MIT отлил в тканевой форме балку длиной около 10 футов: отклонение от расчёта около 2%

Инженеры Массачусетского технологического института залили бетон в сшитую тканевую форму и получили балку с открытыми пустотами там, где сплошной бетон не требовался, сообщает knowridge.com. Опытная балка длиной около 10 футов вела себя в пределах примерно 2% от компьютерного прогноза команды knowridge.comknowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗. Работа опубликована в Journal of Building Engineering.

Конструкция балки и тканевая форма

Бетонные балки часто делают простой прямоугольной формы, потому что формы с прямыми стенками легко изготовить. Балка иногда справляется с той же задачей при меньшем расходе бетона, если больше материала приходится на места, несущие нагрузку. При производстве цемента выделяется много углекислого газа, поэтому балка с меньшим расходом бетона могла бы снизить потребность в материале, если её можно изготавливать надёжно и она отвечает тем же требованиям, что и обычная.

Исследователи объединили два подхода к проектированию. Один определял, где разместить стальную арматуру, воспринимающую растягивающие усилия. Другой определял, где можно убрать бетон без потери заданных характеристик. В итоге получилась конструкция со сплошной верхней частью, узкими наклонными ножками и тонким участком внизу под сталь. Компьютерная программа превратила эту форму в плоские куски ткани, которые выкроили и сшили.

Жидкий бетон давит на ткань и меняет её форму. Программа учитывала это смещение, чтобы при заполнении ткань легла ближе к нужной форме knowridge.comknowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗.

Бетонная смесь и результаты заливки

Сам бетон тоже пришлось подбирать. Жидкая смесь могла терять воду через ткань или чрезмерно деформировать форму. Смесь с высоким содержанием песка и мелким щебнем помогла бетону пройти по узким каналам. Рабочие могли снаружи сжимать и простукивать ткань, чтобы продвинуть смесь на место и выпустить захваченный воздух.

Готовые балки вышли без крупных складок, хотя низ немного провис, а наклонные ножки сместились внутрь. Испытание показало, насколько близко отклик балки совпал с прогнозом в изученных условиях. Оно же показало, где можно улучшить выкройку или процесс заливки, чтобы готовая форма точнее следовала проекту.

Сшитые формы можно складывать и перевозить, поэтому с ними проще обращаться, чем с громоздкой опалубкой из дерева или стали knowridge.comknowridge.comknowridge.comОткрыть источник ↗. Прежде чем метод получит широкое применение, исследователям предстоит проверить, как балки ведут себя со временем и остаётся ли процесс заливки стабильным на строительной площадке.