ресурсов.

Примечания:

  • Если вы ввели несколько затрат для одного ресурса с помощью таблиц норм затрат, вы можете изменить затраты ресурсов для назначения, используя другую таблицу норм затрат. Чтобы изменить таблицу норм затрат для конкретного назначения, в представлении Использование задачи выберите ресурс, который назначен задаче, затем щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выбрать Информация . На вкладке Стоимость в списке Таблица норм стоимости щелкните таблицу норм стоимости, которую вы хотите использовать.

  • Если вы регулярно используете таблицы норм затрат, добавьте столбец Таблица норм затрат в представление Использование задачи , чтобы просмотреть и выбрать таблицу ставок назначения.

Введите фиксированную стоимость для задачи или проекта

Фиксированные затраты назначаются задаче и используются для планирования и учета затрат на задачи, которые возникают в дополнение к затратам, возникающим из назначенных ресурсов.Фиксированные затраты применяются к задаче, а не к ресурсу.

  1. Выберите Просмотр > Диаграмма Ганта .

  2. Выберите Таблицы > Стоимость .

  3. В поле Имя задачи выберите задачу с фиксированной стоимостью.

  4. В поле Фиксированная стоимость введите значение стоимости.

Совет: Вы можете использовать значение Начисление фиксированных затрат для управления реализацией фиксированных затрат, а также можете использовать назначения Использовать ресурс затрат для более точного управления затратами.

Вы также можете ввести фиксированные затраты для всего проекта, что вы можете выбрать, если вас интересуют только общие затраты по проекту (а не затраты на уровне задачи), или если вы хотите добавить накладные расходы проекта (например, стоимость коммунальных услуг).

  1. На вкладке Формат установите флажок Сводная задача проекта .

  2. Введите стоимость проекта в поле Фиксированная стоимость для итоговой задачи проекта.

Введите затраты для затратного ресурса

Затратный ресурс позволяет применить затраты к задаче, назначив этой задаче элемент затрат (например, капитальные затраты на оборудование или переменные затраты, такие как авиабилеты или проживание).В отличие от фиксированных затрат, вы можете применить к задаче любое количество затратных ресурсов. Ресурсы затрат дают вам больше контроля при применении различных типов затрат к задачам.

Перед вводом стоимости для затратного ресурса необходимо создать затратный ресурс:

  1. Выберите Просмотр > Ресурсный лист .

  2. В поле Имя ресурса введите имя затратного ресурса (например, Жилье), а затем щелкните правой кнопкой мыши, чтобы выбрать Информация .

  3. В диалоговом окне Resource Information на вкладке General выберите Cost в списке Тип , а затем нажмите OK .

После создания затратного ресурса его можно назначить задаче. После назначения затратного ресурса задаче вы можете ввести затраты для назначения ресурсов с помощью представления «Использование задачи».

  1. Выберите Просмотр > Использование задачи .

  2. Дважды щелкните задачу, которой назначен ресурс затрат, чтобы открыть диалоговое окно Информация о задаче .

  3. Щелкните вкладку Resources , введите значение стоимости в поле Cost , а затем щелкните OK .

Когда стоимость применяется с использованием затратного ресурса, назначенного задаче, количество затратного ресурса может варьироваться в зависимости от того, как используется затратный ресурс.

Примечания:

  • В отличие от фиксированных затрат ресурсы затрат создаются как тип ресурса, а затем назначаются задаче.

  • В отличие от рабочих ресурсов, к затратным ресурсам нельзя применить календарь. Однако, если вы назначаете затратный ресурс задаче и добавляете значение валюты на определенную дату, выходящую за пределы текущей даты начала или окончания задачи, Project корректирует дату, чтобы включить дату назначения затратного ресурса.Например, если у вас есть задача, которая начинается 1 августа и заканчивается 15 августа, и вы назначаете ресурс затрат со значением 500 долларов США 21 августа, конечная дата задачи будет скорректирована на 21 августа, чтобы отразить затраты. назначение ресурсов.

  • Если вы оценили несколько значений для затратного ресурса за период времени, а фактические значения отличаются от оценок, Project заменяет оценки фактическими. Такое поведение стоимостных ресурсов отличается от других типов ресурсов, поскольку стоимостные ресурсы не привязаны к фактическим трудозатратам.

  • Валютная стоимость затратных ресурсов не зависит от объема работы, выполненной над задачей, которой они назначены.

  • Затраты, внесенные в график проекта, не так защищены, как затраты, введенные в систему учета проекта. Бывают ситуации, когда затраты могут измениться в зависимости от изменений в задаче-владельце. Если продолжительность задачи изменяется, возможно, что со временем изменится распределение затрат.

Введите ставку для материального ресурса

  1. Выберите Просмотр > Ресурсный лист .

  2. Если вы не видите таблицу ввода, щелкните View > Tables > Entry .

  3. В поле Имя ресурса выберите материальный ресурс или введите новое имя материального ресурса.

  4. Если это новый материальный ресурс, выполните следующие действия:

    • Выберите Материал в поле Тип .

    • Введите название единицы измерения в поле Материал , например лит (для литров), куб. м (для кубометров), или шт., (для каждого).

  5. В Std.Поле «Оценить », введите ставку.

Для каждого материального ресурса можно ввести несколько ставок:

  1. Дважды щелкните ресурс, чтобы открыть диалоговое окно Информация о ресурсе , а затем щелкните вкладку Стоимость .

  2. В разделе Таблицы норм стоимости щелкните вкладку A (По умолчанию) , а затем введите ставку в столбце Стандартная ставка .

  3. В следующей строке введите значение или процентное изменение от предыдущей ставки в столбце Стандартная ставка . Например, введите + 10% , чтобы указать, что ставка увеличилась на 10% по сравнению с предыдущей.

  4. В столбце Effective Date введите дату, когда изменение курса вступит в силу.

  5. Чтобы ввести дополнительные наборы ставок, щелкните вкладку B и затем повторите шаги 2–4.

Примечания:

  • Введите нормы материальных ресурсов, если вы хотите, чтобы Project рассчитывал затраты на материальные ресурсы на основе норм материальных ресурсов. Например, чтобы назначить задаче материальный ресурс с именем цемент, цена за единицу которого составляет 100 долларов США за тонну, в поле Тип выберите тип ресурса Материал , а затем введите или выберите имя ресурса Цемент , этикетка Тонны , а стандартная ставка $ 100 .

  • Введите несколько ставок для материального ресурса, если вы работаете с несколькими сортами материала или если вам необходимо включить изменения ставок материала в определенные даты. Например, вы можете использовать вкладки Таблица норм стоимости , чтобы ввести ставки для различных сортов ковров и включить увеличение стоимости или скидки, которые вы ожидаете в определенное время в течение проекта.

Введите стоимость использования для материального ресурса

  1. Выберите Просмотр > Ресурсный лист .

  2. Если вы не видите таблицу ввода, щелкните View > Tables > Entry .

  3. В поле Имя ресурса выберите материальный ресурс или введите новое имя материального ресурса.

  4. Если это новый материальный ресурс, выберите Материал в поле Тип .

  5. Если это новый материальный ресурс, введите название единицы измерения в поле Метка материала , например лит (для литров), куб. м (для кубометров), или шт., (для каждого).

  6. В поле Стоимость / использование введите значение стоимости.

Вы можете ввести более одной стоимости использования для каждого ресурса:

  1. Если это новый материальный ресурс, выберите Материал в поле Тип .

  2. Введите название единицы измерения в поле Материал .

  3. Дважды щелкните ресурс, чтобы открыть диалоговое окно Информация о ресурсе , а затем щелкните вкладку Стоимость .

  4. В разделе Таблицы норм стоимости щелкните вкладку A (по умолчанию) , а затем введите значение стоимости в столбце Стоимость использования .

  5. В следующей строке введите значение или процентное изменение предыдущей стоимости в столбце Стоимость использования .

  6. В столбце Дата вступления в силу введите дату, когда изменение стоимости вступит в силу.

  7. Чтобы ввести дополнительные наборы затрат на использование, щелкните вкладку B и затем повторите шаги 4–6.

Примечания:

  • Введите одну стоимость за использование для материального ресурса, если вы хотите ввести только одну стоимость за использование для этого материального ресурса и не хотите включать будущие изменения затрат.

  • Введите несколько затрат на использование для материального ресурса, если вы хотите ввести несколько затрат на использование для этого ресурса или включить будущие изменения стоимости материала на использование.

Ввести фактические затраты вручную

Вы хотите ввести фактические затраты, но обнаруживаете, что не можете этого сделать. Это связано с тем, что Project автоматически рассчитывает фактические затраты на основе фактически накопленной работы или материалов, израсходованных на выполнение задач.

Фактические затраты по назначенным задачам, которые были завершены (оставшиеся трудозатраты равны нулю), можно ввести в любом ракурсе, к которому применена таблица затрат.

Чтобы вводить или редактировать фактические затраты вручную, когда работа еще продолжается, отключите автоматический расчет фактических затрат.

  1. Выберите Файл > Параметры > Расписание .

  2. В разделе «Параметры расчета для этого проекта » снимите флажок « Фактические затраты всегда рассчитываются с помощью поля Проект ».

Устранение неполадок

Проблема: Ресурсы, назначенные задаче проекта, имеют связанные затраты, но общие затраты для назначений ресурсов имеют нулевое значение.

Причина: Возможно, к вашей задаче применена неправильная таблица норм затрат.

Разрешение:

  • Убедитесь, что все ресурсы назначены задачам. Обратите внимание, что затраты рассчитываются только после назначения ресурсов задачам.

  • Проверьте таблицу норм затрат, которую вы применили к задаче. Возможно, была применена таблица норм затрат, которая не содержит ставок.Вы можете изменить таблицу норм затрат для назначения ресурса.

    1. Выберите Просмотр Использование задачи .

      В представлении «Использование задач» ресурсы сгруппированы по задачам, которым они назначены.

    2. Дважды щелкните ресурс, назначенный задаче, для которой вы хотите проверить связанную таблицу норм затрат.

    3. В диалоговом окне Информация о назначении в списке Таблица норм стоимости убедитесь, что таблица норм стоимости соответствует задаче.

Проблема: После ввода норм затрат и фиксированных затрат на ресурсы вы не можете ввести фактические затраты.

Причина: По умолчанию Project автоматически рассчитывает фактические затраты в соответствии с фактически накопленными трудозатратами или материалами, израсходованными по задачам. Если вы хотите отредактировать информацию о фактических затратах, вам необходимо отключить автоматический расчет фактических затрат.

Примечание: Если назначение задачи выполнено (оставшиеся трудозатраты равны нулю), фактические затраты для назначения могут быть введены в любом ракурсе, к которому применена таблица затрат.

Разрешение:

  1. Выберите Файл > Параметры > Расписание .

  2. Снимите флажок Фактические затраты всегда рассчитываются с помощью флажка Проект .

Добыча песка: 1. Введение

Введение

Песок и гравий широко используются в строительстве. в подготовка бетона, на каждую тонну цемента, строительная промышленность нужно примерно в шесть-семь раз больше тонн песка и гравия (USGS, 2013b). Таким образом, использование заполнителей для бетона в мире может быть оценивается в 25.9–29,6 млрд тонн в год только за 2012 год. Эта продукция представляет собой достаточно бетона, чтобы построить стену длиной 27 метров. высотой 27 метров в ширину по экватору. Агрегаты также способствуют 90% асфальтовых покрытий и 80% бетонных дорог и спрос на агрегаты происходят из широкого круга других секторов, в том числе производство стекла, электроники и воздухоплавания.К этому добавлены все агрегаты, используемые при мелиорации земель, застройке береговой линии и дорогах набережные (по которым мировая статистика недоступна), плюс 180 миллионов тонн песка используется в промышленности.

Этот песок и гравий добываются во всем мире и составляют самую крупную объем твердого материала, добываемого во всем мире, и наибольший объем сырье, используемое на земле после воды (около 70-80% от 50 млрд тонн добытого материала / год).Образовано эрозионными процессами более тысячи лет, теперь их добывают со скоростью, намного превышающей их обновление.

Несмотря на нашу растущую зависимость от колоссального количества песка и используемый гравий, а также значительное негативное воздействие, которое их оказывает влияние на окружающую среду, этот вопрос в основном игнорируется политиками и остается в значительной степени неизвестным широкой публике.Действительно, отсутствие глобальных данных по добыче агрегатов делает экологические оценка очень сложна и способствовала недостаточной осведомленности об этом вопросе. Как следствие, существует большое расхождение между масштаб проблемы и осведомленность общественности о ней.

Где и сколько добывается песка и гравия?

Объем добычи растет экспоненциально, в основном в результате быстрого экономического роста в Азии и, как следствие, строительного бума.По самым скромным подсчетам, 40 миллиардов. тонн / год для мира потребление заполнителей в два раза превышает годовое количество переносимых наносов по всем рекам мира. Спрос на цемент со стороны Китая увеличился экспоненциально на 430% за 20 лет, в то время как в остальном мире увеличился на 60%. Удивительно, но достоверные данные об их добыче в некоторые развитые страны доступны только в последние годы.Песок до недавнего времени добывался в карьерах и руслах рек; однако переход к морским и прибрежным добыча агрегатов произошла из-за сокращения внутренних ресурсов. Речные и морские агрегаты в настоящее время являются основными источниками для строительства и рекультивация земель.

Песок, который встречается в большинстве пустынь, парадоксальным образом непригоден для бетон и рекультивация земель, так как процесс ветровой эрозии зерна, которые плохо связываются.С другой стороны, морской агрегат должен быть тщательно промываем, чтобы удалить соль. Если натрий не удаляется из морской агрегат, построенная из него конструкция может рухнуть через несколько десятилетия из-за коррозии его металлических конструкций. Для бетона, гравий в потоке требует меньше обработки и дает высококачественный материал.

Каковы основные проблемы при добыче песка?

Негативное воздействие на окружающую среду однозначно и имеет место вокруг света. Извлекаемый объем оказывает большое влияние на реки, дельты и прибрежные и морские экосистем, добыча песка приводит к потеря земли из-за речной или береговой эрозии, понижения уровня воды стол и уменьшается количество поступающего осадка.Таблица 1 суммирует некоторые из наблюдаемых ударов.

Таблица 1: Краткое изложение основных последствий извлечения агрегаты
Удары по Описание
Биоразнообразие Воздействие на связанные экосистемы (для пример рыболовства)
Земельные потери Как внутренние, так и прибрежные из-за эрозии
Гидрологическая функция Изменение расхода воды, регулирование паводков и морские течения
Водоснабжение Из-за понижения уровня грунтовых вод и загрязнения
Инфраструктура Повреждения мостов, набережных рек и прибрежной полосы. инфраструктуры
Климат Непосредственно через транспортные выбросы, косвенно через цемент производство
Пейзаж Береговая эрозия, изменения дельтовых структур, карьеры, загрязнение рек
Экстремальные явления Снижение защиты от экстремальных явлений (наводнение, засуха, штормовой нагон

Добыча влияет на биоразнообразие, мутность воды, уровни грунтовых вод и ландшафт и по климату.Есть также социально-экономические, культурные и даже политические последствия. Проблема сейчас настолько серьезна, что существование речных экосистем находится под угрозой в ряде мест повреждения были более серьезными на небольшой реке водосборы. То же самое относится к угрозам бентосные экосистемы из морская добыча. В В некоторых крайних случаях добыча морских агрегатов изменилась международные границы, например, из-за исчезновения песка острова в Индонезии.

Добыча песка и гравия также оказывает влияние на климат. Имеет прямой воздействие через парниковый газ выбросы как от самого процесса добычи, так и от транспорта, иногда на большие расстояния добываемых материалов. Он также имеет косвенное воздействие от производства цемента для использования в бетоне вместе с песком и гравием: на каждую тонну цемента в среднем 0.9 тонн углекислый газ. Выбросы 1,65 миллиарда тонн диоксида углерода были оценены из производство цемента только в 2010 г. (около 5% от общего объема парниковых газов). выбросов) и общие выбросы углерода от цемента составляют около 30 миллиард тонн углекислого газа.

Несомненно отсутствие глобального мониторинга добычи агрегатов. способствует разрыву в знаниях, что приводит к отсутствию действие.

Каковы конкретные негативные последствия добычи морского песка?

Добыча морских агрегатов значительно увеличивается и хотя последствия субстрата добыча скрыта, они огромны. Добыча морского песка оказывает влияние по флоре и фауне морского дна. Дноуглубительные работы и извлечение заполнителей из придонная (морское дно) зона уничтожает организмы, среду обитания и экосистемы.Это глубоко влияет состав биоразнообразия, обычно приводит к чистому снижению биомассы и численности фауны или сдвиг в видовом составе. Долгосрочное выздоровление возможно только там, где восстанавливается первоначальный состав донных отложений.

Агрегатные частицы, которые слишком штраф для использования отклоняются дноуглубительными катерами, выделяя обширную пыль шлейфы и изменение мутности воды, что приводит к значительным изменениям в водные среды обитания на больших территориях.

Вставка: Примеры Дубая и Сингапура

Какое влияние оказывает на прибрежную и внутреннюю эрозию?

Эрозия возникает в основном в результате прямого удаления песка с пляжей, в основном через незаконную добычу песка. В Марокко контрабандисты песка изменили большой пляж в скалистый пейзаж.Также может возникнуть эрозия косвенно, в результате прибрежных морские дноуглубительные работы агрегатов, или в результате добычи песка в реках. Дамба и добыча снизились доставка наносов из рек во многие прибрежные районы, что приводит к ускоренная эрозия пляжа. Береговая добыча песка в прибрежных дюнных системах также может привести к длительной эрозии, иногда до 0.От 5 до 1,5 метров год.

Повышение среднего мирового уровня моря, которое, как ожидается, достигнет 0,25-0,5 метров к 2100 году при оптимальном сценарии (сокращение 70% Выбросы парниковых газов) особенно актуален для малых островных государств, где варианты отступления ограничены. На Мальдивах, чтобы укрепить столицу Мале, большой количество песка импортируется для использования в строительстве более высоких башен и береговая охрана.Песок добывается с прибрежных песчаных островов. Как ни парадоксально, пески, добытые для защитных мер в Мале, приводят к опусканию этих других островов, увеличивая потребность переместить их населения.

Добыча песка привела к углублению и расширению озера Поянху. канал, крупнейший пресноводный озеро в Китае и биоразнообразие заповедник исключительной важности, и к увеличению воды слив в Янцзы Река.Это могло повлиять на понижение уровня воды в озере, который достиг исторически низкого уровня в 2008 году.

Какое влияние оказывает добыча песка на биоразнообразие внутренних водоемов и реки?

Добыча агрегатов в реках может оказывать влияние на загрязнение и изменить уровень кислотности воды (pH). Удаление наносов из реки приводит к тому, что река перерезает свое русло через дно долины (или разрез канала) вверх по течению и ниже по течению от места добычи.Это приводит к огрубению ложа материал и нестабильность бокового канала. Может изменить русло сам.

Разрез может также вызывать аллювиальный водоносный горизонт дренировать в нижний уровень, что приводит к потере хранилища водоносного горизонта. Это также может увеличить частота и интенсивность наводнений за счет снижения способности регулирования паводков.Однако понижение уровня грунтовых вод больше всего угрожает водоснабжению, усугубляя возникновение и интенсивность засух, поскольку притоки основных реки высыхают, когда добыча песка достигает определенного пороги.

Есть ли экономические последствия, связанные с добычей песка?

Туризм может пострадать из-за эрозии пляжей. Песок часто удаляют от пляжей до отелей, дорог и других объектов, связанных с туризмом. инфраструктура.В некоторых местах продолжение строительства может привести к неустойчивой ситуации и разрушение главной природной достопримечательности для посетителей — пляжей самих себя.

Рыболовство — как традиционное, так и коммерческое — может быть затронуто уничтожение донной фауны и сельское хозяйство может пострадать из-за потери сельскохозяйственных земель из-за речная эрозия и понижение уровня грунтовых вод.Страховой сектор влияет на обострение воздействия экстремальных явлений, таких как наводнения, засухи и штормовые нагоны из-за снижения защиты пляжей. Эрозия прибрежных территорий и пляжи влияют на дома и инфраструктуру, поскольку снижает нагрузку на кровати или укорочение русла может вызвать эрозию ниже по течению, включая береговую эрозия и подрезание или подрыв инженерных сооружений такие как мосты, боковые защитные стены и конструкции для водоснабжения.

Что можно сделать, чтобы уменьшить проблемы?

За счет снижения расхода песка

Один из способов — снизить расход песка за счет оптимизации использования существующие здания и инфраструктура. Переработанная строительная и карьерная пыль материал может быть заменителем песка.Несмотря на очень высокую стоимость минералы, содержащиеся в песке, в основном он используется для бетона или закапывается под автомагистралями. Бетонный щебень следует переработать, чтобы избежать использования агрегаты, по крайней мере, для некачественного использования. Переработка стеклянных бутылок будет также снизить расход песка. Также доступны заменители песка. Карьерная пыль может использоваться для замены песка в общем бетоне. конструкции.Замена песка до 40% золы мусоросжигательного завода обладает более высокой прочностью на сжатие, чем обычные цементные растворы. Некоторые можно использовать песок пустыни, если смешать его с другим материалом.

Существуют также альтернативы бетону для строительства домов, в том числе дерево, солома и переработанный материал. Однако нынешнее здание промышленность ориентирована на конкретные ноу-хау и оборудование.Обучение архитекторы и инженеры, новые законы и постановления, а также положительные необходимы стимулы, чтобы начать сдвиг в сторону снижения нашей зависимости от песок. Для строительства необходимо использовать возобновляемые и переработанные материалы. дома и дороги.

Установив налоги на добычу агрегатов для создания стимулов на альтернативах

Текущая ситуация будет продолжаться до тех пор, пока не начнется добыча песка. правильно оценены и облагаются налогом, чтобы другие варианты стали экономичными жизнеспособный.Потому что песок еще очень дешевый — сам песок свободно доступный; покрывать только затраты на добычу — мало или отсутствие стимула к изменению нашего потребления.

Альтернативные источники песка и гравия, например накапливающиеся в нижней части плотин, также может быть целью. большое количество воды сусло регулярно освобождаться от плотин, чтобы избавиться от агрессии; хотя в настоящее время больше дорого, эти агрегаты можно было извлекать из плотин.Их использование решит проблему их накопления, что приведет к снижение способности плотин накапливать воду и может привести к повреждению плотин. забиты водозаборники.

За счет снижения негативных последствий добычи

Воздействия на окружающую среду при добыче полезных ископаемых можно избежать, если была рассчитана годовая нагрузка на пласт и ограничена добыча агрегатов. до этого значения или меньше.Необходимо изучить местную среду, чтобы определить пределы допустимых изменений.

Какие нормативные инициативы следует применять для решения проблем?

Торговля песком — прибыльный бизнес, и есть доказательства незаконного торговля, как, например, в случае с влиятельными мафиями в Индии и в Марокко, половина песка — 10 миллионов кубометров в год — поступает из незаконная добыча прибрежного песка.

Отсутствие надлежащей научной методологии добычи речного песка привело к неизбирательной добыче песка при слабом управлении и коррупции привели к широкому распространению незаконной добычи полезных ископаемых. Отсутствие адекватной информации ограничивает регулирование добычи во многих развивающихся странах. Доступ к данным затруднен, и данные не стандартизированы.Там есть ограниченное сотрудничество / координация между морские научные исследования предприятия и промышленность судовых агрегатов. За исключением Европейский Союз, усилия по регулированию немногочисленны, особенно в развивающихся странах. страны. Отсутствие систем мониторинга, регуляторной политики и оценки воздействия на окружающую среду привели к неизбирательной добыче полезных ископаемых, причинение серьезного ущерба окружающей среде и связанных с этим экосистемные услуги.

Поскольку эта проблема является одной из основных, необходимо исследовать. Внедрение механизма мониторинга глобальной совокупная добыча и торговля пролили бы свет на величину эту проблему и восполнить существующий пробел в данных и знаниях. Это бы также поднимет этот вопрос в политической повестке дня и, возможно, приведет к международная основа для улучшения управления добычей, поскольку текущая уровень политической озабоченности явно не соответствует срочности ситуация.

Хотя для политических лидеров крайне важно принимать соответствующие меры мер, добыча агрегатов еще не достигла своего политического повестка дня. Это в первую очередь потому, что потеря песка еще не достигла уровня дефицита, который может угрожать экономике. Немногие меры, если таковые имеются, внедряются, за заметным исключением Европейского Союза, и, в частности, Соединенное Королевство.Пока нет международных конвенций регулировать добычу, использование и торговлю наземным песком (песчаный карьер, совокупность рек и озер), Конвенция ООН о праве the Sea, 1982 (UNCLOS) предусматривает разграничение морских зон и регулирует права и обязанности в отношении использования, развитие и сохранение этих зон, в том числе добыча ресурсов.Если ряд существующие региональные конвенции по морская охрана, непосредственно или косвенно, ссылки на совокупную эксплуатацию, управление не согласованы и включают несколько уровней нормативных положений между национальными и международные конвенции.

Таким образом, существует потребность в регулировании добычи песка как в национальных и международные воды, и это должно быть разрешено только после звука научная оценка показывает, что влияние на среда.Больше внимания замене и устойчивое использование ресурса может резко снизить воздействие на окружающую среду. Другие действия политики включают введение научных работ по добыче полезных ископаемых, за которыми следует экологическое восстановление.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены.