Отливы бетонные: Отливы Из Бетона На Заказ: Цены, Изготовление

08.05.197430.09.2022 alexxlab 0 Комментариев

Содержание

Бетонные подоконники и отливы в Крыму (Симферополе, Севастополе)

Подоконники из художественного бетона в Крыму по приемлемой цене

Технология TERRAZZO используется для изготовления подступней, подступенков облицовочных плит, а также подоконников. Такие элементы станут отличным дополнением к лестничным пролетам и маршам в офисных зданиях, торговых объектах и частных домах. Данные изделия доступны в Крыму.

Особенности и преимущества изделий

Представленные компанией «Архикам» изделия производятся из бетона, который для придания дополнительной прочности укреплен арматурой или сеткой. Благодаря этому, указанная продукция отлично выдерживает любые эксплуатационные воздействия. При этом она сохраняет свой первоначальный внешний вид в течение 10 и более лет.

Данная технология TERRAZZO позволяет получать разнообразную продукцию из бетона мозаичного типа. Соответственно, изделия отличаются эффектным внешним видом и прочностью.

Для лучшего понимания, основные особенности и преимущества данных изделий следует рассмотреть подробнее:

Представленные выше подступни, подступенки облицовочные плиты выполнены путем вибрационного литья. Таким образом, бетон изначально максимально уплотняется и приобретает большую прочность;
Для изготовления данных товаров применяется белый или серый цемент, в который добавляется мраморная крошка. Для получения того или иного оттенка цвета, продукция окрашивается соответствующим красящим пигментом;
Все модели проступни отличаются фаской полукруглого типа. Такая особенность придает им респектабельный нарядный внешний вид;
Доступны изделия из мраморной крошки различных цветов и фракций. Правильные пропорции и применение качественных материалов предотвращают появление трещин и утраты насыщенности цвета.
Таким образом, указанная продукция отличается долговечностью и эстетичным внешним видом.

Применение

В частных домах, а также коммерческих объектах всех типов имеются лестницы и площадки. При этом наиболее прочные и долговечные изделия изготавливаются из бетона. Однако данный материал стирается, повреждается от эксплуатационных воздействий. Придать ему привлекательный внешний вид и защитить от указанных воздействий можно при помощи облицовочных степеней бренда TERRAZZO.

Изделия не требуют особого ухода, на них не образуется пыль. Они не подвержены разрушению от контакта с влагой и отлично переносят перепады температурных значений и иные воздействия окружающей среды.

Кроме того, указанная продукция отличается более доступной ценой, чем отделка натуральным камнем. При этом она не уступает камню по прочности и красоте. Технология TERRAZZO используется для изготовления проступней, облицовочных плит, а также подоконников. Такие элементы станут отличным дополнением к лестничным пролетам и маршам в офисных зданиях, торговых объектах и частных домах. Данные изделия доступны в Крыму.

Особенности и преимущества изделий

Для лучшего понимания, основные особенности и преимущества данных изделий следует рассмотреть подробнее:

Представленные выше ступени, подоконники и укрывные плиты выполнены путем вибрационного литья. Таким образом, бетон изначально максимально уплотняется и приобретает большую прочность;
Для изготовления данных товаров применяется белый или серый цемент, в который добавляется мраморная крошка. Для получения того или иного оттенка цвета, продукция окрашивается соответствующим красящим пигментом;
Все модели отличаются фаской полукруглого типа и полированными торцами. Такая особенность придает им респектабельный нарядный внешний вид;
Доступны изделия из мраморной крошки различных цветов и фракций. Правильные пропорции и применение качественных материалов предотвращают появление трещин и утраты насыщенности цвета.
Таким образом, указанная продукция отличается долговечностью и эстетичным внешним видом.

Применение

В частных домах, а также коммерческих объектах всех типов имеются лестницы и площадки. Число степеней может достигать 18 штук. Пари этом наиболее прочные и долговечные изделия изготавливаются из бетона. Однако данный материал стирается, повреждается от эксплуатационных воздействий. Придать ему привлекательный внешний вид и защитить от указанных воздействий можно при помощи облицовочных степеней бренда TERRAZZO.

Кроме того, указанная продукция отличается более доступной ценой, чем отделка натуральным камнем. При этом она не уступает камню по прочности и красоте.

Как выбрать отливы для забора и для чего они нужны

Отливы для забора — довольно простая конструкция. Это своеобразный «козырёк», который устанавливается над защищаемым объектом, оберегая его от влияния атмосферных осадков. Таким образом, вода или снег попадают не на сам забор, а на крышку, скатываются по ней, а затем падают на землю.

Назначение

Как правило, забор устанавливают на специально возведённый для этого фундамент. Если вы хотите сделать бетонное основание для ограждения, то для него тоже необходимо организовать дренажную систему. Иначе вся вода, которая скатывается с отливов, будет скапливаться около фундамента и подмывать его. Со временем это приведёт к разрушению цементной кладки и самого забора. Необходимо понимать, что сами по себе крышки не спасут от воды, если на участке не оборудованы ливнёвки.

Помимо защиты от осадков, отливы для забора становятся ещё и декоративным элементом. Если крышка подобрана по цвету, стилистике внешнего оформления дома и ограды, она будет гармонично дополнять общую композицию, делая её более завершённой. Кроме того, «козырьки» защищают от различных механических воздействия, оберегая кирпичную кладку ограждения от сколов.

К слову, отливы можно устанавливать не только на заборы. Их используют для окон, фундаментов. Конечно, цель та же — защитить конструкцию от разрушающего воздействия осадков.

Какие бывают отливы

Сейчас существует немало видов отливов для забора. Они различаются по форме, размерам, цвету и т.д. Но основное отличие моделей кроется в материале, из которого они изготовлены. Крышки могут быть из:

оцинкованного железа;
профилированного железа;
стали, покрытой полимером;
бетона;
меди или алюминия;
дерева;
высокопрочного пластика.

Сейчас деревянные «козырьки» практически не используются, хотя раньше встречались довольно часто. Конечно, они не могли служить долго из-за быстрого разрушения под воздействием влаги. Даже выкрашенные специальными составами крышки не выдерживали длительного пребывания под воздействием солнца и воды. В них быстро заводились грибки, плесень, что приводило к гниению и последующему разрушению.

Оцинкованное железо тоже используется всё реже. Этот материал не слишком хорошо противостоит коррозии. Хотя сам по себе материал достаточно прочен, легко поддаётся гибке, но спустя некоторое время под слоем оцинковки скапливается влага. В результате железо ржавеет и разрушается.

Стальные отливы с полимерным покрытием имеют отличные эксплуатационные характеристики, хорошо противостоят влаге, долговечны. Однако главный их минус — высокая цена. Далеко не каждый владелец участка готов отдавать круглую сумму за крышки для забора. Наиболее популярные и недорогие отливы сегодня — сделанные из профнастила. Поэтому стоит рассказать о них подробнее.

Отливы из профилированного железа

Основные преимущества таких козырьков:

Высокая прочность. Крышки выдерживают даже продолжительные механические воздействия.
Простота установки и использования. Чтобы смонтировать такую крышку, не требуется специальное оборудование, достаточно стандартных строительных инструментов.
Длительность использования. Профнастил служит годами без утраты своих свойств.
Небольшой вес. «Козырьки» легко устанавливать и транспортировать.
Устойчивость к атмосферным осадкам, химическим воздействиям и т.д.
Простота ухода: никаких особый действий не требуется.
Возможность изготовить крышки любой формы. Из профилированного железа можно сделать отливы любого вида, отчасти ещё и поэтому они так популярны.

Выбор отлива для забора

Если вы не уверены, какая крышка вам подойдёт, лучше обратиться за консультацией к специалистам. Чаще всего для загородных домов выбирают «козырьки» следующих форм:

«Домик» — устанавливается на верхней части ограждения, имеет форму, напоминающую скат крыши дома. Вода по такому «козырьку» без проблем стекает вниз. Именно такие модели чаще устанавливают на заборы из кирпича.
П-образной формы — обычно устанавливаются на фундамент. Есть варианты, которые крепятся саморезами, а есть модели для фиксации на жидких гвоздях. Некоторые разновидности и вовсе можно монтировать прямо в кирпичную кладку, однако при необходимости замены возникнут сложности.

При выборе отлива следует учитывать и толщину листа, из которого он изготовлен. Толстые листы более долговечные, но и более тяжёлые, сложнее поддаются гибке.

Необходимо также точно рассчитывать ширину и длину настила. Стыков при этом должно быть как можно меньше, ведь через них под крышку будет проникать вода. По ширине «козырёк» должен выступать за пределы забора, чтобы вода скатывалась не на фундамент.

При проектировании ограждения для своего участка позаботьтесь о его защите от осадков. Так ограда не потребует ремонта или замены в течение долгих лет.

Отливы для цоколя фундамента своими руками

Содержание

1 Для чего нужны отливы
2 С чего сейчас можно сделать отлив фундамента
3 Установка отливов на цоколи зданий
4 Технология установки отлива фундамента

Отливы для цоколя фундамента устанавливают для защиты цокольной части выступающей несущей строительной конструкции частного дома. Достаточно часто монтаж отливов проводят своими руками учитывая декоративные особенности строения. Защитные козырьки могут быть пластиковые под сайдинг, оцинкованные металлические, стальные, из нержавейки или бетонные в зависимости от дизайна строения.

Каждый фундамент получает большую нагрузку со стороны самого здания и почвы. Но такие нагрузки можно рассчитать и прогнозировать. Есть ряд воздействий, которые тяжело прогнозировать, но результаты воздействия на фундамент могут привести к медленному, но безвозвратному, разрушению конструкции.

Пример отлива

Речь идет о дождевой воде, спонтанных грунтовых вод поверхностного залегания, а также снега и льда. Если вода впитается в фундамент, а потом там замерзнет, то, за счет внутреннего расширения льда произойдет деформация внутреннего пространства основания и лед выдавит бетон.

В результате начнется внутреннее разрушение фундамента. Чтобы этого не произошло, нужно на уровне цокольного этажа делать отливы фундамента. Сделать монтаж отливов можно своими руками с различных материалов, при этом обеспечивается защита основания от воздействия вредных внешних агрессивных сред.

Для чего нужны отливы

Цокольный отлив

Их можно встретить на практически любых типах фундамента, где есть специально построенный и оборудованный цоколь.

Он может отличаться конструкцией, размерами и материалом выполнения, а главное его назначение – это минимизировать воздействие дождевой воды. Есть заводские отливы, производимые в промышленных масштабах, они состоят из сборных конструкций. А можно их сделать непосредственно на строительной площадке своими руками с подручных материалов.

Отливы не только предохраняют цоколь от дождевой воды. Это элемент декора, а также специальная конструкция, предохраняющая основание от преждевременного разрушения. Поэтому, отлив нужен любому фундаменту независимо от глубины залегания и типа.

С чего сейчас можно сделать отлив фундамента

Отлив с полимерным покрытием

На данный момент самыми популярными на рынке остаются легкие пластиковые и массивные металлические отливы. Все они имеют практически одинаковую конструкцию, но отличаются массой, размерами и способом монтажа.

Металлические конструкции сейчас встречаются чаще, чем пластиковые. Это связано с отличными эксплуатационными характеристиками материала, ведь там используется оцинкованная сталь, покрытая несколькими слоями специальных полимеров. Особенности металлических отливов:

Небольшая стоимость конструкции;
Практичность;
Выбор размеров;
Простота монтажа;
Прочность;
В некоторых компаниях можно подобрать конструкции с пользовательскими размерами;

Металлические конструкции стойкие к осадкам всех типов, даже к кислотным дождям.

Ключевой недостаток таких отливов – это их высокая шумность и сложность монтажа сборных элементов. Для их герметичного соединения нужно использовать пневматический пистолет с алюминиевыми заклепками, а также специальные резиновые уплотнители.

Пластиковые отливы для фундамента

Такими недостатками не отличаются пластиковые отливы. Они бесшумные, не подвержены всем видам коррозии, а соединение можно сделать своими руками обычной паяльной лампой или промышленным феном за счет плавления соединительных кромок. Также пластик имеет и другие преимущества:

Материал долговечен, при правильном монтаже прослужит десятилетия;
Прочный на разлом, но при этом и гибкий;
Способен выдерживать огромные нагрузки деформацию;
Стойкий к ультрафиолетовому свету.

Это два ключевых и самых популярных материала, с которых сейчас производятся отливы фундаментов. Но есть также и другие материалы, с которых они производятся.

Но это уже более защитно-декоративные изделия, используемые при внешнем обустройстве цоколей:

Медные. Это дорогие изделия, производятся с листовой меди, поэтому и не пользуются особенной популярностью. Но этот материал отличается высокой износостойкостью и даже под влиянием кислорода воздуха меняют только свой цвет, но не эксплуатационные характеристики.
Алюминиевые – выдерживают длительные минусовые температуры и повышенную влажность. Но, если разрушить внешний защитный слой алюминия, тогда внутри начнется медленное разрушение металла.
Бетонные. Самые прочные и надежные, способны выдержать большие массы мокрого снега, производятся с качественного бетона.

Установка отливов на цоколи зданий

Монтаж таких защитных конструкций имеет ряд особенностей. Проводить установку отливов нужно до окончания отделочных работ цоколя.

Если отлив нужно делать после финишной отделки, тогда покрытие разрушится и его устанавливать придется заново.

К тому же далеко не каждый может сделать отлив своими руками, хотя тут нет ничего сложного. С другой стороны, в некоторых случаях без помощи квалифицированного специалиста не обойтись. При монтаже отлива нужно придерживаться ряда рекомендаций:

Крепление конструкции проводится после облицовки цоколя, но до начала внешних работ со стенами;
Перед установкой отлива цоколь нужно покрыть герметиком, который будет дополнительно защищать фундамент от влаги.
Тут лучше использовать битумную мастику или смолу, но в некоторых случаях оправдано использование рубероида.
Конструкция имеет два ключевых элемента, устанавливать которые нужно правильно. Крепежный изгиб монтируется строго параллельно стене, а кромка герметизируется. Полка отлива устанавливается под некоторым расчетным углом в сторону от цоколя, чтобы обеспечить максимально качественный стол дождевой воды;
Отлив устанавливается только горизонтально по всему периметру цоколя. Любые отклонения от горизонтали недопустимы. Если уже получилось сделать своими руками перекосы, тогда их нужно устранить откосами. Для этого устанавливаются горизонтальные направляющие, под которыми с помощью бетонного раствора делаются откосы с углом не менее 15 градусов по отношению к горизонтали.

Технология установки отлива фундамента

Если монтаж отлива своими руками сделан правильно, тогда даже в момент спуска сильного потока воды он не будет прогибаться. А это ключевая характеристика правильной установки и эксплуатации таких декоративных конструкций.

Отливы на кирпичный забор, фундамент – бетонные, металлические

Надежная защита фундамента ограждения от попадания влаги, осадков – один из факторов его долговечности. При правильной установке с такой функцией отлично справляются отливы для забора. Благодаря большому выбору материалов можно найти изделие, которое будет хорошо сочетаться с оградой, по любой цене или сделать его вручную.

Тематический материал:

Кирпичный забор для частного дома
Строительство забора из кирпича и профнастила

Назначение

Отливы монтируют для:

Защиты основания от осадков, грунтовых вод. Они препятствуют размыванию, разрушению бетонного раствора снаружи и попаданию влаги внутрь кладки.
Декорирования. Если подобрать правильное сочетание цвета отливов и ограждения, то композиция будет иметь аккуратный, завершенный вид.
Предотвращения механических повреждений на бетонной, кирпичной поверхности.

Хоть отливы не относятся к обязательным элементам уличных конструкций, строители рекомендуют оснащать ими заборы, имеющие фундамент.

Где устанавливают

Другое название отливов – парапеты. В стандартном виде состоят из полки, капельников по бокам. Крепеж выполняется за счет отгибов, которые находятся перпендикулярно полке.

В зависимости от конструкции фиксируются сверху заборных секций или основания.

На фундамент

Изделие напоминает цокольный козырек, который укладывается вплотную одним из срезов к стене, а другим изогнутым краем покрывает основание.

Если забор будет облицовываться плиткой или камнем, то отливы устанавливать для фундамента нужно потайными саморезами с уплотнительным кольцом.

А облицовку проводить по завершении отделочных работ.

Сверху кирпичного забора

Монтируются вместе с колпаками, придавая конструкции аккуратный вид. По цвету оба типа элементов должны быть одинаковы или контрастно дополнять друг друга.

Но основная функция – защита кладки от попадания внутрь влаги.

Если сразу не закрепить отливы на кирпичный забор, то со временем на материале появятся микротрещины и он начнет крошиться.

Необходимые размеры, формы

Форма бывает стандартной и фигурной.

Популярны:

Домиком. Нужно закреплять на верхнюю часть забора. Осадки беспрепятственно стекают вниз. Подойдет конструкциям из кирпича, камня. Материал отлива – металл с оцинкованным или полимерным покрытием.
Фото: размер парапета подбирается в зависимости от ширины забора
П-образная. Фиксируется на нижнюю часть ограждения – фундамент. Обеспечивает отличный сток воды. Крепится саморезами или монтажным клеем. Допускается установка прямо в кладку цоколя в случае кирпичных, каменных секций. Тогда отливы прослужат дольше, но заменить их будет практически невозможно.

Габариты парапетов подбираются индивидуально в зависимости от используемого материала и толщины стен забора.

Виды отливов

По сырью делятся на несколько типов. Технические характеристики, свойства каждого из них имеют существенные отличия.

Бетонный

Бетонный отлив создается с применением технологии формования. Раствор правильной консистенции разливают по формам и просушивают в специальных камерах. Многие мастера научились делать такие парапеты и в домашних условиях.

Подойдут для массивных заборов с кирпичными, металлическими, каменными, коваными секциями и для декоративных невысоких ограждений.

Фото: бетонный блок предназначенный для сооружения отливов

Из преимуществ:

прочность, долговечность изделия;
сочетаемость со многими материалами;
доступная цена;
выбор цветов.

Недостатки отливов из бетона – тяжелый вес и сложная установка.

Полимерпесчаный

Основное сырье – песок и полиэтилен низкого давления. Выглядит красиво. Популярны фактурные изделия, имитирующие черепицу и не только.

По сроку службы в разы превосходят металлические. Но стоимость полимерпесчаной продукции высока.

Из профнастила

Основа – профилированное железо, покрытое защитным слоем полимеров.

Среди плюсов:

Прочность. Профлисту не страшны механические нагрузки.
Долговечность. При условии целостности покрытия.
Не нуждается в уходе. Чтобы очистить поверхность от загрязнений, достаточно промыть ее водой со шланга.
Легкий вес. Отливы из профнастила удобно транспортировать.
Выбор цветов и форм. Позволяет подобрать парапет, сочетающийся с другими элементами забора.
Удобство монтажа. Работы получится выполнить самому.
Устойчивость к ультрафиолету, влаге, морозу, осадкам, резким перепадам температур.

Фото: конфигурации отливов и парапетов для ограждений

Цены на парапеты из профлиста различны. Все зависит от выбранной толщины металла, производителя.

Деревянный

Отливы из дерева сейчас встречаются редко, поскольку это сырье даже при хорошей предварительной обработке недолговечно. К тому же на рынке есть варианты из профнастила, камня, бетона.

Ранее этот материал использовался в силу отсутствия альтернативных материалов.

Даже окрашенное дерево со временем под действием влаги начинает гнить, покрываться грибком, подвергаться порче насекомыми.

Оцинкованный

В основе изделия – листовая сталь, обработанная методом горячего цинкования.

Фото: использование оцинкованного металла в качестве материала для парапета

Из преимуществ таких отливов:

Длительный срок службы.
Легкий вес.
Высокая прочность материала. Устойчивость к повышенным нагрузкам.
Отличная гибкость, за счет чего изделиям можно придать любую форму.
Простота монтажа, не требующая навыков.
Устойчивость к воздействию среды (осадкам, перепадам температур).
Возможность окраски любыми типами средств, даже порошковыми.
Низкая цена.

Из недостатков:

Малейшее повреждение защитного оцинкованного слоя спровоцирует образование ржавчины и сокращение срока службы изделия.
При установке рекомендуется провести гидроизоляцию фундамента, чтобы тот не подвергался воздействию влаги изнутри.

Если у вас нестандартные размеры отливов или хочется изделие необычной формы, то можно оформить индивидуальный заказ.

Каменный, из тротуарной плитки

Применяется для каменных, кованых или сварных секций заборов.

Первый вариант дорогой. Наиболее прочным и долговечным камнем считается гранит.

Устанавливается сверху фундамента на бетонный раствор или специальный клей. Весит много.

Отливы из тротуарной плитки обойдутся на порядок дешевле, но и прочность будет не так высока.

Пластиковый

Из преимуществ:

длительный срок службы;
устойчивость к любым воздействиям среды;
выбор форм и цветов;
легкий вес;
простота монтажа;
доступная цена.

Главный недостаток пластиковых отливов – хрупкость. При малейшем ударе, падении камня, сосульках на поверхности образуются отколы, трещины.

Медный, алюминиевый

Ранее применялись для защиты и декорирования ленточного фундамента под забор, но из-за высоких цен популярность снизилась.

Среди плюсов материала:

высокая прочность, износостойкость;
устойчивость к воздействию среды;
небольшой вес;
удобство крепежа;
изысканный вид;
стойкость к коррозии.

К минусам стоит отнести риск кражи, поскольку цветные металлы интересуют злоумышленников.

Выбираем качественные отливы

При покупке стоит придерживаться следующих рекомендаций:

Чем больше толщина металла, тем тяжелее изделие. Но при этом повышается прочность и ухудшается гибкость.
Если вам необходимы отливы, колпаки на столбы нестандартных размеров, форм, то лучше обратиться к представителям производителей. Они помогут подготовить чертеж, выполнят заказ в краткие сроки.
Чтобы избежать большого количества стыков важно правильно сделать замеры, поскольку в негерметичные стыки может попадать вода.
Ширина отлива должна быть больше ширины ленты. Так вода будет беспрепятственно стекать с фундамента.

Внешний вид готового изделия также немаловажен. Покрытие должно быть гладким, без сколов, дефектов, а цвет равномерным.

Установка покупного отлива

Процесс не вызовет сложностей, если придерживаться пошаговых инструкций.

Пластикового

Используется часто. Стоит немного.

Если на столбах забора предусмотрены колпаки, то лучше, чтобы они тоже были сделаны из пластика.

Монтаж занимает несколько часов. Отливы крепят к цокольной части столбчатого, ленточного фундамента.

Рекомендации по установке следующие:

В случае столбчатого основания верх цоколя очищается от грязи и выравнивается раствором бетона. Лента в выравнивании не нуждается.
Высохшая поверхность покрывается слоем гидроизоляции из рубероида или жидкого битума.
С помощью уровня проводится разметка под установку отливов.
Крепеж пластиковых изделий выполняется с помощью шуруповерта и специальных саморезов с интервалом не более 15 см для столбчатого основания и до 30 см для ленты.
Стыки между отливами лучше обработать герметиком.

Чтобы обеспечить ровность фиксации, работы рекомендуется проводить вдвоем.

Пользователи часто ищут:

Фундамент для забора
Как сделать ленточный фундамент для забора

Каменного, из тротуарной плитки

Фото: процесс монтажа каменных отливов на нижнюю часть кирпичного ограждения

Не монтируется сверху фундамента. Здесь принцип крепежа немного иной:

Основание забора нужно раскопать на глубину до 20 см от поверхности.
Дно полученной траншеи выровнять, утрамбовать.
Засыпать слой песка.
После этого нужно создать небольшой уклон в сторону основания.
Сверху песчаной подушки уложить камни или тротуарную плитку. Ровность кладки проверить уровнем.
Важно не забыть про желоба для естественного стока воды.
Швы между плитками допускается заполнить жидким бетонным раствором.

Расположение каменного отлива под уклоном позволяет осадкам не скапливаться у основания, а свободно стекать по желобам или заранее подготовленной открытой дренажной системе.

Изготовление отлива своими руками из тонколистовой стали

Длина парапета должна совпадать с длиной фундамента. Ширина подбирается индивидуально: более узкими защищают основание, широкими – цоколь.

Фото: использование киянки для работы с тонколистовым металлом

Для работы понадобятся следующие инструменты:

стальные листы;
ножницы по металлу;
дрель или перфоратор;
пассатижи;
уровень;
резиновая киянка.

Последовательность работ:

Металлические листы нарезаем на полосы требуемой длины.
Проводим разметка согласно уровню. Облегчит работу отбивочный шнур.
Чтобы крепить отливы было проще, на цоколе делаем откос из цементно-песчаного раствора или из монтажной пены под углом 15 градусов.
Придаем заготовке нужную форму. Для этого выгибаем боковые кромки. Ширину полки следует брать с запасом, из расчета плюс 2 см для верхней кромки и плюс 5 см для нижней. Верхняя кромка отвечает за фиксацию с цоколем, нижнюю делают под уклоном для стока воды.
Монтаж отлива проводим по верхней кромке через каждые 25–30 см шурупами с дюбелями или саморезами.
Нахлест между элементами делаем не меньше 3 см. Стыки промазываем герметиком.

Оптимальный выступ парапета от цоколя – от 5 см и более.

Важно помнить и про сочетаемость цветов. Отливы должны быть гармоничным дополнением ограждения.

А результатом соблюдения рекомендаций по установке станет надежная защита от влаги и продление срока службы фундамента, цоколя.

Бетонные водоотводные лотки: виды и характеристики

Бетонные лотки для отвода воды

Чтобы улицы не затопили потоки талой и дождевой воды, обязателен монтаж таких незаменимых изделий, как бетонные водоотводные лотки. С их помощью можно грамотно устроить ливневую канализацию, тем самым обеспечив вокруг себя чистоту и порядок. Сегодня поговорим о том, какие бывают дренажные лотки, о критериях их выбора и тонкостях монтажа.

Содержание статьи

Разновидности водоотводных лотков
- Из чего изготавливаются лотки для водоотведения
- Типоразмеры
- С решеткой или без нее?
Особенности выбора бетонных лотков для отвода воды
Самостоятельный монтаж дренажных лотков

Разновидности водоотводных лотков

Бетонные лотки для водоотвода

Основные признаки, по которым можно классифицировать лотки дождевые – материал изготовления и типоразмер. Именно на них стоит опираться при выборе сливных лотков.

Из чего изготавливаются лотки для водоотведения

На строительном рынке можно выделить три основные группы лотков, классифицирующихся по материалу изготовления:

бетонные;
полимерные;
полимербетонные;
полимерпесчаные.

Рассмотрим конкретнее изделия из разного сырья.

Лотки для водоотведения

Наиболее традиционными на просторах постсоветского пространства, считаются лотки ливневые бетонные. Они обладают хорошей прочностью, долговечностью и износостойкостью. Также их отличает немалый вес, что затрудняет их монтаж на подвижных грунтах.

Особенно, это характеризует железобетонные лотки, масса которых может доходить до 2,5 тонн. Такие крупноразмерные железобетонные ливневые лотки незаменимы при обустройстве рассматриваемой системы на трассах и загородных участках.

Ливневые железобетонные лотки

Однако, этого нельзя сказать про малые лотки из бетона, или отливы, как их еще называют. Они монтируются непосредственно на тротуарных дорожках.

Такая модификация лотков имеет малый вес – до 3 кг, небольшую проходимость и долговечность, так как при их создании использовалась невысокая марка обычного пескобетона, неукрепленного арматурным каркасом.

Отливы бетонные

Подобные изделия рекомендуется монтировать не как основные, а как дополнительные элементы системы дренажной на садовом участке или парковой дорожке.

Полимерные лотки для водоотведения

Полимерные лотки для отвода воды решили проблему немалого веса бетонных изделий. Даже при внушительных размерах они имеют небольшую массу, что дает возможность их установки на нестабильных грунтах своими руками.
Они также характеризуются хорошей проходимостью, стойкостью к агрессивной среде и разнообразием типоразмеров.
В сравнении с лотками из бетона, полимерные менее долговечны. Но это не никого не останавливает и все чаще их можно увидеть в системах частных домовладельцев.
Последним словом в области изготовления лотков дренажных, является использование композитных материалов.

Бывают подобные лотки двух видов:

полимерпесчаные – смесь песка, пластика и добавок;
полимербетонные лотки водоотводные – в бетон добавляют полимерные составляющие. Например, лоток полимербетонный aco от европейского производителя. Он считается образцом качественного и долговечного полимербетонного изделия.

Полимерпесчаные лотки с пластиковой решеткой

Если сравнивать по характеристикам оба вида, то полимербетонные лотки выигрывают большими показателями прочности и износостойкости. Полимерпесчаные изделия обладают меньшим весом, но и незначительной устойчивостью к агрессивным средам.

Оба эти вида лотков являются хорошим решением для обустройства ливневой системы канализации на частных участках. Хотя их немалая цена может отпугнуть многих.

Полимербетонные водоотводные изделия

Если сравнивать все виды водоотводных лотков между собой, по старому доброму соотношению цены и качества, то изделиям из тяжелого бетона и пескобетона присваивается первое и безоговорочное место. Наверное поэтому, несмотря на достойных конкурентов, именно бетонные лотки непоколебимо остаются на вершине популярности многие года.

Типоразмеры

Виды лотков

Типы и размеры лотков также играют не последнюю роль при монтаже обсуждаемой системы. Подробнее можно узнать о размерах и конструктиве, которым должны соответствовать лотки, в ГОСТ 21509-76 и ГОСТ 32956-2014.

ГОСТ «бетонные лотки», регламентирует их типы, маркировку, устанавливает методы контроля их качества, приёмки и хранения.

Если вкратце рассматривать типы и виды лотков, то можно выделить несколько «семейств» этих изделий:

Отливы – не более метра в длину и небольшой глубиной. Применяются для отвода небольшого количества воды. Применяются в основном на загородных участках.
П−образной формы — для монтажа подобных систем различного назначения. Все зависит от размера изделий. Например, лоток водоотводный бетонный Л 1, длиной 1990 мм, высотой 680 мм и шириной 1660 мм, предназначается для устройства подземной системы отвода воды.
Лоток водоотводный телескопический из бетона – элемент наземной водоотводной системы. Применяется для сбора и вывода воды с проезжей части автомобильных дорог, и на дорожно−мостовых конструкциях.

Телескопический сборный железобетонный лоток для водоотведения

С решеткой или без нее?

Лотки с решеткой

Водоотводные бетонные лотки выпускаются также с дренажной решеткой и без нее. Особо они ничем не отличаются от открытых. Единственная особенность – наличие пазов или иной системы крепления решетки.

Пластиковые лотки с металлической решеткой

Лоток бетонный с пластиковой решеткой

Водоотводный лоток бетонный с чугунной решеткой, был популярен до недавнего времени. Но охотники за цветным металлом не оставили выбора разработчикам и ученым. Чтобы лишить любой возможности снять и сдать в пункты приема цветного металла чугунное дренажное изделие, разработали их полимерный аналог.

Сегодня на улицах города можно встретить лоток водоотводный бетонный с решеткой из пластика. Она, конечно, не настолько долговечна как чугунная, но обладает хорошей износоустойчивостью, малым весом, неподверженностью к ржавлению и эстетичностью.

Лотки с полимерной решеткой

Для домовладельцев дизайнеры постарались на славу, и выпустили изысканные металлические решетки различного дизайна.

Плюсом таких решеток является предотвращение попадания крупного мусора в дренажную систему, и конечно, эстетичный вид. Но если уронить туда телефон, ключ, или иную небольшую и узкую вещицу, то достать ее будет сложно, а то и вовсе невозможно.

Особенности выбора бетонных лотков для отвода воды

Лоток из бетона для отвода воды

Чтобы качественно устроить ливневую канализацию, нужно сделать правильные расчеты не только всей системы, но в первую очередь, лотков для водоотведения. Ведь если они не будут справляться с потоком воды, то и смысла в их устройстве нет.

Лоток водоотводной размеры имеет самые разные. В каждом конкретном случае, стоит использовать изделие с определенными параметрами. Размер лотка рассчитывается по простой формуле:

Формула расчета лотков

Где:

Расшифровка формулы расчета водоотводных лотков

Получившееся значение, конструкция и материал, из которого сделан лоток – основные критерии, на которые стоит опираться при выборе подобных изделий. Если затрудняетесь с расчетами, обратитесь в фирму, специализирующуюся на продаже дренажных систем и их монтаже. Опытные сотрудники помогут с решением подобных вопросов.

Самостоятельный монтаж дренажных лотков

На фото этап монтажа лотков для отвода воды

Монтаж водоотводных лотков не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Установить своими руками железобетонные изделия не получится без привлечения профессиональных монтажников и такелажников. Поэтому рассмотрим, как установить обычный бетонный лоток у себя на участке.

Краткая пошаговая инструкция:

Опираясь на проектную документацию участка и инженерных систем, производится точная разметка всей сети водоотводных лотков.
По разметке и согласно размерам лотка, роется траншея. При этом нужно соблюдать уклон. Также сам лоток должен быть ниже всей поверхности на 5 мм.
На основание траншеи укладывается и хорошенько утрамбовывается песчано−гравийная подушка.
На подготовленное основание устанавливаются сами лотки, учитывая уклон для стока воды. Для герметизации стыки лотков обрабатывают специальным герметиком.
Когда установка сети лотков для водоотведения закончена, можно засыпать оставшееся место землей и приступать к облагораживанию всего участка.
Решетки монтируются в последнюю очередь.

Видео в этой статье расскажет более подробно как устанавливать водоотводные лотки, а также раскроет секреты монтажа дренажной системы.

Бетонные водоотводные лотки – незаменимый атрибут любого аккуратного участка. И если грамотно сделать расчет и монтаж всей дренажной системы, то о такой пакости, как лужи и грязь во дворе, можно забыть навсегда.

Отливы для фундамента: виды, установка, монтаж

Содержание

Почему устанавливают отливы
Виды отливов
Металлические
Стальные
Алюминиевые
Медные
Пластиковые
Деревянные
Бетонные
Натуральный камень
Клинкерная плитка
Нюансы монтажа

Чтобы защитить фундамент строения от разрушения вследствие неблагоприятных погодных условий: ливневого дождя, снегопада, намерзания воды, возникает необходимость использовать отливы для фундамента.

Почему устанавливают отливы

Осадки, которые оказываются наверху бетонного покрытия цоколя, хоть и медленно, зато уверенно деформируют верхнюю часть фундамента. Амплитуда температуры способствует улучшению визуального восприятия деформации цоколя. Если в морозы вода, попавшая в бетон, превращается в твердую субстанцию, то при потеплении она стает источником внезапных глубоких борозд, отслоений, а иногда даже выпадений отдельных частей основания здания. Строение может стать непригодным к дальнейшей эксплуатации. Во избежание подобного состояния, следует использовать отливы для цоколя фундамента

Виды отливов

Среди многочисленных вариантов сырья, из которого возможно производство отливов на фундамент, найдется тот, который наилучшим образом удовлетворит даже наиболее требовательных владельцев. Разница между ними будет состоять в цене, весе, параметрах, износостойкости, особенностях установки и, конечно же, нужно помнить, что каждый из них – это элемент декора внешней части дома.

Металлические

Пользуются популярностью среди строителей устройства из металла. Для них характерны схожие параметры полочки с двумя бортами. Возможность долговременного использования таких отливов обеспечивается покрытой цинком сталью с применением нескольких шаров полимерных химических веществ. Охарактеризовать металлические отливы можно следующим образом.

Особенности металлических отливов:

Приемлемая цена;
Удобство применения;
Вариации параметров;
Легкость сборки;
Долговечность использования;
Способность выдерживать воздействие осадков.

Стальные

Еще одним приемлемым вариантом могут стать отливы для фундамента из стали. Стоимость относительно невысокая, а срок эксплуатации продолжительный. Можно встретить также покрытые сплавом цинка и с нанесением полимерного слоя, ширина отливов – 120 мм. Они имеют различные варианты колорирования, характеризуются высоким уровнем противостояния погоде.

Можно подбирать гармоничное сочетание похожих цветовых оттенков покрытия дома сверху и декора основания строения.

Произвести покупку материала можно в строительных магазинах, на базах. Выбор отливов как на цоколь дома, так и на фундамент забора предлагает Видное. Значительным преимуществом является простота и легкость сборки конструкции, что позволяет установить отлив фундамента вокруг дома своими руками.

Алюминиевые

Имея те же положительные характеристики, что и стальные, алюминиевые отливы отличаются еще легкостью, что дает возможность уменьшить уровень давления на фундамент строения.

Однако стоит заметить, что денежные затраты возрастут из-за более высокой цены на отливы из алюминия.

Медные

Для их производства используются листы из меди, поэтому фундамент будет иметь дорогой вид. При применении правильной обработки отливы сберегают красноватый цветовой нюанс без характерного зеленого оттенка медного цвета. Это самый дорогостоящий вид металлических отливов.

Пластиковые

Пластиковые отливы имеют самую низкую цену. Эксплуатационные характеристики высоки:

противостоят всем типам ржавчины;
их спайку можно обеспечить самостоятельно при помощи паяльной лампы или строительного фена благодаря возможности плавления краев;

долгосрочное использование, при корректном выполнении работ будет служить долгие годы;
материал сложно сломать, хотя он отличается эластичностью;
не выгорают;
сподручны для монтажа отливов своими руками.

Деревянные

Наиболее приемлемые для установки на фундамент деревянного дома, поскольку дополняют целостность конструкции. Используются для декора построек из бревен. Для изготовления отливов применяются породы лиственных деревьев, имеющие свойства противостоять воде.

Материал напитывают антисептическим веществом и обрабатывают полимерным составом.

Даже обычные планки из дерева, присоединенные под выбранным углом, смогут гарантировать сток воды. Если же подложить сопротивляющийся влаге материал, то деревянные отливы можно эксплуатировать почти два десятка лет. Такие отливы имеют существенные недостатки:

короткий срок службы;
необходимость регулярного покрытия лакокрасочными материалами и обязательной смены изношенных частей;
быстрое разрушение, рассыхание дерева под воздействием солнечных лучей;
способность впитывать воду во время осадков;
склонность к образованию растрескиваний при минусовой температуре

Главное положительное качество отливов из дерева – приемлемая цена

Бетонные

Отливы из бетона используют с целью протекции от неблагоприятных погодных условий, в частности, дождя и снега. Если ваше здание облицовано камнем, то цементно-песчаная смесь – наиболее протестированная существующим опытом строительства альтернатива.

Большой вес, свойственный таким конструкциям, — негативная черта строительного материала из смеси цемента с водой, песком и щебнем, твердеющей после укладки. Данный вид отлива имеет лимитированную сферу использования.

Существующие строительные правила допускают установку отливов из бетона на усиленный цоколь фундамента. Параметры защитной конструкции для цоколя напрямую зависят от его ширины. Использование данного вида отлива должно быть заложено заблаговременно в проекте строения из-за его объемов.

Натуральный камень

Отливы для цоколя фундамента из камня производятся из песчаника, иногда попадаются из гранита. Можно встретить различные цветовые оттенки. К положительным характеристикам относятся надежность, длительный срок эксплуатации, устойчивость, красота. Отливы из камня идеально подходят для зданий со стенами из камня и кирпича, с оштукатуренным верхом или панелями на лицевой стороне сооружения.

Минусом установки отливов из камня является не только их значительный вес, но высокая стоимость наряду со сложностями монтажа.

Клинкерная плитка

Широкое распространение получили отливы из клинкерной плитки. К плюсам таких видов отливов следует отнести износоустойчивость, долговечность, высокую степень сопротивляемости, приятный для глаза наружный вид. Кроме того, каждая структурная единица такой конструкции вследствие повреждения может быть легко извлечена и заменена на новую аналогичную. Но преградой к установке может стать высокая стоимость клинкерной плитки и необходимость наличия у мастера умений и опыта правильной установки отливов.

Нюансы монтажа

Если вы уже определились, какой именно отлив хотите установить, ознакомьтесь с особенностями самостоятельного монтажа выбранной конструкции. Осуществить эту процедуру необходимо до того, как будут выполнены работы по декору фундамента. Если вы не нуждаетесь в привлечении специалистов по монтажу, а будете проводить работы сами, нужно знать, как правильно сделать установку и учесть некоторые значительные особенности:

Устанавливать конструкцию нужно на твердом креплении, чтобы предотвратить последствия ветра. Это касается преимущественно пластиковых отливов и отливов из металла;
Сцепление угловых отливов для цоколя фундамента требует скурпулезного подхода к делу;
Перед тем, как поставить отливы на фундамент, под них следует использовать определенное количество пены для монтажа с целью снижения шумовых эффектов;
Особо внимательно следует обращаться с элементами, имеющими наружный слой из полимерных материалов и стараться избегать контакта с изделиями, способными повредить их поверхность. Царапины могут появиться в результате соприкосновения отливов с металлом. Устранить такой дефект способны аэрозольные краски, цвет которых можно подобрать в соответствии с колером отлива.

Необходимо подобрать соответствующие приспособления:

слесарные ножницы с отогнутыми губками или болгарку с отрезным диском по металлу;
шуруповерт;
уровень.

До того, как устанавливать отливы на фундамент собственноручно, нужно обозначить, в каких именно местах будет выполнен монтаж. С этой целью используют метровый или полутораметровый строительный уровень. Они помогут найти наинижайшие точки, которые будут ориентиром для горизонтальной разметки на необходимой дистанции от фундамента. Рекомендуется применение маркера или веревки, обработанной мелом.

Далее проводится присоединение отливов к стене. Выполнять такою работу нетяжело, присоединять конструкцию к цоколю можно с использованием саморезов по дереву.

Осуществить присоединение отливов к стенам из дерева нетрудно. Если же основание из бетона или кирпича, появляются проблемы. До старта работ необходимо просверлить отверстия по 0,6см на расстоянии до 50см. Затем установить подготовленный материал на несущую конструкцию и выделить точки прикрепления на ней.

В обозначенных точках местах разметки делают ямки глубиной 0,4см, в которые помещают пластиковые дюбеля. После этого через дыры в отливах в дюбели вкручивают саморезы с пресс-шайбой, покрытые цинком или краской. Таким способом обеспечивается протекция основания здания из бетона.

Рассмотрим, как сделать угол на отливе фундамента. Нужно разбить элементы таким образом, чтобы крепление вышло надежным и непроницаемым. С этой целью нужно основательно нанести на поверхность заготовки углубления и линии, определяющие контуры изготавливаемого отлива по образцу или с использованием чертежных инструментов, потому как сделать угол на цоколе под силу не всем. Опытные строители предлагают широкой аудитории видеоматериалы о том, как зарезать угол на отливе.

Большинство отливов производятся на основе тонкого листового металла или пластика, что обеспечивает некую маневренность и при резких движениях воздушных масс влечет за собой дискомфорт жильцам. Поэтому перед монтажом отливов сначала в основу наносят пенополиуретановый герметик. Увеличиваясь в размерах, он займет пустоты и обеспечит основание для профилей.

Разумный подход к решению вопроса и корректный монтаж отливов для основания здания очень важны для достижения желаемого результата. Изучив теневые моменты строительства, вы будете иметь дело с большим количеством непредвиденных и непредсказуемых поворотов во время установки. С целью недопущения нарушений нужно основательно изучить и проработать основные постулаты процесса строительства.

Если вы неукоснительно соблюдали рекомендации по установке отливов собственноручно, то конструкция не будет подвержена деформации из-за обильных осадков. Это качество считается ведущей позитивной стороной корректного приспособления и использования отливов.

Самоуплотняющийся бетон — Обзор SCC

Узнайте об особых качествах самоуплотняющегося бетона и его применении для декоративных бетонных работ. Билл Палмер, обозреватель ConcreteNetwork.com

Самоуплотняющийся бетон (SCC) признан одним из величайших достижений в бетонной промышленности. Используя новые добавки и некоторые модификации смеси, теперь мы можем производить бетон, который легко течет без расслоения (где крупный заполнитель отделяется от цементного теста). Бетон, который расслаивается, теряет прочность и приводит к сотовым областям рядом с опалубкой. Именно самоуплотняющаяся природа SCC делает его столь ценным в строительстве. SCC может перетекать в очень сложные формы или формы, которые имеют много арматурных стержней (скопление арматуры) и при этом не оставляют пустот. Обычный бетон должен был бы сильно вибрировать в таких случаях, чтобы избавиться от всех захваченных пузырьков воздуха рядом с формами и армированием и заставить бетон двигаться внутрь.

ЧТО ТАКОЕ САМОЗУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ БЕТОН?

Давайте начнем с простого определения, а затем поднимем его на ступеньку выше. SCC — это очень текучий бетон, который никогда не нуждается в уплотнении для заполнения форм или текучести. Уложенный ровно, как плита, практически самовыравнивается. Оно немного похоже на комковатое тесто для блинов. Консистенция измеряется так называемым осадочным потоком, когда мы измеряем ширину лужи, остающейся после заполнения и подъема конуса оседания. Падение потока для SCC варьируется от 19до 30 дюймов. Однако самоуплотняющийся бетон – это НЕ просто текучий бетон. Если бы это было все, мы могли бы просто использовать много воды.

ВИДЕО: SCC — БЕЗ ВИБРАТОНА
Время: 01:06
Самоуплотняющийся бетон Легко течет между препятствиями, заполняя форму без вибрации. Спасибо Euclid Chemical за этот видеофрагмент.

Принятое в настоящее время определение того, что делает SCC хорошим, состоит из трех частей:

Высокая текучесть — легко затекает в мельчайшие детали опалубки или форм и вокруг арматуры под собственным весом. Это также называется работоспособностью или способностью к заполнению (это означает, что он легко заполняет форму).
Пропускная способность — Способность проходить через узкие пространства, такие как перегруженные стальные арматурные стержни или узкие места в опалубке.
Стабильность — это большая разница между SCC и просто влажным, неаккуратным бетоном. Стабильность подразумевает, что даже при очень высоких осадках (или оползнях) бетон не расслаивается; он остается однородным и не происходит отделения заполнителя от цементного теста. На самом деле существует два вида стабильности: динамическая стабильность (означает, что он остается стабильным во время транспортировки и размещения) и статическая стабильность (означает, что он остается стабильным — заполнитель не оседает и не вытекает чрезмерно, пока он находится в формах, но еще не затвердел).

После затвердевания SCC мало чем отличается от обычного бетона. На самом деле, поскольку мы используем суперпластификаторы (сильнодействующие понизители воды) для достижения текучести и большого количества мелких частиц, мы часто можем дозировать бетон с очень низким водоцементным отношением и получать очень высокую прочность и низкую проницаемость.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

Эта огромная стена с сильно перегруженной арматурой была залита за один подъем с помощью SCC. Лафарж Северная Америка

SCC и обычный бетон отличаются только небольшими изменениями пропорций и несколькими добавками. Но во многих случаях подрядчик даже не будет знать, что входит в смесь, а скорее укажет требуемые характеристики с точки зрения удобоукладываемости (падение потока), проходимости, стабильности и прочности. У Lafarge даже есть название Agila для своей запатентованной смеси SCC.

Существует три типа смесей SCC:

с высоким содержанием порошка и высокоэффективной водопонижающей добавкой (HRWRA)
низкое содержание порошка, HRWRA и присадка, модифицирующая вязкость (VMA)
умеренное содержание порошка, HRWRA и умеренная доза VMA

Упомянутый здесь порошок представляет собой все мелкие материалы, включая цемент, летучую золу, молотый гранулированный доменный шлак, микрокремнезем и молотый известняковый наполнитель. Это загущает смесь, сохраняя стабильность крупного заполнителя в матрице, а также способствует просадочному течению. Вот некоторые вещи, которые нужно знать о материалах в смеси SCC:

Доля крупного заполнителя в смеси будет намного меньше (около 30%), а размер будет меньше (около ½ дюйма верхнего размера)
Количество портландцемента обычно невелико, менее 300 фунтов на кубический ярд или менее половины общего количества цементных материалов
Другие вяжущие материалы будут иметь высокое содержание летучей золы в диапазоне от 20 до 40% от общего количества вяжущих материалов; шлак в этом же диапазоне и часто немного микрокремнезема
Порошок, в состав которого входят вяжущие материалы, может быть дополнен молотым известняком.
Соотношение вода-цементные материалы часто довольно низкое, вплоть до 0,27 в некоторых смесях, хотя более типичным является 0,4.
Добавка, модифицирующая вязкость (VMA), увеличивает вязкость, чтобы смесь оставалась стабильной. Без большого количества порошка в смеси VMA используется для загущения смеси и предотвращения расслоения. «В каждой смеси SCC, которую мы делаем в Нью-Йорке, мы используем VMA, потому что производители не имеют большого влияния на карьер», — сказал Билл Фелан из Euclid Chemical. «Карьеры отгружают то, что хотят, но производители готовых смесей должны иметь смесь, которая работает каждый день, и VMA поддерживает ее неизменность». В других частях страны, тем не менее, хорошо отсортированные смеси с высоким содержанием пороха, как правило, являются нормой.
Высокоэффективные понизители воды для смесей SCC в последнее время в основном основаны на поликарбоксилатах, обладающих невероятной способностью повышать осадку при низких дозировках. Однако поликарбоксилаты создают проблемы с пенообразованием и добавлением нежелательного воздуха в смесь, поэтому добавляют пеногаситель. Также были некоторые проблемы с внезапным спадом потери. Для более дальних перевозок производителю рекомендуется рассмотреть возможность использования HRWRA на основе нафталина вместо поликарбоксилата.

Имейте в виду, что смеси SCC немного сложны и требуют правильного баланса между всеми материалами, водой и добавками. Узнайте больше о расчете бетонной смеси. Всегда экспериментируйте с такой смесью, прежде чем приступить к работе. «В любом важном конкретном проекте вам необходимо пройти пробное размещение», — сказал Фелан. «Не тренируйся на чужой работе!»

ВИДЕО: SCC — ТЕЧЕНИЕ
Время: 00:32
Самоуплотняющийся бетон легко течет под собственным весом. Обратите внимание, что нет расслоения даже на передней кромке бетона. Парень с лопатой ожидал, что ему придется вдавливать бетон в основание, но в конце концов сдался. Спасибо Euclid Chemical за этот видеофрагмент.

ПРЕИМУЩЕСТВА САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

Преимущества использования бетона, который укладывается практически без усилий, очевидны для всех, кто работает с бетоном. Мы уже много лет получаем такой бетон, добавляя воду. К сожалению, как известно, добавление воды снижает прочность бетона и приводит к расслоению.

Предельная мечта — это иметь возможность настроить формы, а затем приехать к водителю грузовика и заполнить их, когда на строительной площадке нет других рабочих. Возможно, этого никогда не произойдет, но правильно подобранный и размещенный SCC дает много преимуществ:

Сокращение трудозатрат, поскольку для бетона в формах не требуется вибрация, а для плоских работ практически не требуется стяжка.
Не нужно беспокоиться о том, насколько хороша вибрация — подрядчик, который использовал SCC, однажды сказал мне, что парни с вибратором всегда отказывались от него; с SCC ему не нужно было беспокоиться о навыках оператора.
Более быстрое строительство, так как бетон укладывается очень быстро — грузовик можно разгрузить всего за одну минуту!
Чрезвычайно хорошее качество готовой поверхности — SCC может принимать почти зеркальную поверхность и может производить бетон с очень мелкими деталями. Это действительно выгодно для скульптур, и именно поэтому производители сборных железобетонных изделий так его любят. Он может даже течь в области с отрицательным уклоном.

Самоуплотняющийся бетон легко и быстро вытекает из автобетоносмесителя.PCA Самоуплотняющийся бетон может обеспечить чрезвычайно детализированные отливки. Лафарж Агилия

Легче детализировать арматурную сталь, так как она может быть достаточно перегружена и при этом быть полностью заполненной бетоном.
Более тихие рабочие места или цеха сборных железобетонных изделий, поскольку нет шума вибратора. Если вы когда-нибудь были на заводе по производству сборных железобетонных изделий, когда включаются вибраторы, вы понимаете, о чем я.
Повышенная безопасность, поскольку операторы вибраторов не поднимаются на опалубку и не волочат шланги и шнуры по площадке, а также снижается уровень шума.

Учитывая эти преимущества, некоторые могут спросить: «Почему бы нам не использовать SCC везде?» Считается, что более широкому использованию SCC мешает стоимость – в этих смесях используются мелкие частицы и добавки, которые могут увеличить цену ярда бетона на 10–15 долларов, хотя некоторые производители могут добавить надбавку до 30 долларов. Наилучший подход к контролю затрат — это сотрудничество с производителем готовой смеси, чтобы получить оптимальную смесь для предполагаемого использования.

САМОУПЛОТНЯЮЩИЕСЯ БЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Строительство — это то, где SCC действительно сияет. Что может быть лучше, чем смесь, которая уплотняется, устраняя все вибрации, подъемные линии и жучки? Для плоских поверхностей смеси SCC можно охарактеризовать как самовыравнивающиеся, в то время как формованный бетон может быть самоукладывающимся. Вот несколько советов по строительству с SCC:

SCC можно доставлять в грузовиках для готовой смеси, хотя грузовики часто не будут полностью заполнены, так как SCC может разбрызгиваться внутри грузовика и даже выплескиваться наружу. Грузовики, перевозившие SCC, даже переворачивались, когда полная нагрузка смещалась во время поворота.
При размещении SCC необходимо, чтобы он мог течь под собственным весом из одного места, если это возможно. SCC может течь горизонтально до 33 футов и более. Стены и колонны можно даже прокачивать снизу вверх.
SCC перекачивает очень легко и с пониженным давлением перекачивания. Содержание воздуха имеет тенденцию оставаться более стабильным в смеси SCC во время перекачки, чем в обычном бетоне.

SCC легко обходит препятствия без вибрации. Джо Вулхед для iCrete

Эти лифтовые шахты были залиты за один подъем с использованием SCC, несмотря на опасения, что опалубка недостаточно прочная или плотная, чтобы выдержать давление. Dot for Dot

Самовыравнивающиеся плиты требуют минимальной отделки для получения ровного пола. Lafarge Agilia

Опалубка должна быть рассчитана на полный напор жидкости. Это означает, что на каждый фут высоты форм будет приходиться еще 150 фунтов давления. Это представляет опасность для SCC, поскольку он образуется очень быстро и может создавать давление, ведущее к выбросам. С SCC были серьезные выбросы, и известно, что он находил и просачивался даже через очень маленькие щели в их опалубке.

Все SCC не одинаковы, поэтому попросите компанию, производящую готовые смеси, предоставить смесь, подходящую для вашего применения. Для конкретных применений может потребоваться большая или меньшая заполняющая способность, пропускная способность или стабильность.
Вибрация не только не обязательна, но и может повредить SCC, вызывая сегрегацию. Для смешивания подъемов можно использовать вибраторы, но только на несколько секунд.

Плиты не были популярным применением SCC, по крайней мере, до сих пор. «Мы помогли разработать самовыравнивающиеся смеси, которые немного менее вязкие, но почти не требуют отделки», — сказала Кэролайн Талбот из Euclid. «Это нишевый рынок, но растущий. Для небольших заливок, подъездных путей и т. д. дополнительный контроль качества и затраты могут не стоить того, но для коммерческих плит или полов для зданий самовыравнивающийся бетон будет большим преимуществом». На полах, которые не имеют высоких допусков по плоскостности, SCC можно укладывать с минимальным всплытием. При нанесении текстуры, даже матовой отделки, не начинайте слишком рано, иначе бетон снова станет гладкой поверхностью.
важно для SCC, так как это часто смесь с низким водоцементным отношением. В смесях с низким содержанием воды может развиться автогенная усадка, когда негидратированный цемент поглощает всю воду в бетонной матрице. Влажное отверждение лучше всего, но, по крайней мере, нанесите отвердитель для защиты поверхности от высыхания.

САМОУПЛОТНЯЮЩИЙСЯ БЕТОН ДЛЯ ДЕКОРАТИВНЫХ РАБОТ

SCC можно использовать для декоративных работ любого рода. Он принимает цвет, будь то цельный или сухой, так же легко, как любой бетон. Штамповка плоских изделий из SCC может быть интересным опытом — не начинайте слишком рано, иначе линии просто исчезнут обратно в бетон.

SCC позволяет отливки с такими деталями. Lafarge Agilia

Pourfolio Custom Concrete в Сан-Диего, Калифорния

Тем не менее, чаще всего SCC используется для декоративных работ для детализированного формованного (сборного) бетона или сложных опалубочных форм. Высокая текучесть SCC вытесняет весь воздух из формы и приводит к идеальной гладкой поверхности. Помните, однако, что при использовании SCC любой дефект формы, даже самый незначительный, будет непосредственно отражаться на готовом бетоне. Также тщательно выбирайте антиадгезивы для форм, чтобы предотвратить появление жучков (крошечные захваченные пузырьки воздуха, которые прилипают к поверхностям формы). В статье 9.0139 Concrete Construction исследование, которое пришло к выводу, что наилучшее высвобождение формы было реактивным агентом на растительной основе на хорошо выдержанной форме.

Узнайте больше об использовании SCC для сборного железобетона и о настройке производства сборного железобетона.

SCC также использовался для изготовления бетонных столешниц — в основном успешно. При литье лицевой стороной вниз SCC может давать стеклянную поверхность, которая может не нуждаться в полировке. Как и в случае с любым другим бетоном, сначала поэкспериментируйте, чтобы найти лучшие смеси и методы для вашего применения. Эксперты советуют смешивать достаточное количество бетона для всей столешницы за одну партию и заливать за один раз. Как и в случае со всеми SCC, лучше всего заливать из одного места и позволять весу бетона вдавливаться в формы или формы.

ИСПЫТАНИЯ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

ВИДЕО: SCC — РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
Время: 00:39
Самоуплотняющийся бетон легко течет при удалении конуса осадки. Спасибо Euclid Chemical за этот видеофрагмент.

Основным тестом, используемым в полевых условиях для SCC, является спад потока, хотя в настоящее время используются и другие полевые тесты. Вот краткое описание каждого из них. Дополнительную информацию можно найти в соответствующем методе испытаний ASTM.

Слабая текучесть. Сыпучесть измеряется с помощью теста на скатную текучесть, стандартизированного как ASTM C 1611, «Скользящая текучесть самоуплотняющегося бетона». Этот тест начинается как стандартный тест на осадку, хотя многие специалисты по тестированию переворачивают конус вверх дном, чтобы облегчить его заполнение. Когда конус поднимают, SCC растекается, как тесто для блинов. Падение потока измеряется как диаметр блина. Типичные смеси SCC имеют падение потока в диапазоне от 18 до 30 дюймов.
J-кольцо J-образное кольцо является мерой проходимости бетона, т. е. насколько легко он течет через препятствия и арматуру. Испытание J-Ring стандартизировано как ASTM C 1621, «Проходимость самоуплотняющегося бетона J-образным кольцом». J-кольцо представляет собой каркас из арматуры, установленный вокруг конуса осадки. Испытание на пониженный поток проводится как с установленным J-образным кольцом, так и без него, а проходимость определяется разницей в резком снижении потока. Разница более 2 дюймов указывает на плохую проходимость.
T20 (или T50) — это показатель вязкости бетона, измеряемый как количество времени, которое требуется бетону в испытании на осадку для достижения диаметра 20 дюймов (или 50 сантиметров). T20 от 2 до 5 секунд принимается за бетон с низкой вязкостью. Недавно были разработаны прокладки с напечатанным 20-дюймовым кругом, чтобы облегчить этот тест. T20 указан в ASTM C 1611.

Тест J-образного кольца измеряет способность SCC проходить через арматурный каркас. АСТМ

Испытание на осадку потока часто выполняется с перевернутым конусом трущоб. Билл Палмер

Тест T20 измеряет вязкость, измеряя, сколько секунд требуется для того, чтобы бетон растекся до 20 дюймов в диаметре. Совет по транспортным исследованиям

Индекс визуальной стабильности (VSI) — это чисто субъективный тест, который также описан в ASTM C 1611. Технический специалист наблюдает за бетоном, когда он растекается во время теста на осадку. Присваивается число от 0 до 3: от 0 за отсутствие сегрегации до 3 за явное расслоение и отделение пасты (цемента, воды и мелких частиц) от бетонной матрицы. VSI 0 или 1 указывает на стабильную смесь, а 2 или 3 – на нестабильную.
Датчик сегрегации. Этот тест еще не стандартизирован. Он измеряет сегрегацию, помещая тонкое проволочное кольцо поверх SCC и измеряя, насколько глубоко оно погружается в бетон за две минуты. Этот тест обещает дать количественную оценку потенциала сегрегации.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ САМОКОНСОЛИДИРУЮЩИХСЯ БЕТОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Несколько мест, которые можно посетить для получения дополнительной информации:

www.selfconsolidatingconcrete.org — этот веб-сайт был создан Национальной ассоциацией производителей товарного бетона и содержит обширную информацию о SCC.
Американский институт бетона ( www.concrete.org ) — ACI недавно выпустила ACI 237R-07, который объединяет современные знания производителей бетона о SCC.

Описание применения — Бетон на портландцементе — Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожного покрытия

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ БЕТОННОЕ ПОКРЫТИЕ	Описание приложения

ВВЕДЕНИЕ

Покрытия из бетона на портландцементе (PCC) (или жесткие покрытия) состоят из плиты PCC, которая обычно поддерживается гранулированным или стабилизированным основанием, и подстилающего слоя.

В некоторых случаях плита РСС может быть покрыта слоем асфальтобетона. Бетон на портландцементе

производится на центральном заводе и доставляется на строительную площадку в транзитных миксерах или загружается непосредственно в автобетоносмесители, а затем смешивается на строительной площадке. В любом случае PCC затем отсыпается, распределяется, выравнивается и уплотняется, как правило, с использованием бетоноукладочного оборудования со скользящими опалубками.

МАТЕРИАЛЫ

Основные компоненты PCC включают крупный заполнитель (щебень или гравий), мелкий заполнитель (обычно природный песок), портландцемент и воду. Заполнитель действует как наполнитель, который связан затвердевшим портландцементным тестом, образованным в результате химических реакций (гидратации) между портландцементом и водой. В дополнение к этим основным компонентам часто используются дополнительные вяжущие материалы и химические добавки для улучшения или изменения свойств свежего или затвердевшего бетона.

Бетонный заполнитель

Крупные и мелкие заполнители, используемые в РСС, составляют от 80 до 85 процентов смеси по массе (от 60 до 75 процентов смеси по объему). Надлежащая классификация заполнителя, прочность, долговечность, ударная вязкость, форма и химические свойства необходимы для прочности и производительности бетонной смеси.

Портландцемент и дополнительные вяжущие материалы

Портландцементы

представляют собой гидравлические цементы, которые схватываются и затвердевают в результате реакции с водой в результате гидратации с образованием камнеподобной массы. Портландцемент обычно составляет около 15 процентов смеси PCC по весу. Портландцемент производится путем дробления, помола и смешивания отобранных сырьевых материалов, содержащих соответствующие пропорции извести, железа, кремнезема и глинозема. Большинство частиц портландцемента имеют диаметр менее 0,045 мм (сито № 325).

Портландцемент

в сочетании с водой образует цементный компонент бетонной смеси. Паста обычно составляет от 25 до 40 процентов от общего объема бетона. Воздух также является компонентом цементного теста, занимая от 1 до 3 процентов от общего объема бетона, до 8 процентов (обычно от 5 до 8 процентов) в воздухововлекающих бетонах. В пересчете на абсолютный объем вяжущие материалы составляют от 7 до 15 процентов смеси, а вода — от 14 до 21 процента.

Дополнительные вяжущие материалы иногда используются для изменения или улучшения свойств цемента или бетона. Обычно они включают пуццолановые или самоцементирующиеся материалы. Пуццолановые материалы представляют собой материалы, состоящие из аморфного кремнеземистого или кремнеземисто-глиноземистого материала в тонкоизмельченной (порошковой) форме, по размеру близкие к частицам портландцемента, которые в присутствии воды реагируют с активатором, обычно гидроксидом кальция и щелочами. с образованием соединений, обладающих вяжущими свойствами. Описания различных видов пуццоланов и их спецификации приведены в стандарте ASTM C618. Самоцементирующиеся материалы — это материалы, которые реагируют с водой с образованием продуктов гидратации без какого-либо активатора.

Дополнительные цементные материалы могут влиять на удобоукладываемость, тепловыделение при гидратации, скорость набора прочности, пористую структуру и проницаемость затвердевшего цементного теста.

Зольная пыль, образующаяся при сжигании битуминозных углей, проявляет пуццолановые свойства. Микрокремнезем также представляет собой пуццолановый материал, состоящий почти полностью (85 процентов и более) из очень мелких частиц (в 100 раз мельче портландцемента), обладающих высокой реакционной способностью.

Зола-унос, образующаяся при сжигании суббитуминозного угля, обладает свойствами самоцементации (не требуются дополнительные активаторы, такие как гидроксид кальция). Точно так же молотый гранулированный доменный шлак реагирует с водой с образованием продуктов гидратации, которые придают шлаку вяжущие свойства.

Угольная летучая зола и молотый гранулированный доменный шлак могут смешиваться с портландцементом перед производством бетона или добавляться отдельно в бетонную смесь (добавка). Кремнеземная пыль используется исключительно в качестве добавки.

Химические и минеральные добавки

Добавка – это материал, отличный от портландцемента, воды и заполнителя, который используется в бетоне, когда его смешивают для изменения свойств свежего или затвердевшего бетона. Химические примеси делятся на три основные категории. К ним относятся водоредуцирующие агенты, воздухововлекающие агенты и отвердители. Химические добавки для бетона описаны в ASTM C494.

Реагенты, снижающие содержание воды, представляют собой химические вещества, которые используются для уменьшения количества воды, которое необходимо добавить в смесь, в то же время обеспечивая эквивалентную или улучшенную удобоукладываемость и прочность.

Воздухововлечение повышает устойчивость бетона к разрушению при замораживании и оттаивании, повышает устойчивость к образованию накипи (поверхностное разрушение), возникающее в результате воздействия противогололедных химикатов, повышает устойчивость к сульфатному воздействию и снижает проницаемость. Воздухововлечение может быть достигнуто добавлением воздухововлекающей добавки во время смешивания. Выпускается множество коммерческих воздухововлекающих добавок. Описания и спецификации приведены в ASTM C260.

Схватывающие агенты могут использоваться для замедления или ускорения скорости схватывания бетона. Замедлители иногда используются, чтобы компенсировать ускоряющий эффект жаркой погоды или замедлить схватывание, когда укладка бетона может быть затруднена. Ускорители применяют, когда желательно как можно быстрее набрать прочность для выдерживания расчетных нагрузок. Хлорид кальция является активным веществом, которое чаще всего используется в качестве ускорителя. Агенты схватывания (замедлители и ускорители) более подробно описаны в ASTM C49.4.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Бетонный заполнитель

Поскольку заполнители, используемые в бетонных смесях, составляют приблизительно от 80 до 85 процентов бетонной смеси по массе (от 60 до 75 процентов бетонной смеси по объему), используемые заполнители оказывают глубокое влияние на свойства и характеристики смеси как в пластичном и закаленном состояниях. Ниже приводится список и краткий комментарий некоторых из наиболее важных свойств заполнителей, используемых в бетонных смесях для дорожного покрытия:

Градация – распределение частиц заполнителя по размерам влияет на относительные пропорции, требования к вяжущим материалам и воде, удобоукладываемость, прокачиваемость, экономичность, пористость, усадку и долговечность. Распределение размеров частиц заполнителя должно быть комбинацией размеров, обеспечивающей минимум пустот.
Абсорбция – необходимо определить абсорбцию и поверхностную влажность заполнителей, чтобы можно было контролировать чистое содержание воды в бетоне.
Форма частиц и текстура поверхности – форма частиц и текстура поверхности как крупных, так и мелких заполнителей оказывают значительное влияние на свойства пластичного бетона. Шероховатые, угловатые или удлиненные частицы требуют больше воды для производства удобоукладываемого бетона, чем гладкие, округлые, компактные заполнители, и в результате эти заполнители требуют больше вяжущих материалов для поддержания того же водоцементного отношения. Угловатые или плохо отсортированные заполнители могут привести к получению бетона, который будет труднее перекачивать, а также может быть сложнее отделывать. Прочность затвердевшего бетона обычно увеличивается с увеличением угловатости крупного заполнителя, и следует избегать плоских или удлиненных частиц крупного заполнителя. Более желательны округлые частицы мелкого заполнителя из-за их положительного влияния на удобоукладываемость пластичного бетона.
Сопротивление истиранию – сопротивление истиранию заполнителя часто используется как общий показатель его качества.
Долговечность – устойчивость к замораживанию и оттаиванию необходима для заполнителей бетона и связана с пористостью, абсорбцией, проницаемостью и структурой пор заполнителя.
Вредные материалы – заполнители не должны содержать потенциально вредных материалов, таких как куски глины, сланцы или другие сыпучие частицы, а также других материалов, которые могут повлиять на его химическую стабильность, устойчивость к атмосферным воздействиям или объемную стабильность.
Прочность частиц – для обычных бетонных покрытий прочность заполнителя редко проверяется. Обычно она намного больше и, следовательно, не столь критична, как прочность пасты или сцепление пасты с заполнителем. Прочность частиц является важным фактором в высокопрочных бетонных смесях.

В таблице 24-5 приведен список стандартных методов испытаний, которые используются для оценки пригодности обычных минеральных заполнителей для дорожного покрытия из бетона на портландцементе.

Таблица 24-5. Процедуры испытаний бетонных заполнителей.

Собственность	Метод испытаний	Артикул
Общие характеристики	Бетонные заполнители	АСТМ С33
	Товарный бетон	АСТМ К94/ААШТО М157М
	Бетон, изготовленный объемным дозированием и непрерывным смешиванием	АСТМ К685/ААШТО М241
	Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям	АСТМ С125
Градация	Размеры заполнителя для строительства дорог и мостов	АСТМ Д448/ААШТО М43
Градация	Ситовой анализ мелкого и крупного заполнителя	АСТМ К136/ААШТО Т27
Поглощение	Удельный вес и поглощение крупного заполнителя	АСТМ К127/ААШТО Т85
Поглощение	Удельный вес и абсорбция мелких заполнителей	АСТМ К128/ААШТО Т84
Форма частиц и текстура поверхности	Плоские и удлиненные частицы в грубом заполнителе	АСТМ D4791
	Неуплотненные пустоты Содержание мелкозернистого заполнителя (в зависимости от формы частиц, текстуры поверхности и градации)	ASTM C1252/AASHTO TP33
	Индекс формы и текстуры совокупных частиц	АСТМ D3398
Стойкость к истиранию	Устойчивость к разложению крупногабаритного грубого заполнителя при истирании и ударе в машине Лос-Анджелеса	АСТМ С535
Стойкость к истиранию	Стойкость к разложению мелкого крупнозернистого заполнителя при истирании и ударе в машине Los Angeles	АСТМ К131/ААШТО Т96
Долговечность	Совокупный индекс долговечности	АСТМ Д3744/ААШТО Т210
	Прочность заполнителей при использовании сульфата натрия или сульфата магния	АСТМ К88/ААШТО Т104
	Прочность агрегатов путем замораживания и оттаивания	ААШТО Т103
Вредные компоненты	Петрографическое исследование заполнителей для бетона	АСТМ С295
	Органические примеси в мелком заполнителе для бетона	АСТМ С40
	Глинистые комки и рыхлые частицы в заполнителях	АСТМ С142
	Пластмассовая мелочь в отсортированных заполнителях и почвах с использованием теста на эквивалент песка	АСТМ D2419
Стабильность объема	Потенциальное изменение объема комбинаций цемент-заполнитель	АСТМ С342
Стабильность объема	Ускоренное обнаружение потенциально опасного расширения растворных стержней из-за щелочно-кремнеземной реакции	АСТМ С227

Портландцемент и дополнительные вяжущие материалы

Хотя он составляет от 7 до 15 процентов от абсолютного объема бетонной смеси, это затвердевшая паста, которая образуется в результате гидратации цемента при добавлении воды, которая связывает частицы заполнителя вместе, образуя камнеподобную массу. Следовательно, на свойства бетона в пластичном и затвердевшем состоянии большое влияние оказывают свойства вяжущего материала, который может состоять из одного портландцемента или смесей портландцемента с дополнительными вяжущими материалами. Некоторые из наиболее важных свойств цементного вяжущего включают:

Химический состав – различия в химическом составе, особенно с дополнительными вяжущими материалами, которые могут быть менее однородными, чем портландцемент, могут повлиять на начальную и предельную прочность, выделение тепла, время схватывания и устойчивость к вредным материалам.
Крупность – крупность цемента или дополнительных вяжущих материалов влияет на тепловыделение и скорость гидратации. Более тонкие материалы реагируют быстрее с соответствующим увеличением набора прочности на ранней стадии, в первую очередь в течение первых 7 дней. Тонкость также влияет на удобоукладываемость, поскольку чем мельче материал, тем больше площадь поверхности и сопротивление трению пластичного бетона.
Прочность – относится к способности цементного теста сохранять свой объем после схватывания и связано с наличием избыточного количества свободной извести или магнезии в цементе или дополнительном вяжущем материале.
Время схватывания – время схватывания цементного теста является показателем скорости, с которой происходят реакции гидратации и нарастания прочности, и может использоваться в качестве индикатора того, происходят ли в пасте нормальные реакции гидратации.
Ложное схватывание – ложное схватывание или преждевременное затвердевание цементного теста проявляется значительной потерей пластичности без выделения тепла вскоре после смешивания бетона.
Прочность на сжатие – прочность на сжатие зависит от состава и крупности цемента. Прочность на сжатие для различных цементов или цементных смесей устанавливается путем испытания на сжатие кубиков строительного раствора, приготовленных с использованием стандартного сортированного песка.
Удельный вес – удельный вес не является показателем качества цемента, но необходим для расчетов состава бетонной смеси. Удельный вес портландцемента составляет примерно 3,15.

В таблице 24-6 приведен список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки состава смеси или ожидаемых характеристик портландцемента и дополнительных вяжущих материалов для использования в бетонных смесях для дорожного покрытия.

Таблица 24-6. Процедуры испытаний портландцемента и дополнительных вяжущих материалов.

Собственность	Метод испытаний	Артикул
Общие характеристики	Портландцемент	АСТМ С150
	Смешанный гидравлический цемент	АСТМ С595
	Расширяющийся гидравлический цемент	АСТМ С845
	Использование пуццолана в качестве минеральной добавки	АСТМ С618
	Технические характеристики доменного шлака	АСТМ С989
	Технические характеристики дыма кремнезема	АСТМ С1240
Химический состав	Химический анализ гидравлических цементов	АСТМ С114
Тонкость	Тонкость гидравлического цемента на ситах 150 мкм (№ 100) и 75 мкм (№ 200)	АСТМ С184/ААШТО 128
	Крупность гидравлического цемента и сырья на ситах 300 мкм (№ 50), 150 мкм (№ 100) и 75 мкм (№ 200) мокрым методом	АСТМ С786
	Тонкость гидравлического цемента на сите 45 мкм (№ 325)	АСТМ К430/ААШТО Т192
	Определение крупности портландцемента с помощью прибора для определения воздухопроницаемости	АСТМ К204/ААШТО Т153
	Определение крупности портландцемента по турбидиметру	АСТМ К115/ААШТО Т98
Прочность цемента	Автоклавное расширение портландцемента	АСТМ К151/ААШТО Т107
Время схватывания	Время схватывания гидравлического цемента с помощью иглы Вика	АСТМ К191/ААШТО Т131
	Время схватывания гидравлического цемента с помощью игл Гиллмора	АСТМ К266/ААШТО Т154
	Время схватывания гидравлического цементного раствора модифицированной иглой Вика	АСТМ С807
Ложный набор	Раннее затвердевание портландцемента (растворный метод)	АСТМ К359/ААШТО Т185
Ложный набор	Раннее схватывание портландцемента (Метод вставки)	АСТМ К451/ААШТО Т186

МАТЕРИАЛ ДЛЯ БЕТОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ

Пропорции смеси для бетонных смесей для дорожного покрытия определяются в лаборатории во время испытаний состава смеси. Это включает в себя определение оптимальных характеристик смеси как в пластичном, так и в затвердевшем состоянии, чтобы гарантировать, что смесь может быть правильно уложена и уплотнена, обработана до требуемой текстуры и гладкости, а также будет иметь желаемые свойства, необходимые для работы дорожного покрытия. Правильно спроектированные, уложенные и отвержденные бетонные смеси для дорожного покрытия должны оцениваться по следующим свойствам:

Свежезамешанный (пластмассовый) бетон

Осадка – осадка указывает на относительную консистенцию пластичного бетона. Бетон пластичной консистенции не крошится, а течет вяло без расслоения.
Удобоукладываемость – удобоукладываемость является мерой простоты укладки, уплотнения и отделки свежесмешанного бетона. Бетон должен быть удобоукладываемым, но не должен чрезмерно расслаиваться или просачиваться.
Время схватывания – знание скорости реакции между вяжущими материалами и водой (гидратация) важно для определения времени схватывания и твердения. Время схватывания бетонных смесей не связано напрямую со временем схватывания цементного теста из-за потери воды и разницы температур.
Содержание воздуха – количество захваченного или увлеченного воздуха в пластиковом бетоне может повлиять на удобоукладываемость бетонной смеси и уменьшить ее склонность к выделению.

Затвердевший бетон

Прочность – бетонные покрытия должны иметь достаточную прочность на изгиб, чтобы выдерживать расчетные транспортные нагрузки (повторения нагруженных осей), которые будут применяться в течение срока службы объекта. В то время как прочность на сжатие также может быть измерена, прочность на изгиб более важна для конструкции и характеристик бетонных покрытий.
Плотность – плотность бетонных смесей для дорожного покрытия варьируется в зависимости от количества и относительной плотности заполнителя, количества вовлеченного или захваченного воздуха, а также содержания воды и вяжущих материалов в бетоне.
Долговечность – затвердевшее бетонное покрытие должно быть устойчивым к повреждениям от замерзания и оттаивания, намокания и высыхания, а также к химическому воздействию (например, от хлоридов или сульфатов в противогололедных солях).
Содержание воздуха – готовый и затвердевший бетон должен содержать достаточно воздуха в затвердевшем цементном тесте, чтобы выдерживать циклы замораживания и оттаивания.
Сопротивление трению – для безопасности пользователей поверхность открытого бетонного покрытия должна обеспечивать достаточную стойкость к трению и быть устойчивой к полировке во время движения. Сопротивление трению зависит от используемых заполнителей и прочности бетона на сжатие.
Объемная стабильность – бетонные смеси для дорожного покрытия должны быть объемно стабильными и не должны расширяться из-за реактивности щелочного заполнителя. Бетонные смеси для мощения не должны чрезмерно усаживаться при высыхании.

В таблице 24-7 приведен список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки состава смеси или ожидаемых характеристик бетонных смесей для дорожного покрытия.

Таблица 24-7. Процедуры испытаний бетонных материалов для мощения.

Собственность	Метод испытаний	Артикул
Общие характеристики	Товарный бетон	АСТМ К94/ААШТО М157
	Бетон, изготовленный объемным дозированием и непрерывным смешиванием	АСТМ К685/ААШТО М241
	Бетонные заполнители	АСТМ С33
	Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям	АСТМ С125
	Использование пуццолана в качестве минеральной добавки	АСТМ С618
	Технические характеристики доменного шлака	АСТМ С989
	Химические добавки для бетона	АСТМ С494
	Воздухововлекающие агенты	АСТМ С260
	Технические характеристики дыма кремнезема	АСТМ С1240
Спад	Осадка гидроцементного бетона	АСТМ К143/ААШТО Т119
Удобообрабатываемость	Прокачка бетона	АСТМ К232/ААШТО Т158
Увлажнение и закрепление	Время схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению	АСТМ С403
Прочность	Прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона	АСТМ С39/АШТО Т22
	Прочность бетона на изгиб (Использование простой балки с нагрузкой в третьей точке)	АСТМ К78/ААШТО Т96
	Прочность на растяжение при раскалывании цилиндрических образцов бетона	АСТМ К496/ААШТО Т198
Содержание воздуха	Микроскопическое определение параметров воздушно-пустотной системы в затвердевшем бетоне	АСТМ С457
	Содержание воздуха в свежезамешанном бетоне методом давления	АСТМ К231/ААШТО Т152
	Содержание воздуха в свежезамешанном бетоне объемным методом	АСТМ К173/ААШТО Т196
	Удельный вес, текучесть и содержание воздуха в бетоне	АСТМ С138
Плотность	Удельный вес, абсорбция и пустоты в затвердевшем бетоне	АСТМ С642
Долговечность	Сопротивление бетона быстрому замораживанию и оттаиванию	АСТМ С666
Долговечность	Стойкость бетонных поверхностей к образованию накипи, подвергающихся воздействию противогололедных химикатов	АСТМ К131/ААШТО Т96
Стабильность объема	Изменение длины затвердевшего гидравлического цементного раствора и бетона	АСТМ С157
Стабильность объема	Изменение длины бетона из-за реакции щелочно-карбонатной породы	АСТМ С1105

ССЫЛКИ НА ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ИНФОРМАЦИЮ

Руководство по бетонным работам ACI, часть 1 – Материалы и общие свойства бетона .

Американский институт бетона, Детройт, Мичиган, 1994.

Косматка, С. Х. и В. К. Панарезе. Проектирование и контроль бетонных смесей . Ассоциация портландцемента, Скоки, Иллинойс, 1995 г.

Невилл, AM Свойства бетона, четвертое издание. John Wiley & Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1996 г.

Предыдущая | Содержание | Следующий

Эффективное использование цемента и бетона для снижения зависимости от технологий производства для нулевых выбросов

Введение

Соблюдение согласованных на международном уровне целевых показателей в области климата в значительной степени зависит от того, как решить проблемы трудно поддающихся сокращению промышленных секторов ¹ . Ярким примером является бетон, наиболее широко используемый искусственный материал в мире ² . Химические реакции и высокие температуры, необходимые для производства цемента, вяжущего для изготовления бетона, в сочетании с его массовым производством и использованием делают его обезуглероживание одной из самых важных задач ^3,4 . Доля выбросов CO ₂ , возникающих в результате всего цикла производства цемента и бетона, в общих глобальных выбросах, связанных с энергетикой, увеличивалась в последние десятилетия ⁵ и в настоящее время составляет ~10% ^6,7 . По мере развития научных знаний об изменении климата ⁸ ключевой вопрос заключается в том, какие действия необходимо предпринять, в каком масштабе и к какому сроку для декарбонизации всего цикла производства цемента и бетона.

Растущий объем данных свидетельствует о потенциале сокращения выбросов за счет усилий, направленных на обеспечение производства цемента и бетона, включая повышение энергоэффективности ^7,9, снижение отношения клинкера к цементу ^10,11, использование низкоуглеродистого топлива ¹², замена цемента альтернативными вяжущими ^13,14, улавливание и хранение углерода (CCS) ^15,16 и улавливание и утилизация углерода (CCU) ¹⁷ . Среди этих различных мер со стороны предложения отраслевые обещания и политические обсуждения особенно зависят от CCS ^18,19,20 , даже несмотря на то, что он принадлежит к самой низкой иерархии стратегий из-за проблем с привязкой к технологиям и низкой эффективности использования ресурсов ²¹ . Напротив, новый поток исследований показал, что со стороны спроса существуют значительные, но в значительной степени неиспользованные возможности за счет более эффективного использования материалов ^{22,23,24,25,26} . Тем не менее, эти исследования не позволяют достичь нулевого уровня выбросов примерно к середине века, что является основополагающим требованием для достижения климатической цели 1,5–2 °C ⁸ . Недавние литературные обзоры, обобщающие большое количество имеющихся данных, указывают на важность комплексных стратегий, охватывающих весь цикл производства цемента и бетона ^21,27,28,29 ; однако соответствующий эмпирический анализ по-прежнему в значительной степени отсутствует. Хотя было предпринято несколько новаторских попыток заполнить этот пробел ^6,30 , они, как правило, учитывают лишь ограниченный набор конкретных конечных пользователей и, таким образом, не охватывают большую часть потоков и запасов бетона.

Представленная здесь работа устраняет эти пробелы в знаниях, характеризуя траекторию чистых нулевых выбросов для цементно-бетонного цикла с использованием согласованной моделирующей структуры. Наш подход основан на модели динамического анализа материальных потоков (MFA) в сочетании с моделью выбросов, которая отслеживает CO ₂ выбросы, возникающие в результате каждого процесса, и физико-химическая модель, которая количественно определяет поглощение CO ₂, связанное с карбонизацией бетона. Этот интегрированный подход позволяет нам исследовать стратегии для достижения нулевых выбросов в цикле цемента и бетона, обеспечивая при этом динамический баланс массы запасов и потоков в системе. Мы применяем модель к Японии, учитывая ее значительные выбросы CO ₂ (пятое место в мире по величине ³¹ ) и наличие типов подробных наборов данных, необходимых для такого подхода к моделированию. Япония является одной из немногих стран в мире, которая предоставляет управляемые государством точные и долгосрочные данные о строительной деятельности по типу конструкции и материалоемкости. В этом исследовании сначала изучается историческая структура и эволюция цементно-бетонного цикла и связанного с ним CO 9 .0938 2 Выбросы и поглощение за 70-летний период, с 1950 по 2019 год. Затем предложенная модель используется для изучения 16 стратегий (девять вмешательств на стороне предложения и семь вмешательств на стороне спроса) для достижения нулевого уровня выбросов к 2050 году. Основная сюжетная линия здесь сосредоточена на том, возможно ли добиться нулевых выбросов в цикле цемента и бетона, не полагаясь на CCS, который относится к нижнему уровню стратегий смягчения последствий ²¹ .

Результаты

Современный цикл производства цемента и бетона

Подробная карта современного цикла цемента и бетона и связанных с ним потоков CO ₂, показанная на рис. 1, дает представление о возможностях вмешательства для смягчения последствий выбросов. В 2019 году было произведено 284 миллиона метрических тонн (Мт) бетона и раствора (далее для простоты — бетона) для удовлетворения внутреннего спроса Японии в зданиях и инфраструктуре, состоящего из 14% цемента, 8% воды для замеса, 78% первичные заполнители и менее 1% переработанных заполнителей. Примерно 83 % массы цемента приходится на клинкер, а остальные 17 % — на гипс и дополнительные вяжущие материалы (ВЦМ), что свидетельствует о несколько более высоком соотношении клинкера и цемента по сравнению с другими регионами, включая Европу и США ³² . Около половины произведенного бетона использовалось для строительства зданий; другая половина была использована для развития инфраструктуры. Приблизительно 2% бетона было потеряно в виде строительных отходов, которые представляют собой бетон, который был произведен, но никогда не включался в конечный продукт. В Японии большая часть снесенного бетона перерабатывается в качестве дорожных материалов, превращается в спящий материал или вывозится на свалку; таким образом, существует почти невидимый рециркуляционный поток к бетонным заполнителям.

Рис. 1: Цементно-бетонный цикл и попутный CO ₂ потоков в Японии в 2019 г.

Все потоки показаны в масштабе Мт/год; используемые запасы, показанные в рамке, масштабируются иначе, чем потоки. Цифры в кружках в нижней части рисунка показывают годовые выбросы и поглощение CO ₂, связанные с бетонным циклом в млн тонн CO ₂ /год. Диаграмма Санки была разработана с помощью floWeaver ⁶³. Вспомогательные вяжущие материалы SCM, цементная пыль ЦКД.

Изображение полного размера

Весь цикл производства цемента и бетона производит 34,1 Мт CO ₂ , что эквивалентно примерно 3% от общего объема выбросов CO ₂ в Японии. Из этого объема наибольшая доля приходится на производство цемента (83%), за ним следуют транспортировка (9%) и укладка бетона на месте (5%). Несмотря на большой объем производства, доля выбросов CO ₂ от совокупного производства составляет всего 2%. Поглощение CO ₂ при карбонизации бетона достигло 8,2 Мт CO ₂ (межквартильный диапазон 7,1–10,0 Мт CO ₂) в 2019 г., что эквивалентно примерно 24 % выбросов, связанных с бетоном, и ~ 1 % общего объема выбросов в Японии. выбросы. Используемые запасы действуют как крупнейший поглотитель в течение срока службы зданий и/или инфраструктуры, поглощая 74% общего потребления. Еще 22% приходится на отходы от сноса на этапе окончания срока службы, а остальные 4% — на цементную пыль и строительные отходы (дополнительный рисунок 26).

Факторы конечного спроса и динамика запасов

При более внимательном рассмотрении факторов спроса цикла цемента и бетона видно, что в настоящее время основной движущей силой является потребление домохозяйств, учитывая его высокую зависимость от основного капитала (рис. 2). В частности, около 80% потоков цемента обусловлено потреблением домохозяйств, при этом государственные расходы и экспорт составляют оставшуюся часть почти в равных количествах. Более подробная разбивка потребления домохозяйств показывает, что жилье является крупнейшим фактором (32%), за ним следуют медицинские услуги и здравоохранение (10%), транспорт (9%).%), и образование (8%). «Другие услуги», которые в совокупности включают розничную торговлю, досуг и т. д., составляют 12%, что позволяет предположить, что они играют важную роль в текущем цикле производства цемента и бетона. Эти тенденции отражают капиталоемкий характер услуг: для образовательных услуг требуются школы, для медицинских и медицинских услуг требуются больницы и дома престарелых, а для розничных услуг требуются коммерческие здания.

Рис. 2. Факторы конечного спроса на потоки цемента в Японии в 2019 г..

Из-за нехватки данных данные о потоках цемента в качестве прокси для бетона были связаны с факторами конечного спроса с использованием последней японской таблицы «затраты-выпуск» ⁵² . Здесь основной капитал эндогенизирован с использованием метода увеличения ⁵⁵ с таблицей накопления основного капитала в дополнительном материале японской таблицы «затраты-выпуск».

Увеличить

Эти конечные потребности удовлетворяются фактически не самими материальными потоками, а накопленным в обществе запасом в виде зданий и инфраструктуры (т. е. находящимся в пользовании). Таким образом, долгосрочная динамика используемых запасов дает представление о будущем пути развития цементно-бетонного цикла. Исторически сложилось так, что запасы используемого бетона продолжали увеличиваться на протяжении всего двадцатого века, достигнув в 2000 году ~ 15 Гт, или 115 тонн на душу населения (дополнительный рисунок 21). Однако его рост стабилизировался с начала двадцать первого века и в целом оставался постоянным на уровне ~ 17 Гт или 130 т на душу населения в течение примерно последних 10 лет. Это отражает тот факт, что здания и инфраструктура, необходимые для поддержания высокого уровня жизни в Японии, уже достаточно созданы (дополнительные рисунки 22 и 23). Такая тенденция характерна не только для Японии, но и для многих стран с высоким уровнем дохода (дополнительный рисунок 24). Эти тенденции обеспечивают прочную основу для изучения того, как цикл производства цемента и бетона может развиваться в будущем.

Смягчающий потенциал стратегий со стороны предложения

Основываясь на наблюдаемых исторических тенденциях, мы оценили будущие модели развития цементно-бетонного цикла и связанных с ним потоков CO ₂ до 2050 года (рис. 3). В соответствии с базовым сценарием, в котором не реализуются никакие стратегии смягчения последствий, тенденции выбросов и поглощения CO ₂ существенно не изменятся в течение следующих десятилетий, в результате чего чистый баланс выбросов составит 19,8 Мт CO ₂ в 2050 году. эквивалентно ~ 2% текущего общего количества CO 9 в Японии0938 2 выбросов, что далеко от целевого показателя чистого нулевого уровня выбросов.

Рис. 3: Роль стратегий со стороны предложения и спроса в чистых выбросах CO ₂, связанных с циклом производства цемента и бетона в Японии, 2020–2050 гг.

Традиционные стратегии со стороны предложения предназначены для активизации текущих усилий цементной и бетонной промышленности по сокращению выбросов CO ₂, в то время как новые стратегии со стороны предложения относятся к стратегиям, которые являются инновационными, но для их расширения может потребоваться некоторое время. Стратегии со стороны спроса относятся к вмешательству систем и субъектов, использующих бетон в застроенной среде. Улавливание и утилизация углерода CCU.

Изображение полного размера

Поскольку большая часть выбросов CO ₂, связанных с циклом производства цемента и бетона, приходится на обжиг известняка и сжигание топлива для теплоснабжения, сокращение выбросов за счет обезуглероживания электроэнергии ограничено 8% в 2050 году. Кроме того , отражая тот факт, что тепловая и электрическая энергоэффективность японских цементных заводов уже близка к 10% лучших мировых показателей в своем классе, повышение энергоэффективности сократит выбросы всего на 3% в 2050 году. На самом деле, что было бы действительно эффективным переход на другой вид топлива, снижение отношения клинкера к цементу и низкоуглеродный транспорт. Переход с угля, используемого в цементных печах, на топливо с низким содержанием углерода и снижение отношения клинкера к цементу за счет увеличения использования SCM может обеспечить дополнительное смягчение последствий на 11% и 25% соответственно в 2050 году. Кроме того, систематические улучшения операций и логистики во всех аспектах автомобильных грузоперевозок, повышение эффективности транспортных средств и поддержка использования альтернативных видов топлива на транспорте могут привести к дополнительной экономии в размере 10% в 2050 году9.0003

Дальнейшее смягчение может быть достигнуто с помощью нескольких новых стратегий, которые в настоящее время активно разрабатываются в цементной и бетонной промышленности. По нашим оценкам, к 2050 году можно будет добиться дополнительного сокращения выбросов на 13% и 7% за счет максимального использования низкоуглеродистых химических составов цемента и технологий CCU (как для твердения бетона, так и для минерализации) соответственно. Важно, однако, то, что даже если все эти меры будут реализованы, коллективный потенциал смягчения последствий составит всего около 80%, что на 20% меньше достижения нулевых выбросов. Это отражает тот факт, что появляющиеся стратегии со стороны предложения ограничены в своем потенциале применимым классом прочности бетона и наличием промышленных отходов, что предполагает необходимость дополнительных мер.

Потенциал смягчения последствий стратегий со стороны спроса

Оставшиеся 20% пробела в смягчении последствий можно заполнить за счет более эффективного использования цемента и бетона в застроенной среде посредством многосторонних действий. Материалоэффективное проектирование, в том числе проектирование бетона с учетом характеристик, использование сборных железобетонных компонентов, последующее натяжение и недопущение чрезмерного проектирования, может привести к дополнительному сокращению выбросов на 9 % к 2050 году. Еще одно снижение на 11 % может быть достигнуто за счет более интенсивное использование зданий и инфраструктуры с помощью таких средств, как расширение практики совместного использования и консолидация городских функций. Эти усилия вместе со стратегиями на стороне предложения позволили нам добиться нулевых выбросов. Продление срока службы зданий и инфраструктуры дополнительно обеспечивает дополнительное смягчение последствий на 4%, что позволяет еще глубже и быстрее обезуглероживаться. Сокращение строительного мусора, повторное использование компонентов, переработка и складирование отходов сноса вместе играют ограниченную роль в сокращении выбросов, но согласовывают принципы экономики замкнутого цикла с глубокой декарбонизацией сектора. В целом наш анализ показывает, что к 2050 году технически возможно достичь нулевого уровня выбросов в цикле производства цемента и бетона за счет быстрой и амбициозной реализации всех стратегий, касающихся спроса и предложения, охватывающих всю цепочку создания стоимости.

Важно отметить, что чистые нулевые выбросы, как определено здесь, относятся к состоянию равных выбросов и поглощения CO ₂, которые меняются в зависимости от реализации стратегии (рис. 4). Только с помощью стратегий со стороны предложения выбросы CO ₂ в 2050 году (11 Мт-CO ₂ ) намного превышают поглощение и хранение CO ₂ за счет естественной карбонизации и CCU (-7 Мт-CO ₂ ), что приводит к чистые положительные потоки CO ₂ в 2050 г. (4 Мт CO ₂ ). При наличии стратегий как со стороны предложения, так и со стороны спроса, 2050 CO 9Выбросы 0938 2 могут быть сокращены более глубоко (4 Мт CO ₂ ). Таким образом, остаточные выбросы полностью компенсируются поглощением и хранением CO ₂ (-5 Мт-CO ₂ ), что обеспечивает чистые отрицательные потоки CO ₂ (-1 Мт-CO ₂ ) по всему объему цемента и бетонный цикл. Это состояние относится к состоянию, в котором выбросы, связанные с производственной деятельностью, уравновешиваются общесистемным поглощением и хранением, в основном из используемых запасов и отходов сноса, образовавшихся в результате прошлого производства цемента и бетона.

Рис. 4: Выбросы и поглощение CO ₂, связанные с циклом производства цемента и бетона в Японии, согласно трем репрезентативным сценариям, 2010–2050 гг.

и Базовый уровень. b Дополнительные стратегии. c Стратегии предложения и спроса. Вертикальными пунктирными линиями отмечен год, в котором начинаются сценарии будущего (2020 г.). Улавливание и утилизация углерода CCU, пыль цементных печей CKD.

Полноразмерное изображение

Последствия использования ресурсов

Достижение нулевого уровня выбросов с помощью стратегий как со стороны предложения, так и со стороны спроса существенно меняет будущие тенденции в использовании ресурсов (рис. 5). В тех случаях, когда стратегии как со стороны предложения, так и со стороны спроса полностью реализованы, внутреннее потребление на душу населения и используемые запасы бетона сокращаются примерно на 55% и 20% соответственно к 2050 году по сравнению с уровнями 2020 года. Это, в сочетании с сокращением населения, снижает общее внутреннее потребление и используемые запасы бетона на 62% и 33% соответственно к 2050 году по сравнению с уровнями 2020 года. Хотя важность абсолютного отделения потребления материалов от экономического роста общепризнанна ³³ эти результаты также подразумевают необходимость абсолютного разделения используемых запасов, а не относительного разделения из-за явления насыщения запасов, наблюдаемого в нескольких странах с высоким уровнем дохода (дополнительный рисунок 24).

Рис. 5: Внутреннее потребление и используемые запасы бетона с набором стратегий спроса и предложения и без него в Японии, 2010–2050 гг.

a Внутреннее потребление. b Используемый запас. Верхняя панель показывает значения на душу населения, а нижняя панель показывает общие значения. Вертикальными пунктирными линиями отмечен год начала анализа будущих сценариев (2020 г.).

Изображение в натуральную величину

Такие радикальные изменения в цикле производства цемента и бетона имеют дополнительное преимущество в виде сокращения использования дефицитных ресурсов, таких как заполнители и вода. По сравнению с базовым сценарием полная реализация всех стратегий со стороны предложения и спроса снижает совокупный спрос на первичную воду на 88% и потребность в пакетной воде на 56% в 2050 году и в совокупности на 54% и 38% соответственно в течение 2020–2050 годов. (Дополнительный рис. 28). Эти тенденции демонстрируют очевидный синергетический эффект достижения нулевых выбросов в смягчении песчаного кризиса ³⁴ , загрязнение воздуха ³⁵ и нехватка воды ³⁶ .

Роль CCS

Хотя CCS относится к низшему уровню стратегий смягчения последствий ²¹ , он остается одной из центральных стратегий в отрасли ¹⁹ . Имея это в виду, роль УХУ в достижении нулевых выбросов исследуется путем проведения анализа чувствительности, чтобы лучше понять, как стратегии со стороны спроса могут снизить зависимость от УХУ (рис. 6). Если стратегия со стороны спроса не будет реализована, то 70 % мощностей печей должны быть оборудованы УХУ для достижения нулевых выбросов к 2050 году. Такая зависимость от УХУ может быть снижена до 30 % путем реализации стратегии со стороны спроса всего 50% от максимального технического потенциала. Когда стратегия со стороны спроса реализуется более чем на 80% технического потенциала, необходимость в УХУ для достижения нулевых выбросов к 2050 году полностью отпадает. Эти результаты отражают взаимосвязь между УХУ и стратегиями на стороне спроса в обезуглероживании этого сектора, с которым трудно бороться.

Рис. 6: Чувствительность чистых выбросов CO 2050 ₂, относящихся к циклу производства цемента и бетона в Японии, к уровню реализации стратегий со стороны спроса и доле печей, оборудованных системами улавливания и хранения углерода (CCS).

Черными линиями отмечены границы между путями, которые обеспечивают (синие) и не обеспечивают (красные) нулевые выбросы. Во всех сценариях ожидается реализация всех стратегий со стороны предложения, кроме CCS, которая показана на вертикальной оси.

Изображение в натуральную величину

Обсуждение

Это исследование ясно показывает, что, хотя нулевые выбросы в цикле производства цемента и бетона технически достижимы, не существует «серебряной пули», которая сама по себе могла бы обеспечить достаточное сокращение выбросов. Скорее, требуется сквозная стратегия, охватывающая весь цикл производства цемента и бетона, чтобы добиться глубокой декарбонизации в оставшееся ограниченное время. Это открытие проливает новый свет на дорожную карту декарбонизации, которую в настоящее время реализуют правительства и промышленность 9.0932 9,19 . Хотя японское правительство и промышленный сектор возлагают большие надежды на стратегии предложения, включая использование альтернативных видов топлива и CCU, наш анализ показывает, что они сами по себе вряд ли приведут к достаточному сокращению выбросов вовремя без массового внедрения CCS. Это связано с тем, что традиционные стратегии со стороны предложения уже оставляют мало возможностей для улучшения из-за исторических усилий отрасли, а новые стратегии со стороны предложения могут быть ограничены в своем потенциале применимыми классами прочности бетона и наличием промышленных отходов. То есть декарбонизация за счет самостоятельных усилий цементной и бетонной промышленности неизбежно должна будет опираться на УХУ, которая требует значительного времени для развертывания в больших масштабах и несет в себе риск не быть готовой вовремя ^37,38 . В совокупности наш анализ ставит под сомнение дорожные карты обезуглероживания, предлагаемые в настоящее время правительством и промышленностью, и подчеркивает важность стратегий со стороны спроса для обеспечения эффективного использования цемента и бетона в застроенной среде в сочетании со стратегиями со стороны предложения.

Проблема, с которой мы в конечном итоге сталкиваемся, заключается в том, как продвигать стратегии со стороны спроса. Реализация стратегий со стороны спроса требует не только усилий цементной и бетонной промышленности, действующих в одиночку; это требует согласованных действий множества заинтересованных сторон, включая архитекторов, градостроителей, землевладельцев, строителей, обычных потребителей и переработчиков отходов ⁶ . В этом контексте наша работа может укрепить научную основу числовых целевых показателей для показателей, связанных с материальными потоками, которые обеспечивают единое направление для различных заинтересованных сторон. Текущие национальные целевые показатели движения материалов в Японии были установлены до объявления углеродной нейтральности и не обязательно гарантируют соответствие нулевым выбросам ³⁹ . Наш анализ устраняет этот пробел, предоставляя набор показателей, т. е. внутреннее потребление и используемые запасы, которые полностью соответствуют цели нулевых чистых выбросов. Как показано в анализе чувствительности, поскольку стратегии со стороны спроса и УХУ могут дополнять друг друга, размещение показателей, связанных с потоком материалов, представленных в этой работе, в качестве национальных целевых показателей, позволит нам подготовиться к риску неспособности своевременно масштабировать УХУ.

Важно отметить, что наш анализ не отрицает необходимость инвестиций в CCS. Скорее, в этом исследовании подчеркивается, что арсенал, необходимый для обезуглероживания цементного и бетонного сектора, должен включать стратегические варианты, выходящие за рамки просто технологий «серебряной пули» на стороне предложения. В частности, с точки зрения стратегии, рациональное использование материалов и более интенсивное использование должны быть приоритетом в свете их высокого потенциала сокращения выбросов. С точки зрения потребительской деятельности ключевая сфера вмешательства включает жилье, медицинское обслуживание, здравоохранение, транспорт, образование и другие услуги, такие как розничная торговля. Эти результаты открывают окно возможностей для эффективного снижения выбросов за счет целенаправленных мер, которые позволяют и поощряют потребителей искать и адаптироваться к экономичным зданиям и инфраструктуре в своей деятельности, связанной с потреблением.

Несмотря на важность стратегий со стороны спроса, у производителей материалов нет абсолютно никаких стимулов для продвижения эффективного использования материалов, поскольку текущая прибыль напрямую связана с объемом проданных материалов. Что еще более важно, закупки цемента и бетона в настоящее время составляют менее 10% от общих расходов в секторе строительства зданий и инфраструктуры, что свидетельствует о наличии слабых экономических стимулов для достижения эффективности материалов даже со стороны спроса (дополнительные рисунки 31–33). ). Эти факты говорят о том, что повышение материальной эффективности не будет развиваться спонтанно, а потребует четкого политического руководства. Поскольку стратегии со стороны спроса, особенно те из них, которые связаны с рациональным использованием материалов и более интенсивным использованием, редко охватывались существующими политиками, потребуются корректировки для повышения осведомленности о важности эффективности использования материалов, которая признается гораздо меньше, чем энергоэффективность ⁴⁰ . Например, в качестве условия для налоговых льгот «Схема сертификации низкоуглеродных зданий» ⁴¹ сертифицирует только деревянные, долговечные или построенные из цемента здания, содержащие доменный шлак или летучую золу. Добавление стандартов использования цемента и бетона, а также корректировка строительных норм и правил могут стать эффективным способом поощрения проектирования с эффективным использованием материалов. Другой возможностью является внесение поправок в «Закон об энергоэффективности зданий» ⁴², который регулирует соблюдение стандартов энергоэффективности, и в «План низкоуглеродного развития города» ⁴¹, который предоставляет субсидии отдельным муниципалитетам. Поскольку в настоящее время эти законы сосредоточены в первую очередь на операционном использовании энергии, определение «воплощенного» углерода в расчете на конкретную функциональную единицу (например, на единицу площади) может добавить заинтересованным сторонам веские причины для строительства экономически эффективных зданий и городских сооружений. Недавно принятая программа субсидирования домов с нулевым выбросом углерода в течение жизненного цикла является инновационной, поскольку она включает воплощённый углерод в оценку ⁴³ . Однако, поскольку в усилиях, связанных с материалами, прямо упоминаются только использование цемента, содержащего доменный шлак, и продление срока службы, необходимо будет внести коррективы, чтобы стимулировать более диверсифицированные стратегии со стороны спроса. Ключевым моментом здесь является признание того, что количество цемента и бетона, которое может быть произведено и использовано в будущем с нулевыми выбросами, не бесконечно, и что оно значительно меньше текущего уровня. Это означает, что рост запасов и оборот должны управляться одновременно, чтобы не вызывать чрезмерного использования материалов с низким или нулевым содержанием углерода 9.0932 44 .

Важно отметить, что описанный здесь путь обезуглероживания зависит от того, как в кадастре учитывается поглощение CO ₂ в результате карбонизации бетона и CCU. В настоящее время поглощение CO ₂ в результате естественной карбонизации или CCU не учитывается в национальных кадастрах в соответствии с Парижским соглашением ⁴⁵ . Если эта ситуация сохранится, остаточные выбросы CO ₂ необходимо будет сократить другими способами. Поскольку это может существенно повлиять на разработку стратегий и инвестиций, необходимо срочно начать и урегулировать дискуссию о том, как учитывать выбросы CO 9, связанные с бетоном.0938 2 Поступление в национальные реестры в соответствии с Парижским соглашением. Если этого не сделать, отраслевое видение достижения нулевых выбросов будет несовместимо с концепцией на национальном уровне в рамках Парижского соглашения, что, в свою очередь, поставит под угрозу эффективность нулевых выбросов в контексте конкретных климатических целей.

В целом, вывод этого исследования ясен: сквозные стратегии, затрагивающие как стороны предложения, так и стороны спроса, могут к 2050 году обезуглерожить весь цикл производства цемента и бетона в Японии, не прибегая к массовому внедрению CCS. Однако для реализации этих стратегий потребуются (1) скоординированная политика для повышения осведомленности о важности стратегий со стороны спроса, (2) пересмотренные цели, связанные с материальными потоками, которые согласуются с национальными обязательствами по борьбе с изменением климата, и (3) консенсус в методы учета, используемые для оценки CO ₂ поглощение путем карбонизации и CCU в национальных кадастрах. Эти перспективы характерны не только для Японии, учитывая, что в большинстве стран мира с высоким уровнем доходов наблюдаются схожие модели использования цемента и бетона. В частности, многие страны со средним и низким доходом, которые находятся в процессе увеличения своих материальных запасов ^46,47 , теперь имеют важную возможность систематически обеспечивать прирост своих запасов на гораздо более низком уровне, чем в существующих развитых странах, путем включения эффективное использование цемента и бетона в планировании городского развития.

Методы

Составление карты цикла производства цемента и бетона

Анализ начинается со всестороннего понимания исторического цикла производства цемента и бетона, который плохо изучен из-за фрагментарности статистических данных. Эта задача решается с помощью системной модели, охватывающей ряд этапов жизненного цикла, включая добычу сырья, переработку, производство, используемые запасы, снос и переработку. Модель сначала дает количественную оценку расхода и запасов бетона на основе строительных работ и удельной плотности материалов, характерных для конкретной конструкции, а затем связывает их с использованием других материалов, таких как цемент, клинкер, заполнители и вода. В основе модели лежит закон сохранения массы, описывающий структуру и динамические изменения материальных потоков и запасов во времени и пространстве с помощью ряда уравнений баланса массы. Используемый запас бетона оценивается с помощью динамического MFA, управляемого притоком ⁴⁸, исходя из конкретного срока службы каждой категории конечного использования. В частности, это подход временного когортного типа, при котором запасы используемого бетона получаются из суммы притока бетона, встроенного в уцелевшие здания и инфраструктуру каждый год. Таким образом, используемый запас бетона определяется как видимое количество материала в зданиях и инфраструктуре, которые используются в любой конкретный год. Обратите внимание, что, поскольку основное внимание в данном исследовании уделяется внутреннему спросу, международная торговля здесь не принимается во внимание.

В этом исследовании рассматриваются 11 категорий конечного использования бетона на основе национальной официальной статистики: (i) жилые здания; (ii) нежилые здания; (iii) дороги; (iv) борьба с оползнями и наводнениями; (v) сельское, лесное и рыбное хозяйство; (vi) техническая вода; (vii) канализация; (viii) порты и аэропорты; (x) железные дороги и телекоммуникации, (xi) парки; и (xii) переработка отходов. В этом исследовании жилые и нежилые здания подразделяются на шесть подкатегорий в зависимости от типа конструкции: деревянные, железобетонные, железобетонные, стальные каркасные, бетонные и другие. Системные переменные и параметры определяются путем агрегирования различных разрозненных статистических данных о цементе, товарном бетоне, заполнителях, строительстве, инфраструктуре и материалоемкости. Некоторые данные дополнены информацией из предыдущих исследований МФА и интервью с представителями отрасли. Более подробное описание процедур моделирования и источников данных представлено в разделе 1.1 в дополнительной информации.

Расчет выбросов и поглощения CO

₂

Выбросы CO ₂, связанные с циклом цемента и бетона, рассчитываются на основе всеобъемлющего набора данных, документирующих потребление энергии и коэффициенты выбросов, используемые в каждом процессе. Такой подход позволяет отслеживать выбросы CO ₂, связанные с потреблением электрической и тепловой энергии, а также химическими реакциями (превращение CaCO ₃ \(\to\)CaO + CO ₂ в печи) по всему объему бетона. цикл. Источники выбросов, рассматриваемые в этом исследовании, можно условно разделить на шесть основных категорий: производство цемента, производство первичных заполнителей, производство переработанных заполнителей, смешивание и дозирование бетона, укладка бетона на месте и транспортировка. Выбросы на этапах использования и демонтажа исключены из модели, поскольку их трудно отнести к одному материалу. Набор данных о потребляемой энергии и выбросах, образующихся в каждом процессе, для Японии составляется на основе различных статистических данных и национальных кадастров выбросов (см. Дополнительные таблицы 12–14 и рисунки 6–10).

Помимо выбросов CO ₂, поглощение CO ₂ при карбонизации бетона оценивается с использованием физико-химической модели ^49,50,51 . Карбонизация бетона представляет собой явление, при котором CO ₂ диффундирует в вяжущие материалы и реагирует с гидратами, что приводит к постепенной потере щелочности вяжущих материалов. Хотя это явление традиционно считалось проблемой долговечности железобетона, его роль в качестве CO _{2 9Поглотитель 0939 привлек внимание в последние годы в контексте смягчения последствий изменения климата ^4,29,49,51 . В этом исследовании оценивается поглощение CO ₂ при карбонизации бетона с учетом четырех поглотителей: бетона, раствора, строительных отходов и цементной пыли. Прогресс карбонизации явно моделируется на основе закона диффузии Фика. В этом случае скорость карбонизации бетона и строительного раствора корректируется с учетом влияния открытой площади поверхности, толщины, класса прочности на сжатие, условий воздействия, добавок, атмосферного CO ₂ концентрация, покрытие и покрытие, а также время воздействия. Скорости карбонизации разрушенного бетона и строительного раствора моделируются в предположении, что частицы отходов имеют сферическую форму. Неопределенности в оценках поглощения CO ₂ оцениваются с помощью моделирования методом Монте-Карло, в котором каждый параметр извлекается случайным образом из определенного вероятностного распределения. Подробности физико-химической модели можно найти в разделе 1.3 дополнительной информации.}

Связь материальных потоков с драйверами конечного спроса

Описанный выше MFA на основе процессов фиксирует только материальные потоки для каждой широкой категории приложений, таких как здания, и не дает никакого представления о том, какой конечный спрос на самом деле ими движет. Например, нежилые здания могут быть использованы в качестве школ или больниц для удовлетворения потребностей в образовании или медицинских услугах. Таким образом, чтобы лучше понять факторы спроса текущего цикла производства цемента и бетона, мы связываем оценочные данные о потоках материалов с факторами конечного спроса на основе подхода «затраты-выпуск». В частности, потоки цемента в 2019 г.связаны примерно с 400 секторами с использованием японской таблицы «затраты-выпуск» за 2015 год, которая является самыми последними доступными в настоящее время данными ⁵² . В этом случае японская таблица «затраты-выпуск» в настоящее время рассматривает накопление основного капитала (например, инфраструктуру, машины и транспортное оборудование) как сектор конечного спроса, а не как ресурсы для производственной системы ^53,54 . Следовательно, типичный анализ затрат-выпуска не говорит нам, какой конечный спрос действительно стимулирует использование строительных материалов, включая цемент и бетон, которые используются в основном для производства основных фондов. Таким образом, мы эндогенизируем основной капитал, используя метод увеличения 9.0932 55 с таблицей накопления основного капитала в дополнительных материалах японской таблицы затрат-выпуска. См. раздел 1.4 и дополнительную таблицу 29 в дополнительной информации для получения подробной информации о расчетах и категориях потребления в таблице «затраты-выпуск».

Разработка базового сценария

Будущие потоки и запасы бетона изучаются и связываются с динамикой запасов зданий и инфраструктуры. При таком подходе будущие площади зданий на душу населения и запасы инфраструктуры сначала оцениваются на основе исторических наблюдений. Динамический MFA, управляемый запасами, затем переводит их во вновь построенные здания и инфраструктуру ⁴⁸ . В конечном счете, используя данные о материалоемкости для каждого приложения, динамические изменения в потоках и запасах зданий и инфраструктуры можно связать с рядом конкретных и связанных с ними видов использования ресурсов.

Мы определяем базовый сценарий как будущее, в котором способы производства, использования и сноса зданий и инфраструктуры остаются неизменными. Этот сценарий основан на наблюдении за тем, что площадь здания на душу населения и запас инфраструктуры были стабильными примерно с 2010 года (дополнительные рисунки 22, 23), и предполагает, что эти значения останутся постоянными в будущем. Такое предположение отражает тот факт, что здания и инфраструктура, необходимые для поддержания высокого уровня жизни, уже достаточно устоялись в японском обществе. Базовый сценарий интерпретируется как ориентир для понимания CO ₂ потенциал снижения выбросов дополнительных стратегий. Будущее население основано на Общем социально-экономическом пути 2, представляющем собой «средний путь» с умеренным ростом населения и ВВП ⁵⁶ .

Изучение стратегий достижения нулевых выбросов

Всего мы рассматриваем 16 стратегий достижения нулевых выбросов в цементной и бетонной промышленности. В целом их можно разделить на три категории: традиционные стратегии со стороны предложения (шесть стратегий), формирующиеся стратегии со стороны предложения (три стратегии) и стратегии со стороны спроса (семь стратегий). Краткое описание каждой группы стратегий приводится ниже, а подробные технические описания, предполагаемые параметры и препятствия для реализации можно найти в разделе 3 дополнительной информации.

Традиционные стратегии со стороны предложения

Стратегии этой категории предназначены для активизации текущих усилий отраслей по сокращению выбросов CO ₂. Такие меры включают повышение тепловой и электрической эффективности, использование топлива с низким содержанием углерода, снижение отношения клинкера к цементу, снижение транспортных выбросов и обезуглероживание электроснабжения. Технологический потенциал этих стратегий определяется на основе передового мирового опыта и долгосрочного видения отрасли, отражающего амбициозный, но вполне осуществимый уровень реализации. Хотя на скорость распространения каждой стратегии влияет множество факторов, в том числе политические и нормативные процедуры, развитие инфраструктуры и накопление информации, для простоты скорость реализации смоделирована в предположении линейного роста с 2021 по 2050 год9.0932 37 .

Новые стратегии со стороны предложения

Эта категория включает новаторские вмешательства со стороны предложения, но для их расширения может потребоваться некоторое время: использование химии низкоуглеродистого цемента и CCU. Мы рассматриваем шесть химических составов низкоуглеродистых цементов, которые были признаны коммерчески жизнеспособными в следующем десятилетии или около того: ^6,7 реактивный белитовый цемент, белит-иелимит-ферритный цемент, карбонизируемый силикатно-кальциевый цемент, сульфоалюминат кальция, Celitement , и оксиды магния, полученные из силикатов магния. Что касается CCU, следует рассмотреть два типа CCU: «отверждение бетона», где CO ₂ газ вводят во время приготовления и смешивания бетона или в процессе отверждения сборных изделий, а также при «минерализации», когда CO ₂ минерализуется щелочными веществами, такими как кальций и магний, с образованием карбонатных минералов. Технологии CCU уменьшают выбросы CO ₂ за счет увеличения поглощения и хранения CO ₂ в течение срока службы бетона и уменьшения количества вяжущего из-за увеличения прочности бетона на сжатие. Технический потенциал этих стратегий устанавливается исходя из применяемых классов прочности и наличия промышленных отходов. На основе правительственной дорожной карты ⁵⁷ и подробный технический обзор ⁷, предполагается, что скорость внедрения будет зависеть от линейного роста с 2030 по 2050 год. системами и субъектами, которые используют бетон в застроенной среде, такими как архитекторы, градостроители, владельцы недвижимости, строители, обычные потребители и переработчики отходов. Здесь рассматриваются в общей сложности семь вмешательств в цикл цемента и бетона: проектирование с эффективным использованием материалов, сокращение строительных отходов, более интенсивное использование, продление срока службы, повторное использование компонентов, переработка и складирование отходов сноса. Поскольку наше внимание сосредоточено на цикле производства цемента и бетона, мы не рассматриваем замену материала, например, инженерной древесиной ^58,59 . Моделирование его эффектов требует выхода за рамки изучения одного материала и отслеживания набора материалов вместе, например, строительных материалов ²⁴ . Технический потенциал каждой стратегии установлен на основе различных научных исследований. Поскольку стратегии в этой категории могут быть реализованы немедленно ²³ , предполагается, что реализация начнется в 2021 году, как и в случае с обычными стратегиями на стороне предложения.

Важно отметить, что рассматриваемые здесь стратегии со стороны спроса не являются независимыми и влияют друг на друга. Ярким примером являются стратегии, связанные с продлением срока службы и несколькими вариантами окончания срока службы: чем дольше прослужит бетонная конструкция за счет продления срока службы, тем меньше материалов с истекшим сроком службы будет доступно для повторного использования компонентов, переработки или складирования отходов. Наша модель фиксирует такие взаимодействия с помощью набора уравнений баланса массы, которые обеспечивают осуществимость каждой стратегии с точки зрения ограничений баланса массы. Взаимодействие стратегий, не зависящих от ограничений баланса масс, более подробно объясняется в разделе 3 дополнительной информации.

Количественная оценка роли УХУ по отношению к стратегиям со стороны спроса

Хотя в этом исследовании ставится задача изучить сценарий с нулевыми выбросами, который не опирается на УХУ, роль УХУ исследуется в порядке анализа чувствительности. Это позволяет нам лучше понять, как стратегии на стороне спроса могут снизить зависимость от CCS. В частности, мы количественно определяем, в какой степени различные уровни реализации стратегий со стороны спроса снижают зависимость от CCS. Это делается путем оценки чистого CO ₂ выбросы при изменении уровня реализации стратегий со стороны спроса и процентной доли мощности печей, оснащенных CCS, от 0% до 100% с интервалом 10%. Таким образом, всего исследуется 121 различных сценариев. В этом случае в печах можно использовать три возможных типа CCS: кислородно-топливное сжигание, предварительное сжигание и дожигание, где CO ₂ отделяется и улавливается во время сжигания, предварительного сжигания и дожигания, соответственно. Здесь реализация дожигания с химической абсорбцией определяется ссылкой на литературу ⁶⁰ , с учетом эффективности улавливания (90%) и энергетических затрат (2070 МДж/т CO ₂ уловлено) ^6,61 .

Ссылки

Davis, S.J. et al. Энергетические системы с нулевыми выбросами. Наука (80-.) 360 , 6396 (2018).
Артикул КАС Google ученый
Эльхахам Э., Бен-ури Л., Грозовски Дж., Бар-он Ю. М. и Майло Р. Глобальная антропогенная масса превышает всю живую биомассу. Природа https://doi.org/10.1038/s41586-020-3010-5 (2020).
Артикул пабмед Google ученый
Монтейро, П.Дж.М., Миллер, С.А. и Хорват, А. К устойчивому бетону. Нац. Матер. 16 , 698–699 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Daehn, K. et al. Инновации для обезуглероживания материалов промышленности. Нац. Преподобный Матер. 7 , 275–294 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый
«>
Hertwich, E. G. Увеличение углеродного следа производства материалов за счет роста инвестиций. Нац. Geosci. 14 , 151–155 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Цао З., Масанет Э., Тивари А. и Аколавала С. Декарбонизация бетона: пути глубокой декарбонизации цементно-бетонного цикла в США, Индии и Китае (ClimateWorks Foundation, 2021).
Международное энергетическое агентство. Energy Technology Perspectives 2020 (Международное энергетическое агентство, 2020).
МГЭИК. Изменение климата в 2021 году: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, 2021 г.).
Международное энергетическое агентство. Дорожная карта технологий: переход на низкоуглеродные технологии в цементной промышленности (Международное энергетическое агентство, 2018 г. ).
Miller, S. A. Дополнительные вяжущие материалы для снижения выбросов парниковых газов из бетона: может ли хорошего быть слишком много? Дж. Чистый. Произв. 178 , 587–598 (2018).
Артикул Google ученый
Арригони А. и др. Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла бетона, содержащего дополнительные вяжущие материалы: отключение или замена. Дж. Чистый. Произв. 263 , 121465 (2020).
КАС Статья Google ученый
Рахман, А., Расул, М. Г., Хан, М. М. К. и Шарма, С. Последние разработки в области использования альтернативных видов топлива в процессе производства цемента. Топливо 145 , 84–99 (2015).
КАС Статья Google ученый
Миллер, С. А., Джон, В. М., Пакка, С. А. и Хорват, А. Потенциал сокращения выбросов углекислого газа в мировой цементной промышленности к 2050 году. Cem. Конкр. Рез. 114 , 115–124 (2018).
КАС Статья Google ученый
Миллер С.А. и Майерс Р.Дж. Воздействие альтернативных цементных вяжущих на окружающую среду. Окружающая среда. науч. Технол. 54 , 677–686 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед Статья Google ученый
Van Ruijven, B.J. et al. Долгосрочные прогнозы энергопотребления и выбросов CO2 в сталелитейной и цементной промышленности на основе моделей. Ресурс. Консерв. Переработка 112 , 15–36 (2016).
Артикул Google ученый
van Sluisveld, M.A.E., de Boer, H.S., Daioglou, V., Hof, A. F. & van Vuuren, D.P. Гонка к нулю — Оценка положения тяжелой промышленности в глобальном контексте нулевых выбросов CO ₂. Энергия Клим. Чанг. 2 , 100051 (2021).
Артикул КАС Google ученый
Лим, Т., Эллис, Б. Р. и Скерлос, С. Дж. Снижение выбросов CO2 при производстве бетона за счет сокращения вяжущего с использованием CO2. Окружающая среда. Рез. Письмо . 14 , 114014 (2019).
GCCA. Concrete Future — Дорожная карта цементной и бетонной промышленности GCCA 2050 для Net Zero Concrete . Глобальная ассоциация цемента и бетона (GCCA, 2021).
Hirao, H., Hayashi, K., Nomura, K. & Hyodo, H. Долгосрочное видение сокращения выбросов парниковых газов до 2050 года. Taiheiyo Cem. Кенкю Хококу 179 , 3–14 (2020).
КАС Google ученый
«>
Буш, П., Кендалл, А., Мерфи, К.В. и Миллер, С.А. Обзор литературы по политике снижения выбросов парниковых газов при производстве цемента и бетона. Ресурс. Консерв. Переработка 182 , 106278 (2022).
КАС Статья Google ученый
Миллер, С. А., Хаберт, Г., Майерс, Р. Дж. и Харви, Дж. Т. Достижение нулевых чистых выбросов парниковых газов в цементной промышленности с помощью стратегий смягчения последствий цепочки создания стоимости. Одна Земля 4 , 1398–1411 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Миллер, С. А. Роль срока службы цемента в эффективном использовании ресурсов. Окружающая среда. Рез. Письмо . 15 , 024004 (2020).
Паулюк, С., Хирен, Н., Беррилл, П., Фишман, Т. и Хертвич, Э. Г. Глобальные сценарии экономии ресурсов и выбросов за счет эффективности использования материалов в жилых домах и автомобилях. Нац. коммун. 12 , 5097 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый
Zhong, X. et al. Глобальные выбросы парниковых газов от жилых и коммерческих строительных материалов и стратегии смягчения последствий до 2060 г. Nat. коммун. 12 , 6126 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый
Reis, D.C. et al. Потенциальное сокращение и поглощение CO2 благодаря индустриализации и эффективному использованию цемента в Бразилии к 2050 году. J. Ind. Ecol. 2014 , 1–15 (2021).
Google ученый
Шанкс, В. и др. Сколько цемента мы можем обойтись без? Уроки потоков цементных материалов в Великобритании. Ресурс. Консерв. Переработка 141 , 441–454 (2019).
Артикул Google ученый
Паментер, С. и Майерс, Р. Дж. Декарбонизация цикла производства цементных материалов: общесистемный обзор мер по декарбонизации цепочки поставок цемента в контексте Великобритании и Европы. J. Ind. Ecol. 25 , 359–376 (2021).
КАС Статья Google ученый
Rissman, J. et al. Технологии и политика обезуглероживания мировой промышленности: обзор и оценка факторов смягчения последствий до 2070 г. заявл. Энергия 266 , 114848 (2020).
КАС Статья Google ученый
Хаберт Г. и др. Воздействие на окружающую среду и стратегии обезуглероживания в цементной и бетонной промышленности. Нац. Преподобный Земля Окружающая среда. 1 , 559–573 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Грегори Дж. и др. Роль бетона в выбросах парниковых газов в течение жизненного цикла зданий и тротуаров в США. Проц. Натл акад. науч. США 118 , 1–9 (2021).
Google ученый
Международное энергетическое агентство. World Energy Outlook 2021 (Международное энергетическое агентство, 2021 г.).
Инициатива по устойчивому развитию цемента. ГНР пр. (2021). Доступно по ссылке: https://gccassociation.org/gnr/ (дата обращения: 8 декабря 2021 г.).
Lenzen, M. et al. Внедрение материального следа для измерения прогресса в достижении целей устойчивого развития 8 и 12. Нац. Поддерживать. 5 , 157–166 (2021).
Артикул Google ученый
«>
Чжун, X., Детман, С., Туккер, А. и Беренс, П. Повышение эффективности использования материалов в зданиях для преодоления глобального кризиса песка. Нац. Поддерживать. https://doi.org/10.1038/s41893-022-00857-0 (2022).
Артикул Google ученый
Миллер, С. А. и Мур, Ф. К. Ущерб климату и здоровью от глобального производства бетона. Нац. Клим. Чанг 10 , 439–443 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Миллер, С. А., Хорват, А. и Монтейро, П. Дж. М. Воздействие стремительного роста производства бетона на водные ресурсы во всем мире. Нац. Поддерживать. 1 , 69–76 (2018).
Артикул Google ученый
Нельсон С. и Оллвуд Дж. М. Технологические и социальные графики смягчения последствий изменения климата: уроки 12 прошлых переходов. Энергетическая политика 152 , 112155 (2021 г.).
Артикул Google ученый
Allwood, J. et al. Абсолютный ноль . https://doi.org/10.17863/CAM.46075 (2019 г.).
Министерство охраны окружающей среды Японии. Общество цикла звуковых материалов (2020 г.). Доступно по адресу: https://www.env.go.jp/en/recycle/smcs/index.html (дата обращения: 30 апреля 2020 г.).
Олвуд, Дж. М., Эшби, М. Ф., Гутовски, Т. Г. и Уоррелл, Э. Эффективность использования материалов: информационный документ. Ресурс. Консерв. Переработка 55 , 362–381 (2011).
Артикул Google ученый
Министерство земельной инфраструктуры, транспорта и туризма. Низкоуглеродное развитие города . Доступно по адресу: https://www.mlit.go.jp/toshi/city_plan/eco-city. html. (по состоянию на 6 апреля 2022 г.).
Министерство экономики, торговли и промышленности. Обзор Закона об улучшении показателей энергопотребления зданий (Министерство экономики, торговли и промышленности, 2016 г.).
Министерство земельной инфраструктуры, транспорта и туризма. ZEH (дом с нулевым потреблением энергии) и LCCM (жизненный цикл углерода минус) проекты, связанные с жильем (субсидии). Доступно по адресу: https://www.mlit.go.jp/jutakkentiku/house/jutakukentiku_house_tk4_000153.html (дата обращения: 8 апреля 2022 г.).
Беррилл П. и Хертвич Э. Материальные потоки и выбросы парниковых газов в результате эволюции жилищного фонда в округах США, 2020–2060 гг. г. Стр. Города 2 , 599–617 (2021).
Артикул Google ученый
Управление инвентаризации парниковых газов Японии и Министерство окружающей среды. Отчет о национальной инвентаризации парниковых газов ЯПОНИИ за 2021 г. (Управление инвентаризации парниковых газов Японии и Министерство окружающей среды, 2021 г.).
Мюллер, Д. Б. и др. Выбросы углерода от развития инфраструктуры. Окружающая среда. науч. Технол. 47 , 11739–11746 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ пабмед Статья КАС Google ученый
Wiedenhofer, D. et al. Перспективы насыщения использования ресурсов человечеством? Анализ материальных запасов и потоков в девяти регионах мира с 1900 по 2035 год. Глоб. Окружающая среда. Чанг. 71 , 102410 (2021).
Артикул Google ученый
Ватари, Т., Нансай, К. и Накаджима, К. Спрос на основные металлы, предложение и воздействие на окружающую среду до 2100 года: критический обзор. Ресурс. Консерв. Переработка 164 , 105107 (2021).
Артикул КАС Google ученый
Си, Ф. и др. Значительное глобальное поглощение углерода при карбонизации цемента. Нац. Geosci. 9 , 880–883 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Цао, З. и др. Эффект губки и потенциал снижения выбросов углерода в глобальном цикле производства цемента. Нац. коммун. 11 , 1–9 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья КАС Google ученый
Guo, R. et al. Глобальное поглощение CO2 цементом с 1930 по 2019 год. Earth Syst. науч. Данные 13 , 1791–1805 (2021).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Министерство внутренних дел и коммуникаций. Таблицы затрат-выпуска для Японии. (2019). Доступно по адресу: https://www.soumu.go.jp/english/dgpp_ss/data/io/index.htm (дата обращения: 15 января 2022 г.).
Седерстен, С.-Дж., Вуд, Р. и Видманн, Т. Капитальная нагрузка глобальных материальных следов. Ресурс. Консерв. Переработка 158 , 104811 (2020).
Артикул Google ученый
Беррилл П., Миллер Т. Р., Кондо Ю. и Хертвич Э. Г. Капитал в американском углеродном, энергетическом и материальном следе. J. Ind. Ecol. 24 , 589–600 (2020).
Артикул Google ученый
Хата, С., Нансай, К. и Накадзима, К. Накопление основного капитала для сферы услуг в Японии сопряжено со значительным потреблением углеродоемких материалов. Ресурс. Консерв. Переработка 182 , 106334 (2022).
Артикул Google ученый
«>
Фрико, О. и др. Маркерная количественная оценка общего социально-экономического пути 2: промежуточный сценарий для 21 века. Глоб. Окружающая среда. Чанг. 42 , 251–267 (2017).
Артикул Google ученый
Министерство экономики, торговли и промышленности. Дорожная карта для технологий переработки углерода (2021). Доступно по адресу: https://www.meti.go.jp/english/press/2021/0726_003.html. (по состоянию на 1 декабря 2021 г.).
Чуркина Г. и др. Здания как глобальный поглотитель углерода. Нац. Поддерживать. 3 , 269–276 (2020).
Артикул Google ученый
Помпони Ф., Харт Дж., Арехарт Дж. Х. и Д’Амико Б. Здания как глобальный поглотитель углерода? Реальная проверка пределов выполнимости. Одна Земля 3 , 157–161 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
«>
Chiba, Y., Toru, O. & Kazushi, I. Исследование технологии разделения и улавливания CO ₂: маломасштабное демонстрационное испытание улавливания CO ₂ из выхлопных газов цементной печи. Тайхейо Цем. Кенкю Хококу 179 , 61–71 (2020).
КАС Google ученый
Министерство окружающей среды. Отчет о технико-экономическом обосновании двусторонней кредитной системы с использованием CCS на шаттле . Доступно по адресу: https://www.env.go.jp/earth/ccs/h35_report.html. (по состоянию на 28 декабря 2021 г.).
Ватари, Т. и Цао, З. Эффективное использование цемента и бетона для снижения зависимости от технологий на стороне предложения для нулевых выбросов. Зенодо https://doi.org/10.5281/zenodo.6757707 (2022).
Артикул Google ученый
Луптон, Р. К. и Олвуд, Дж. М. Гибридные диаграммы Санки: визуальный анализ многомерных данных для понимания использования ресурсов. Ресурс. Консерв. Переработка 124 , 141–151 (2017).
Артикул Google ученый

Ссылки для скачивания

Создание бетона: анализ роли расположения бетонных заводов для целей политики круглого города

Введение

В этом документе используется концепция городского метаболизма для изучения пространственных проблем политики городской экономики замкнутого цикла (CE). Наши аргументы начинаются с статьи Ньюэлла и Казинса (2015) о границах городского метаболизма. В своей статье они отмечают, что концепция городского метаболизма не является однозначной и может быть воспринята в рамках трех различных экологий: марксистской, индустриальной и городской (см. также Wachsmuth, 2012). Не объясняя их подробно, они различаются тем, как они используют городской метаболизм в качестве аналитической единицы для изучения, соответственно, отношений между природой и обществом, количественных материальных потоков и запасов, а также городских сложных экосистем (подсистем, ср. Луман (19).82)). Как они продолжают, все три имеют свои преимущества и недостатки. Но, как и в аргументах Ньюэлла и Казина, в этой статье мы не утверждаем, что одно лучше подходит, чем другое, а подчеркиваем, что преимущества в нашем понимании появятся, если мы объединим идеи всех трех. В частности, Ньюэлл и Казинс предлагают сочетать промышленную экологию с политическими экологическими исследованиями. Это позволяет, с одной стороны, использовать четкие количественные методологии, ориентированные на результат, но одновременно, с другой стороны, дает возможность применять качественные пространственно-критические социально-экономические и институциональные подходы. Другими словами, концепция городского метаболизма полезна для понимания реляционных социально-экологических систем путем применения количественных материальных процессов.

Цель этой статьи — продолжить эту работу и перейти к следующему шагу, а именно к операционализации концепции городского метаболизма для понимания ее границ. Обстановка, в которой мы реализуем концепцию, — это CE. Концепция городского метаболизма и ХЭ объединяются не впервые, даже наоборот (Russell et al., 2019; Paiho et al., 2020). Тем не менее, возможно, по крайней мере неявно, многие из этих исследований быстро рассматривают их как синонимы. Мы, однако, утверждаем, что это не так. В то время как городской метаболизм представляет собой нейтральную количественную и качественную аналитическую концепцию, изучающую (не)материальные, институциональные и энергетические отношения и потоки внутри, из и к городам, CE является нормативным, поскольку он стремится к тому, чтобы существующие потоки были или должны были стать круговыми. Еще одно отличие состоит в том, что ЦЭ по своей сути является сетевым понятием, без четкой географии или (городских) границ. Следовательно, перевод CE в городской контекст, в данном случае через городской метаболизм, не является простым. Другими словами, это не потому, что ЦЭ сочетается с городским метаболизмом, тогда решается вопрос масштаба и четко определяется городской ЦЭ. Непонимание здесь происходит именно по той причине, что городской метаболизм является не только четко измеримым понятием, но и политико-экологическим, как пояснялось выше. Проще говоря, хотя, таким образом, городской метаболизм явно фокусируется на городском, все еще остается неясным, что именно влечет за собой этот городской (Heynen et al., 2006). Действительно, город — это почти четко определенная сущность (Brenner and Schmid, 2014). Таким образом, круговой городской метаболизм может быть легко понят как нормативный дискурс, однако по-прежнему трудно точно понять, что он влечет за собой. Причина этого в том, что неясно, что влечет за собой «городское», где оно начинается и где заканчивается. Другими словами, неясно, каковы пространственные контуры городской экономики замкнутого цикла (см. в этом отношении также Tapia et al., 2021). Это приводит к нашему исследовательскому вопросу: какова география круглого города?

До сих пор количественные методы доминируют как в городском метаболизме, так и в исследованиях КЭ, что к настоящему времени подвергается широкой критике (Korhonen et al. , 2018a; Korhonen et al., 2018b). В то время как большинство критиков справедливо подчеркивают, что мы должны углубить наше понимание темы социальных и экономических элементов СЕ, в этой статье мы сосредоточимся на политической институциональной части СЕ. Мы делаем это потому, что круговой город по своей сути является политическим субъектом. В отличие от городского метаболизма или CE, круговой город как концепция, а теперь даже как дискурс (Van den Berghe and Vos, 2019), возникли не в преимущественно научном сообществе (ср. Wolman, 1965), а в среде политиков. Как описывают другие (Williams, 2019; 2021), политическое стремление стать городом замкнутого цикла в последнее время стало поддерживаться многими городскими властями по всему миру, такими как Париж, Лондон или Амстердам (Williams, 2021). Суть этих целей городской политики состоит в том, чтобы максимально избегать отходов и больше не использовать первичные материалы. Затем выбираются разные темы, на которых нужно сосредоточиться, но постоянным является акцент на искусственной среде. Это не случайно, потому что застроенная среда и строительный сектор являются основной причиной широкого использования первичных материалов и производства городских отходов (ООН, 2019 г.).).

Причина, по которой в этой статье мы пытаемся подробно исследовать географию круглого города, заключается в том, что в последнее время все больше авторов сигнализируют о том, что нынешнее применение политики круглого города, по крайней мере неявно, не используется в первую очередь для создания городов. более круговой, но для ускорения развития жилого и коммерческого землепользования. Как объяснили Ван ден Берге и Вос (2019) и Уильямс (2019), круговой город существует, если оба результата искусственной среды, то есть круговая спроектированная застроенная среда, сочетаются с замкнутой функционирующей застроенной средой. Последнее означает, что городская политика замкнутого цикла также учитывает, что материальные потоки, идущие (ср. строительство) и исходящие из (ср. снос/сбор урожая) застроенной среды, обрабатываются круговым способом. Иными словами, успешный круговой город подразумевает, что вся существующая цепочка застроенной среды является круговой. Это означает, что не только согласовываются спрос и предложение материалов, но также учитывается часто забываемый промежуточный этап — переработка. Идеальное совпадение спроса и предложения в большинстве случаев является утопией. Это происходит по двум причинам. Во-первых, на самом деле существует разница во времени, что означает, что материалы должны временно храниться, прежде чем их можно будет использовать снова. По этой причине города все чаще задумываются о создании так называемых круглых материальных узлов (Loeber and Snoek, 2020), мест, где материалы могут временно храниться. Во-вторых, в основном материалы не могут быть использованы один на один из снесенного здания в новое здание. В основном материалы необходимо модифицировать (например, покрасить). Иногда материалы должны быть полностью обработаны, чтобы снова стать полезными. Примерами являются сталь или бетон, в изобилии присутствующие в городской застройке, которые во многих случаях должны быть расплавлены или отшлифованы соответственно, прежде чем их можно будет циклически переделать в новую сталь и бетон.

Чтобы ответить на исследовательский вопрос, статья построена следующим образом. В следующем разделе мы объясним концептуальную проблему соединения пространства с сетями или географии с отношениями, точно концептуальную проблему кругового городского метаболизма, как объяснялось. Затем мы представляем нашу концептуальную основу, представляющую круговую (повторную) цепочку поставок, состоящую не только из источника и назначения круговых материалов, но также включающую необходимые промежуточные функции. Далее мы представляем наше тематическое исследование города Гааги в Нидерландах, города, который имеет политическое стремление стать городом замкнутого цикла, но характеризуется преимущественно жилым и коммерческим землепользованием, без наличия крупных промышленных зон. Как мы покажем, именно эти области и (потенциальные) циркулярные функции, которые они выполняют, будут иметь решающее значение в (ближайшем) будущем для реализации политики циркулярного города. Однако текущая политика Гааги в области землепользования делает все, кроме защиты этих территорий, как это ни парадоксально, ссылаясь на свою круговую политику города. Завершаем обсуждением и заключением.

Городские круглые города: политика, география и сети

Объединение географии и сетей в литературе по CE затрагивалось рядом авторов (Newell and Cousins, 2015; Hobson and Lynch, 2016; Deutz et al., 2017; Haezendonck and Van den Berghe, 2020; Salomone et al., 2020; Van den Berghe et al., 2020; Van den Berghe and Daamen, 2020; Williams, 2021). Хотя между этими работами существуют очевидные различия в аналитической направленности, предмете и методологиях, их объединяет то, что они подчеркивают проблему учета границ пространственных систем при работе с устойчивым развитием, самым популярным сторонником которого в последнее время является КЭ. Келер и др., 2019 г.). В частности, Korhonen et al. (2018b) утверждают, что выбор единицы анализа и сопутствующих методологических подходов всегда следует интерпретировать вместе с критическим прочтением, в противном случае это может привести к «масштабным неверным представлениям в интерпретации применимости результатов исследования [… в результате чего, например] успех на микроэкономическом уровне может быть ошибочно истолкован как вклад в общую устойчивость на макроэкономическом уровне» (Korhonen et al. , 2018b).

До сегодняшнего дня, возможно, роль масштаба в литературе по КЭ использовалась просто как способ объяснить отправную точку исследования, а не как сам предмет. Например, Pomponi and Moncaster (2017), исследуя CE для застроенной среды, классифицировали масштаб с использованием трех аналитических уровней: 1) микроуровень, который фокусируется на материалах и компонентах, 2) мезоуровень, который фокусируется на зданиях и 3) макроуровень, который ориентирован на города. Другие, такие как Калмыкова и др. (2016), Reike et al. (2018) или Bauwens et al. (2020) используют местные/региональные, национальные или глобальные подразделения в качестве своих подразделений. Однако мы утверждаем, что это не так просто. По крайней мере неявная «ошибка» в этих исследованиях заключается именно в том, что масштаб рассматривается как данность. Напротив, масштаб не является объективной реальностью, но находится под влиянием многих зависимых от пути и контекста процессов структуры и действия (Elder-Vass, 2010). Различные процессы регулирования в конечном итоге приводят к различным режимам накопления (Jessop et al., 2008), при которых регулируются производство, обращение, реализация и интерпретация стоимости (Savini, 2019).).

Возвращая это к городскому метаболизму и круговым городам, видя масштаб как таковой, хорошо согласуется с видением города как социального пограничного объекта и взглядом на город как на часть относительной социально-экологической системы, как утверждают Ньюэлл и Казинс ( 2015). Другими словами, городской метаболизм или круговые города — это не данность, а часть постоянно меняющегося процесса структуры и действия, зависящего от пути и контекста. Это означает, что меры политики, принимаемые для достижения цели политики замкнутого города, влияют не только на область политики, связанную с областью политики (например, муниципалитет и его административная территория), но также влияют на (не)материальные отношения, возникающие и в частности, из города (ср. городской метаболизм).

Поэтому при анализе круглого города необходимо учитывать две системные границы: политическую и сетевую. Первый связан с уровнем, на котором озвучивается цель политики, и связанной с ней административной областью. Это может быть как международный уровень (например, Европейская комиссия), так и местный уровень (например, муниципалитет). Сетевой относится к конкретным учитываемым материальным и/или нематериальным потокам. Поиск системной границы сети менее очевиден, чем политическая граница. Сеть именно в большинстве случаев безгранична. Тем не менее, сеть может быть пространственно демаркирована, принимая во внимание пространственную границу, на которой фокусируется человек, в данном случае, таким образом, политическую (например, муниципалитет) и тематическую границу (например, органические потоки, финансовые операции, перемещение рабочей силы, …) ( см. по этому поводу Menzel and Fornahl, 2009.). Хотя всегда произвольно, можно обнаружить, что релевантность сети в какой-то момент значительно снижается для места, взятого в качестве отправной точки, и тогда это можно рассматривать как соответствующую границу сетевой системы. Теперь у вас есть две системные границы, которые вместе являются системной границей круглого города. Однако операционная проблема заключается в том, что в этом глобализированном мире большинство материалов и нематериальных объектов путешествуют по миру. Это затрудняет демаркацию соответствующей границы сетевой системы, и поэтому трудно исследовать «действие (ср. Меры) и реакцию» при выполнении политик циклического города. Понимание этого имеет важное значение, потому что только такое исследование может проанализировать, как мера, предпринятая в политической административной области (например, круговая городская мера), влияет на сеть, частью которой она является, как внутри области, так и за ее пределами. Таким образом, можно увидеть, как мера политики влияет на другие области политики. Преимущество заключается в том, что можно увидеть, происходит ли так называемое «смещение проблемы» — концепция, хорошо известная в политической географии, когда политическая (экологическая) мера, принимаемая в одном месте для «улучшения» определенной ситуации, ухудшить одно в другом месте (ср. Dryzek, 1987; Эмель и Пит, 2001 [1989]). В следующем разделе мы объясним, как мы реализуем «действие-противодействие» круглых городов.

Методология

В этом разделе мы сначала объясним, какие границы политической системы принимаются во внимание, а именно голландский город Гаага. Далее мы объясним, почему мы фокусируемся на бетоне среди множества возможных (не)материалов, относящихся к CE. Затем мы объясним нашу концептуальную основу и то, как мы будем рассчитывать различные шаги для ее заполнения.

Гаага и ее циркулярная городская политика

Гаага принадлежит к так называемым городам G5 или пяти крупнейшим городам Нидерландов (Амстердам, Роттердам, Утрехт, Гаага и Эйндховен). Эта группа из пяти не является институционализированным набором административных органов, хотя можно сказать, что у этих пяти действительно больше административных возможностей. На каком-то уровне, возможно, это одна из причин того, что все пять городов так или иначе имеют видение и политику, разработанную в соответствии с «новейшим ребенком в квартале», CE. Амстердам известен во всем мире как лидер (Williams, 2021), но и у других есть четкие политические документы, чтобы стать «круговым городом».

Как и в большинстве циркулярных документов городской политики, Гаага фокусируется на трех важных материальных потоках в своем городе (Den Haag, 2018): 1) биомасса или органические отходы, 2) отходы строительства и сноса (CDW) и 3) критические металлы. В этой статье мы сосредоточимся на CDW. Гаага поясняет, что на данный момент 95% CDW уже перерабатывается, но почти исключительно «вниз», в частности, для основания дорог. Поэтому в политическом документе говорится, что застроенная среда должна быть спроектирована по кругу и сочетаться с «паспортом материала», объясняющим, какие материалы и в каком количестве находятся в зданиях. В документе также говорится, что существует потребность в физическом «рынке», где материалы могут храниться и продаваться. Как мы объясним далее, это можно обозначить как круговой материальный узел — концепцию, которую исследуют многие города (Ramli, 2021). Для нашей статьи интересно то, что программный документ не назначает функции землепользования, которые переделывают, переделывают или перепроизводят старые материалы в новые круглые материалы.

Циркулярный бетон

В Европе средний состав ЦДВ состоит на 85 % из каменистых отходов (Gálvez-Martos et al., 2018), в частности из бетона. Следовательно, отказ от использования первичного бетона может привести к значительным экологическим улучшениям (Huntzinger and Eatmon, 2009; Nußholz et al., 2019). Вообще говоря, существует четыре возможных способа обращения с каменистыми отходами, помимо «традиционного» захоронения (Zhang et al., 2018): 1) переработка заполнителя для производства кирпича, 2) дробление на месте для заполнения дорожного основания. (очень популярный и широко применяемый процесс, который можно обозначить как «даунциклинг»), 3) переработка заполнителя для сборных компонентов и, наконец, 4) переработка чистого заполнителя для конструкционного бетона. Последнее является наиболее эффективным и может быть обозначено как «переработка» и подразумевает, что старый бетон можно использовать в качестве нового бетона. В принципе, можно перерабатывать 100% бетона с помощью существующих технологий, конечно, пренебрегая рынком и условиями затрат и выгод, а также пренебрегая огромным количеством (ископаемой) энергии и воды, необходимых для поддержания процесса. Тем не менее, даже принимая это во внимание, экологические преимущества переработанного круглого бетона, позволяющего избежать использования первичных материалов, остаются значительными (Zhang et al., 2019).).

Не углубляясь в (очень технические и социально-экологические) расчеты (см. Meyer, 2009), в этой статье мы выходим за рамки обсуждения «да, но» и принимаем предложение о том, что бетон может быть на 100% повторно использован в цикле. Следуя этому тезису, город можно рассматривать не как источник огромного КДВ, а как огромный потенциальный кругооборот материалов. Принимая во внимание, что в современную «городскую эпоху» (Brenner and Schmid, 2014) большая часть строительства ведется и будет происходить в городских районах, потенциал повторного использования бетона из CDW, пожалуй, очевиден. Конечно, ведется много споров о том, следует ли нам вообще продолжать использовать бетон в нашей застроенной среде, в основном это сопровождается призывом использовать древесину в качестве строительного материала (Кремер и Симмонс, 2015). Не пренебрегая столь необходимым здесь обсуждением, мы, тем не менее, ставим под сомнение вызов, который тогда возникнет в связи с огромными запасами бетона в нашей городской застроенной среде, который в тот момент больше не используется (повторно). Другими словами, поскольку мы за последнее столетие накопили огромное количество бетона, может быть, неплохо попытаться и дальше использовать этот материальный запас; тем более, учитывая, что у нас еще нет запаса древесины, доступной для (круговой) застроенной среды. Следовательно, в краткосрочной перспективе вся эта древесина будет девственной, а (циркулярные) выгоды появятся только в долгосрочной перспективе. Таким образом, в то же время мы утверждаем, что, по крайней мере, попытаться повторно использовать имеющийся бетон не следует пренебрегать.

Но основная причина, по которой мы уделяем особое внимание бетону, заключается в том, что этот материал можно транспортировать только на довольно короткие расстояния. В отличие от асфальта, кирпича, стали, продуктов питания, одежды или почти любого материала или продукта, используемого в городских условиях, бетон по определению является местным продуктом. Причина в том, что бетон, искусственный камень, производится путем добавления воды в цемент и гранулят (песок и гравий). В этот момент происходит химическая реакция, при которой промежутки между гравием заполняются песком, «склеиваясь» между собой цементом. Когда материал затвердевает, получается бетон. Поскольку в основном требуется очень большое количество бетона за короткий период, химическая реакция начинается на бетонном заводе, в результате чего бетон транспортируется очень тяжелыми бетоновозами (ср. 14 тонн), которые продолжают смешивать бетон до тех пор, пока он не сможет залить и затвердеть в окончательном месте. Время и, следовательно, расстояние между началом процесса (см. Бетонный завод) и пунктом назначения ограничено, прежде чем бетон станет слишком твердым. Порядок величины составляет около 15–20 км (де Корт, 2017).

Концептуально поэтому бетон становится интересным предметом анализа. Как объяснялось во введении, в литературе по КЭ ведутся большие споры о том, какую географическую протяженность должны иметь закрытые материальные сети (Tapia et al., 2021; Van den Berghe, 2021; Williams, 2021). Некоторые выступают за то, чтобы CE был как можно более локальным, но остается неясным, «насколько локальным» он должен быть. Из-за этой двусмысленности круговое пространственное планирование, возможно, по-прежнему отсутствует и до сих пор не может связать его с тем, какие круговые функции необходимы для поддержания или создания «как можно более локального» кругового материального потока. Это становится еще более сложной задачей, если места недостаточно, особенно в городских районах, где места не хватает. Таким образом, если для лиц, определяющих политику, местонахождение круговых функций не очень ясно, а значит, неясна и их значимость, то функция землепользования «проигрывает» другим функциям городского землепользования, в частности функциям землепользования под жилую застройку. Во многих аспектах это довольно «логичное» объяснение эволюции городов в течение последних двух десятилетий или около того, в результате чего все более городские районы становились монофункциональными, с жилыми и коммерческими функциями, а также оказывали воздействие на окружающую среду и, следовательно, с трудом смешивались с промышленными и промышленными объектами. логистические функции переместились из городских районов в зеленые поля за городом (Van den Berghe, 2018; Van den Berghe et al., 2018). Впоследствии товары и продукты доставляются в центры городов, о чем свидетельствует значительное увеличение количества различных видов (городского) транспорта (Hall and Hesse, 2012).

Но для бетона существует географический предел. Следовательно, если город хочет стать циркулярным, в результате чего отходы становятся входными, для бетона ему необходимо будет разместить бетонный завод внутри или поблизости (максимум 15–20 км) от его современных, а также будущих мест строительства и сноса, как эти двое станут связанными. Обратите внимание, что, конечно, бетон также может быть повторно использован в качестве модулей, но мы утверждаем, что это утопия, что в жидком бетоне больше не будет необходимости, отсюда и ограничение в 15–20 км.

Циркулярная цепочка поставок

Если отходы становятся товаром или выход становится входом, происходит переход от линейного к круговому потоку материалов. С экономической или логистической точки зрения цепочка снабжения, производства или строительства становится здесь цепочкой повторного снабжения. Таким образом, разница с линейной цепочкой поставок заключается в том, что одно и то же место в одной точке является поставкой материалов, когда оно снесено, а в другой точке — спросом на материалы, таким образом, круг. Иногда местоположение может быть и тем, и другим одновременно, например, когда здание ремонтируется или перестраивается. Для бетона это означает, что при сносе здания старый бетон удаляется из места поставки и, прежде чем он будет доставлен в место спроса, собирается и хранится, что может быть на месте самого здания, но чаще всего это другое место. расположение. Как поясняется, это именно утопия, что бетон можно один к одному повторно использовать в новом строительстве не только с точки зрения укладки, но и с точки зрения времени. Чтобы решить эту проблему, города все чаще изучают потенциал так называемого «кругового центра материалов», где, таким образом, материалы временно хранятся и даже могут сочетаться с рыночными функциями (Рамли, 2021). Однако чего эти центры не включают, так это возможности адаптировать материалы и товары (Williams, 2020). Для бетона это означает, что необходима функция, которая в целом способна разбивать старый бетон на мелкие частицы, которые впоследствии могут быть преобразованы в жидкий новый бетон. В какой-то степени эти функции уже известны, а именно действующий бетонный завод, с той разницей, что почти ни одна из них не имеет функции гидроразрыва.

Наша концептуальная схема представляет собой круговую цепочку пополнения запасов бетона (рис. 1). Он показывает три шага: поставка старого бетона (ср. снос или «сборка»), место переработки, где старый бетон превращается в новый бетон, и потребность в круглом бетоне.

РИСУНОК 1 . Круговая цепь пополнения запасов бетона.

В следующих частях мы объясним, как мы рассчитываем различные шаги для визуализации и анализа круговой цепочки поставок бетона в Гааге.

Спрос и предложение

Для количественной оценки метаболической репродуктивной системы бетона мы рассчитали материальный запас бетона в Гааге, а также поступления и оттоки, вызванные этим предложением с 2020 по 2025 год. нашего тематического исследования в перспективе, мы рассчитали общий материальный запас застроенной среды Гааги. Вместе с программой строительства и сноса муниципалитета Гааги и имеющимися заводами по производству бетонных растворов была рассчитана воспроизводящая способность бетона в год.

Поставка: расчет запасов материалов для примера.

Запасы строительных материалов в тематическом исследовании были рассчитаны на основе методологии Verhagen et al. (2021). Общедоступный набор пространственных данных Нидерландов, BAG3D (версия 2020 г.), был объединен с данными о материалоемкости Sprecher et al. (2021 г.) для муниципальных границ Гааги. С использованием набора данных BAG3D удалось выделить следующие типы жилых зданий: особняки, рядные дома, квартиры и многоэтажки. Для хозяйственных зданий были выделены следующие типы зданий: офисы, коммерческие здания и другие типы. Набор данных BAG3D также содержит информацию о площади пола, типе здания, годе постройки и высоте здания. Запасы материалов на здание рассчитывались следующим образом

Материалыj,k,l (тонны)=MIj,k,l (тонны·м2)∗Площадь пола (м2)(1)

Где материалоемкость (MI) для каждого материала (j) была рассчитана на основе типа здания (k) и год постройки (l). В количественную оценку были включены следующие строительные материалы: алюминий, битум, кирпич, чугун, керамика, бетон, стекло, гипс, щебень, сталь, дерево и другие. Категория «другие» содержит множество материалов, которые трудно идентифицировать и количественно оценить по отдельности. Материалоемкость строительного фонда в метрических тоннах на м2 площади здания показана в разделе 4.1 результатов, чтобы проиллюстрировать разделение строительных материалов в тематическом исследовании.

Спрос и предложение с течением времени

Мы использовали план строительства и сноса муниципалитета Гааги, чтобы рассчитать спрос и предложение бетона в застроенной среде с течением времени. Включенный период для этих данных — с 2020 по 2025 год, и данные включают площадь пола (м2) и типы зданий, которые планируется построить. Здания, которые планировалось снести, были основаны на расположении запланированных строительных объектов, и мы определили соответствующие характеристики зданий из набора данных BAG3D. Всего 1839,406 м ² площади пола планируется построить, а 2 647 786 м ² площади пола планируется снести в указанные сроки. Мы рассчитали материалы в зданиях, запланированных к сносу и строительству, на основе метода, описанного выше.

Хотя план строительства и сноса содержал значительное количество данных, необходимо было сделать некоторые предположения, чтобы иметь возможность рассчитать приток и отток строительных материалов с течением времени. Некоторые здания на самом деле выполняют несколько функций, например, жилую и коммерческую. В нашем анализе мы использовали только функцию здания с наибольшей долей площади. Кроме того, муниципальная повестка дня по сносу и строительству более точна для более ранних лет, поскольку не все будущие проекты по сносу и строительству уже были включены в более поздний период. Мы используем эти данные в нашем исследовании, чтобы визуализировать потенциальный размер материальных потоков и сравнить потоки строительства и сноса друг с другом.

География: анализ происхождения-назначения (O/D) мощностей по переработке бетона в пространстве

Для количественной оценки воздействия переноса заводов по производству бетонных растворов в пределах Гааги мы использовали анализ происхождения-назначения (анализ O/D). Мы использовали обзор заводов по производству бетона в провинции Зёйд-Холланд (de Kort, 2017), а также расположение проектов по сносу и строительству. Этот анализ был применен с помощью ArcGis Pro. Данные Google Maps Street используются в инструменте O/D ArcGis Pro для расчета расстояния, пройденного по дороге между точками. Мы рассчитали расстояние и время в пути в текущей и будущей ситуации с перемещенным или удаленным бетонным заводом в тематическом исследовании. Мы иллюстрируем этот анализ на карте ГИС с проектами по сносу и строительству и соответствующим бетонным заводом, используемым в сценарии.

Согласно de Kort (2017), расстояние до бетонных заводов в идеале составляет 15 км. Чтобы рассчитать максимально возможную дальность перевозки бетона в нашем тематическом исследовании, мы использовали параметр «зона обслуживания» в ArcGIS, используя шейп-файл голландского национального дорожного транспорта (NWB, 2021).

CO

₂ След транспортировки бетона

Для оценки увеличения выбросов CO ₂ при транспортировке бетонного раствора мы использовали расстояние, рассчитанное на основе анализа O/D. Предполагалось, что бетоновоз собственной массой 14 т может перевозить 9м3, или 21,6 тонны бетона, в результате чего общий транспортный вес составляет 43 тонны (Betoncentraal, 2021). Вместе с расстоянием транспортировки туда и обратно и итоговым воздействием CO ₂ при транспортировке бетона в кг CO ₂ /т/км мы рассчитали общее воздействие CO ₂ при транспортировке бетона между бетонными заводами. Воздействие транспортировки бетона (0,154 кг CO ₂ /т/км) было получено из отчета Нидерландов, подготовленного для Министерства инфраструктуры и окружающей среды Нидерландов (CE Delft, 2013).

Результаты

Запасы материалов в пределах муниципальных границ Гааги

Из всех подсчитанных строительных материалов бетон является самым большим запасом материала в рассматриваемом примере: 3,4 × 10 ⁷ метрических тонн (таблица 1). Все другие материалы варьируются от 3,8 × 10 ⁴ метрических тонны для керамической черепицы до 7,5 × 10 ⁶ метрических тонн для кирпича. Результаты на Рисунке 2 иллюстрируют материалоемкость в муниципалитете Гааги в диапазоне от 0,5 тонн/м ² до 49 тонн/м ² . Особенно в центре города и в районе высотных коммерческих зданий наблюдается высокая материалоемкость. В совокупности мы находим вес 5,1 × 10 ⁷ метрических тонн для застройки Гааги в 2020 году.

ТАБЛИЦА 1 . Материалы в застроенной среде Гааги (тонны).

РИСУНОК 2 . Материалоемкость в застроенной среде Гааги (источник. Авторы).

В целом спрос и предложение бетона примерно совпадают. В нашем тематическом исследовании (Рисунок 3) спрос и предложение бетона со временем снижается с 891 килотонн предложения и 765 килотонн спроса в 2020 году до 12 килотонн предложения и 48 килотонн спроса в 2024 году. Доступный спрос и предложение бетона меняется в зависимости от года. В 2020 году в муниципалитете Гааги наблюдается переизбыток в размере 126 килотонн бетона, а в 2021 году дефицит составляет 134 килотонны. Также по сравнению с запасом материалов в 2020 г. отток бетона на снос в 2020 г. составляет 2,6% от запаса, а приток материала на строительство – 2,2%.

РИСУНОК 3 . Предложение материалов (снос) и спрос (строительство) на период 2020–2025 гг. в Гааге (тонн).

Общий спрос и предложение бетона со временем сокращаются из-за ограниченности повестки дня и планирования проектов строительства и сноса. Тем не менее, это дает представление о разнице между спросом и предложением в строительном секторе в рамках нашего тематического исследования. Более сбалансированный спрос и предложение бетона часто увеличивает скорость переработки материалов.

Пространственное распределение потенциальных круговых бетонных заводов.

Теперь мы оценили спрос и предложение бетона в Гааге. Таким образом, теперь можно сделать вывод, что Гааге ежегодно требуется около 750 килотонн бетонного раствора для удовлетворения потребностей строительного сектора. Что еще более важно, сопоставимое количество бетона будет доступно каждый год после сноса.

В окрестностях Гааги четыре из 12 ближайших бетонных заводов находятся в пределах 20 км (рис. 4). Увеличение расстояния транспортировки до 30 км, теоретического верхнего предела для влажного бетонного раствора, расширяет доступность заводов по производству бетонных растворов до 10 для города Гаага. Хотя доступная мощность бетонных заводов может быть увеличена за счет увеличения расстояния транспортировки, это также влияет на высыхание бетонного раствора, нагрузку на дорожную сеть и, как следствие, выбросы CO 9 .0938 2 Выбросы от транспорта.

РИСУНОК 4 . Бетонные заводы в Гааге и ее окрестностях.

Анализ O/D и CO ₂ Влияние транспортировки.

В среднем расстояние от всех проектов по сносу и строительству в Гааге до ближайшего бетонного завода, расположенного в Гааге, составляет 7,0 км и 11,8 мин, или всего 6 849 км и 11 612 мин. Как показано на рисунке 5, закрытие этого бетонного завода перенаправит все потоки бетона на второй ближайший бетонный завод в Делфте, увеличив среднее расстояние до 15,5 км и 18,1 мин, или всего 15 458 км и 17 755 минут (Таблица 2). Кроме того, это увеличение расстояния перемещения дает дополнительные 4,947 тонн выбросов CO ₂ в год (таблица 3).

РИСУНОК 5 . Анализ O/D для бетонного завода в Гааге (слева) и Делфте (справа) .

ТАБЛИЦА 2 . Расстояние и время результатов анализа O/D.

ТАБЛИЦА 3 . CO ₂ воздействие на каждый бетонный завод.

Переход с бетонного завода в Гааге на завод в Делфте увеличивает общее расстояние на 126%, увеличивает время в пути на 53%. Это влияет на время высыхания бетона, влияние пробок на дорогах и большее воздействие на окружающую среду от транспортировки, в частности, поскольку бетоновозы являются большими грузовиками (43 тонны), оказывающими значительное влияние на уже загруженные дороги.

Обсуждение и заключение

В этом документе концепция городского метаболизма используется для изучения пространственных проблем городской политики CE, также известной как круглые города. Мы разработали концептуальную основу, которая позволяет визуализировать и анализировать различные этапы полной цепочки поставок бетона. Мы применили эту концептуальную основу к голландскому городу Гааге. Особенностью бетона является то, что когда начинается химический процесс, его можно транспортировать только в течение ограниченного времени и, следовательно, на определенное расстояние. Для Нидерландов максимальное расстояние составляет около 15 км, прежде чем бетон станет слишком твердым и его больше нельзя будет заливать. Таким образом, выбор бетона в качестве материала является многообещающим, поскольку он может решить концептуальную проблему знания того, в каком масштабе должна быть организована цепочка снабжения материалами. Таким образом, в отличие от дерева, стали, стекла, кирпича и многих других материалов, используемых в нашей застроенной среде, которые можно транспортировать без ограничений, бетон делает задачу замкнутой застроенной среды и ее географической цепочки снабжения очевидной. Наши эмпирические результаты показывают, что Гаага может, по крайней мере, потенциально (принимая во внимание, что бетон может быть на 100% повторно использован в цикле) стать почти самодостаточной для своего будущего спроса на бетон. Мы показали, что этот потенциал, однако, находится под угрозой, поскольку существуют планы закрытия существующих бетонных заводов в Гааге, как это ни парадоксально, из-за планов перепланировки района, в котором они расположены, — Бинкхорста — в круговой жилой и коммерческий район. . Мы нанесли на карту, откуда тогда мог поступать бетон, и показали, что на данный момент есть только один бетонный завод, который в радиусе 15 км может обслуживать весь район Гааги (круглым) бетоном, а именно завод в Делфте. Однако мы подсчитали, что только с этим, возможно, небольшим увеличением расстояния общее количество необходимых километров пробега и связанного CO ₂ эмиссия значительна. Даже если весь этот транспорт будет электрифицирован, все равно огромное увеличение проезжих квадратных метров к и без того насыщенной дорожной сети — особенно потому, что мы имеем дело с почти 50-тонными грузовиками — не очень желательно в густонаселенных городских районах.

Таким образом, мы пришли к выводу, что наше внимание к круглому бетону выявило важную проблему для круглых городов, а именно необходимость (ре)производственных функций для соответствия спросу и предложению материалов. Если они не включены и, следовательно, не присутствуют в соответствующей административной области, город с его круговой политикой зависит от других муниципалитетов в их попытках достичь своей политической цели. Для бетона это остается в пределах Нидерландов, но для других продуктов муниципалитеты/регионы и даже Нидерланды (Rijksoverheid, 2016) в целом, таким образом, зависят от местоположений по всему миру, местоположений, в которых размещены функции, позволяющие согласовать спрос и предложение циркулярной продукции. товары. Что касается бетона, то Гаага, таким образом, станет зависимой от Делфта. Парадокс, однако, заключается в том, что и в Делфте местонахождение бетонного завода, Schieoevers, подвергается сомнению и является предметом жилой и коммерческой реконструкции (Delft, 2021). Хотя решение еще не принято, скорее всего, бетонный завод в Делфте будет закрыт или ему придется переехать в более южную часть Делфта. В любом случае, расстояние от и до бетонного завода до и от Гааги, скорее всего, увеличится, может быть, даже за порог в 15 км.

Наша статья показывает, таким образом, важность соединения пространства и ответственности, или, другими словами, как «круговой сбор хереса» может поставить под угрозу цель круговой городской политики. У нас есть одна четкая политическая рекомендация, а именно, что недостаточно изложить круговую городскую политику, но также необходимо сосредоточиться на иногда трудном выборе, который необходимо сделать. Если нет, то можно утверждать, что происходит (по крайней мере, неявно) «круговая промывка». Для будущих исследований мы приветствовали бы дополнительные исследования, которые решают концептуальные трудности между сетями и местами, масштабом и ответственностью или материальными потоками и политиками замкнутой (всегда нормативной) экономики.

Заявление о доступности данных

Оригинальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью, дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору.

Вклад авторов

KV сосредоточился на теории и концептуальной основе, TV на методах и результатах. И по обсуждению, и по заключению.

Финансирование

Эта статья является частью исследовательского проекта Circular Area Development Binckhorst, финансируемого организацией Accelerating the Circular Economy Zuid-Holland (ACCEZ) в сотрудничестве между голландской провинцией Zuid-Holland, ассоциацией работодателей VNO-NCW West и университеты Лейденского университета, Технологического университета Делфта, Роттердамского университета Эразма и Исследовательского университета Вагенингена.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Ссылки

Баувенс Т., Хеккерт М. и Кирхерр Дж. (2020). Круговые фьючерсы: как они будут выглядеть? Экол. Экон. 175, 106703. doi:10.1016/j.ecolecon.2020.106703

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Betoncentraal (2021). Транспортный фургон stortklaar beton [Онлайн] . Доступно: https://www.betoncentraal.nl/betontransport/([Accessed].

Google Scholar

Brenner, N., and Schmid, C. (2014). «Городская эпоха» под вопросом. Междунар. Дж. Городской рег. Рез. 38 (3), 731–755. doi:10.1111/1468-2427.12115

Полный текст CrossRef | Google Scholar

де Корт, Э. -Дж. (2017). Sectorschets betonindustrie . Группа компаний Stec: Grip op ruimtebehoefte betonbedrijven Zuid-Holland.

Google Scholar

Делфт, CE (2013). Milieu-impact van betongebruik in de Nederlandse bouw (Делфт, Нидерланды: CE Delft).

Google Scholar

Делфт, Г. (2021). Геронтвиккелинг Шиоверс [онлайн] . . Доступно: https://www.delft.nl/wonen/bouwen/bouwprojecten-de-stad/schieoevers ([Доступно].

Google Scholar

Den Haag, G. (2018). «Circulair Den Haag», in Transitie naar een duurzame economie .

Google Scholar

Deutz, P., Baxter, H., Gibbs, D., Mayes, W. M., and Gomes, H. I. (2017). Восстановление ресурсов и восстановление высокощелочных остатков: Политико-промышленный экологический подход к построению экономики замкнутого цикла 9.0139 Геофорум 85, 336–344. doi:10.1016/j.geoforum.2017.03.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Драйзек, Дж. (1987). Рациональная экология: окружающая среда и политическая экономия . Бэзил: Бэзил Блэквелл.

Google Scholar

Элдер-Васс, Д. (2010). Причинная сила социальных структур: возникновение, структура и действие . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Эмель, Дж., и Пит, Р. (2001). «Управление ресурсами и стихийные бедствия», в Новые модели по географии . Редакторы R. Peet и N. Thrift (London, United Kingdom: Routledge), 1.

Google Scholar

Gálvez-Martos, J.-L., Styles, D., Schoenberger, H., and Zeschmar-Lahl , Б. (2018). Лучшая практика обращения с отходами строительства и сноса в Европе. Ресурс. Консервация Переработка 136, 166–178. doi:10.1016/j.resconrec.2018.04.016

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хэзендонк, Э., и Ван ден Берге, К. (2020). Модели циркулярного перехода: насколько развита циркулярная экономика бельгийских портов? Устойчивое развитие 12 (21), 9269. doi:10.3390/su12219269

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холл П. и Гессе М. (2012). Города, районы и потоки . Лондон: Рутледж.

Google Scholar

Хейнен Н., Кайка М. и Свингедоу Э. (2006). Природа Городов . Лондон: Тейлор и Фрэнсис.

Google Scholar

Хобсон К. и Линч Н. (2016). Диверсификация и сокращение экономики замкнутого цикла: радикальные социальные преобразования в мире с ограниченными ресурсами. Фьючерсы 82, 15–25. doi:10.1016/j.futures.2016.05.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ханцингер, Д. Н., и Итмон, Т. Д. (2009). Оценка жизненного цикла производства портландцемента: сравнение традиционного процесса с альтернативными технологиями. Дж. Чистый. Произв. 17 (7), 668–675. doi:10.1016/j.jclepro.2008.04.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джессоп Б., Бреннер Н. и Джонс М. (2008). Теоретизирование социально-пространственных отношений. Окружающая среда. План. Д 26 (3), 389–401. doi:10.1068/d9107

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Калмыкова Ю. , Росадо Л. и Патрисио Дж. (2016). Факторы потребления ресурсов и пути его сокращения: влияние экономики, политики и образа жизни на материальные потоки в национальном и городском масштабе. Дж. Чистый. Произв. 132, 70–80. doi:10.1016/j.jclepro.2015.02.027

CrossRef Full Text | Google Scholar

Кёлер Дж., Гилс Ф. В., Керн Ф., Маркард Дж., Онсонго Э., Вечорек А. и др. (2019). Повестка дня исследований перехода к устойчивому развитию: современное состояние и будущие направления. Окружающая среда. Инновационные социальные преобразования 31, 1–32. doi:10.1016/j.eist.2019.01.004

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Корхонен Дж., Хонкасало А. и Сеппяля Дж. (2018a). Экономика замкнутого цикла: концепция и ее ограничения. Экол. Экон. 143, 37–46. doi:10.1016/j.ecolecon.2017.06.041

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Корхонен Дж., Нуур К., Фельдманн А. и Бирки С.Э. (2018b). Циркулярная экономика как принципиально оспариваемая концепция. Дж. Чистый. Произв. 175, 544–552. doi:10.1016/j.jclepro.2017.12.111

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кремер, П. Д., и Симмонс, Массачусетс (2015). Массовое деревянное строительство как альтернатива бетону и стали в строительной отрасли Австралии: оценка потенциала PESTEL. Междунар. Вуд Прод. J. 6 (3), 138–147. doi:10.1179/2042645315Y.0000000010

CrossRef Full Text | Google Scholar

Лебер Л. и Снук С. (2020). Een verkenning naar de potentie van bouwhubs om grondstoffenverbruik te verminderen . Хофддорп, Нидерланды: C-creators.

Google Scholar

Луманн, Н. (1982). Мировое общество как социальная система. Междунар. J. Gen. Syst. 8 (3), 131–138. doi:10.1080/03081078208547442

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мензель, М.-П., и Форналь, Д. (2009). Жизненные циклы кластеров – размеры и причины эволюции кластеров. Индивидуальное корпоративное изменение 19, 205–238. doi:10.1093/icc/dtp036

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мейер, К. (2009). Экологизация бетонной промышленности. Цементно-бетонные композиты 31 (8), 601–605. doi:10.1016/j.cemconcomp.2008.12.010

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ньюэлл, Дж. П., и Казинс, Дж. Дж. (2015). Границы городского метаболизма. Прог. Гум. геогр. 39 (6), 702–728. doi:10.1177/030

14558442

Полный текст CrossRef | Академия Google

Nußholz, JLK, Nygaard Rasmussen, F., and Milios, L. (2019). Циркулярные строительные материалы: потенциал экономии углерода и роль инновационной бизнес-модели и государственной политики. Ресурс. Консервация Переработка 141, 308–316. doi:10.1016/j.resconrec.2018.10.036

Полный текст CrossRef | Google Scholar

NWB (2021). Национальный Wegenbestand Nederland . Утрехт, Нидерланды: Rijkswaterstaat.

Google Scholar

Пайхо С., Мяки Э., Вессберг Н., Паавола М. , Туоминен П., Антикайнен М. и др. (2020). На пути к круглым городам — концептуализация основных аспектов. Суст. Города Соц. 59, 102143. doi:10.1016/j.scs.2020.102143

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Помпони Ф. и Монкастер А. (2017). Циркулярная экономика для искусственной среды: исследовательская основа. Дж. Чистый. Произв. 143, 710–718. doi:10.1016/j.jclepro.2016.12.055

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Рамли, Р. (2021). Роль круглых концентраторов строительных материалов в искусственной среде. Круговой переход в Гааге . Лейден: Лейденский университет.

Google Scholar

Рейке Д., Вермеулен В. Дж. В. и Витжес С. (2018). Экономика замкнутого цикла: новая или обновленная как CE 3.0? — Изучение противоречий в концептуализации экономики замкнутого цикла с акцентом на истории и вариантах сохранения стоимости ресурсов. Ресурс. Консервация Переработка 135, 246–264. doi:10.1016/j.resconrec. 2017.08.027

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Рейксоверхейд, Н. (2016). Нидерландский циркуляр в 2050 году . Ден Хааг, Нидерланды: Nederlandse Rijksoverheid.

Google Scholar

Рассел М., Джаноли А. и Графакос С. (2019). Начало работы: исследование движущих сил и барьеров на пути реализации инициатив восходящей экономики замкнутого цикла в Амстердаме и Роттердаме. Дж. Окружающая среда. План. Управление 63, 1903–1926 гг. doi:10.1080/09640568.2019.16

CrossRef Full Text | Google Scholar

Саломоне Р., Чекчин А., Дойц П., Рагги А. и Кутайя Л. (2020). Промышленный симбиоз для экономики замкнутого цикла. Операционный опыт, лучшие практики и препятствия на пути совместного ведения бизнеса . Берлин: Спрингер.

Google Scholar

Савини, Ф. (2019). Экономика, работающая на отходах: накопление в круглом городе. Дж. Окружающая среда. пол. План. 21 (6), 675–691. doi:10.1080/1523908X.2019. 1670048

CrossRef Full Text | Google Scholar

Спречер Б., Верхаген Т. Дж., Зауэр М. Л., Баарс М., Хайнц Дж. и Фишман Т. (2021). База данных материалоемкости для голландского фонда зданий: на пути к большим данным в анализе запасов материалов. J. Ind. Ecol. , н/д(н/д. doi:10.1111/jiec.13143

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Tapia, C., Bianchi, M., Pallaske, G., and Bassi, AM (2021). На пути к территориальному определению экономики замкнутого цикла: изучение роли территориальных факторов в замкнутых системах.

ООН (2019 г.) Глобальный отчет о состоянии зданий и сооружений . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций.

Google Scholar

Ван ден Берге, К. (2021). «De paradox vancirculariteit», в Ruimte (Брюссель: VRP).

Google Scholar

Ван ден Берге, К. (2018). Планирование портового города. Вклад и применение реляционного подхода на основе пяти тематических исследований в Амстердаме (Нидерланды) и Генте (Бельгия). Кандидат наук . Гент: Гентский университет.

Google Scholar

Ван ден Берге, К., Буччи Анкапи, Ф., и ван Бюрен, Э. (2020). Когда огонь начинает гореть. Взаимосвязь между (международно) ориентированными мощностями мусоросжигательных заводов и местными круговыми амбициями портового города. Устойчивое развитие 12 (12), 4889. doi:10.3390/su12124889

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван ден Берге, К., и Даамен, Т. (2020). «От планирования порта/города к планированию города-порта: изучение экономического взаимодействия в европейских портовых городах», в европейских портовых городах в переходный период. Переход к более устойчивым морским транспортным узлам . Редакторы А. Карпентер и Р. Лозано (Берлин: Springer). doi:10.1007/978-3-030-36464-9_6

CrossRef Full Text | Академия Google

Ван ден Берге, К., Джейкобс, В., и Боленс, Л. (2018). Реляционная геометрия интерфейса порт-город: тематические исследования Амстердама, Нидерланды, и Гента, Бельгия. Ж. Транспорт Геогр. 70 (К), 55–63. doi:10.1016/j.jtrangeo.2018.05.013

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ван ден Берге, К., и Вос, М. (2019). Дизайн круговой области или функционирование круговой области? Дискурсивно-институциональный анализ развития круглых территорий в Амстердаме и Утрехте, Нидерланды. Устойчивое развитие 11 (18), 4875. doi:10.3390/su11184875

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Верхаген Т.Дж., Зауэр М.Л., ван дер Воет Э. и Спречер Б. (2021). Сопоставление потоков материалов для сноса и строительства на примере городской горнодобывающей промышленности. Устойчивое развитие 13 (2), 653. doi:10.3390/su13020653

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ваксмут, Д. (2012). Три экологии: городской метаболизм и противостояние общества и природы. Социологический к. 53 (4), 506–523. doi:10.1111/j.1533-8525.2012.01247.x

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Уильямс, Дж. (2019). Круглые города. Городской конный завод. 56 (13), 2746–2762. doi:10.1177/0042098018806133

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Уильямс, Дж. (2021). Круглые города : революция в обеспечении устойчивости городов . Абингдон, Оксон: Рутледж.

Google Scholar

Уильямс, Дж. (2020). Роль территориального планирования в переходе к цикличной городской застройке. Городская геогр. 41 (6), 915–919. doi:10.1080/02723638.2020.1796042

CrossRef Full Text | Google Scholar

Вольман, А. (1965). Метаболизм городов. Науч. Являюсь. 213 (3), 178–190. doi:10.1038/scientificamerican0965-178

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чжан К., Ху М., Донг Л., Гебремариам А., Миранда-Шикотенкатль Б., Ди Майо Ф. и др. (2019). Оценка экоэффективности технологических новшеств в переработке высокосортного бетона. Ресурс. Консервация Переработка 149, 649–663. doi:10.1016/j.resconrec.2019.06.023

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Zhang, C. , Hu, M., Dong, L., Xiang, P., Zhang, Q., Wu, J., et al. (2018). Сопутствующие преимущества городской переработки бетона для снижения выбросов парниковых газов и изменения землепользования: случай в мегаполисе Чунцин, Китай. Дж. Чистый. Произв. 201, 481–498. doi:10.1016/j.jclepro.2018.07.238

Полный текст CrossRef | Академия Google

Литые водоотводные редукторы ADVA®

ПОДЕЛИТЬСЯ ЗАКРЫТЬ

пусто COPY

Высокоэффективная добавка для снижения содержания воды в производстве сборных и предварительно напряженных бетонов. Превосходная удобоукладываемость и удобоукладываемость, протекание через перегруженные формы без расслоения, высокая начальная прочность: водоотделитель ADVA® CAST удовлетворит все ваши потребности.

Документы

Высокая сила ССС

Решайте сложные формы, повышайте эффективность и качество с помощью высокопрочного SCC

Самоуплотняющийся бетон представляет собой высокотекучий, нерасслаивающийся бетон, который распределяется по месту, заполняет опалубку, самоуплотняется и герметизирует даже самую перегруженную арматуру без какой-либо механической вибрации. Этот тип бетона равномерно обтекает сложные или перегруженные формы без расслоения.

Самоуплотняющийся бетон, изготовленный с использованием ADVA ^® Болитовые изделия обладают уникальными преимуществами по сравнению с обычным текучим бетоном:

Более низкая вязкость самоуплотняющегося бетона
Самостоятельное размещение
Без разделения
Нет блокировки
Улучшенная отделка

В результате получаются высококачественные сборные железобетонные элементы с высокими эксплуатационными характеристиками.

ADVA® Cast и GCP Система управления воздухом

Сборный/предварительно напряженный бетон часто требует вовлечения воздуха для улучшения его стойкости к замораживанию и оттаиванию. Вовлеченный воздух должен присутствовать в правильной концентрации (содержание воздуха в процентах), а также соответствовать установленным отраслевым параметрам (например, коэффициенту заполнения, размеру воздушных пузырьков и т. д.), чтобы быть полностью эффективным и соответствовать требованиям, ADVA® Cast 585 содержит специальный (подана заявка на патент) деформатор, предназначенный для создания стабильной системы воздушных полостей, состоящей из более мелких пузырьков воздуха, что помогает соответствовать техническим требованиям и требованиям к производительности.

В дополнение к превосходной системе воздушных пустот и преимуществам высокоэффективного понизителя воды, ADVA® Cast 585 можно комбинировать с AIRTRAC™, датчиком, который измеряет температуру и общее содержание воздуха в бетоне в режиме реального времени во время смешивания. . В сочетании эти продукты и технологии образуют полную систему управления AIR.

Продукты и аксессуары

Спецификация ADVA® Cast 535

Спецификация ADVA® Cast 535 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 535, стр.

Описание

Добавка ADVA® Cast 535 представляет собой высокоэффективный понизитель водоотдачи на основе поликарбоксилата, предназначенный для производства широкого спектра бетонных смесей, от обычного до самоуплотняющегося бетона (SCC).

Основные преимущества

Превосходная эффективность дозирования и контроль влажности
Превосходное качество засасываемого воздуха
Увеличение прочности

Тип приложения

Разработан для улучшения удобоукладываемости бетона и достижения высокой начальной прочности на сжатие в соответствии с требованиями производства сборных железобетонных изделий.

Спецификация ADVA® Cast 555

Спецификация ADVA® Cast 555 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 555, стр.

Описание

ADVA® Cast 555 — это высокоэффективный суперпластификатор на основе поликарбоксилатов. Состав ADVA® Cast 555 был разработан для придания бетону максимальной желаемой удобоукладываемости без расслоения и достижения высокой начальной прочности на сжатие в соответствии с требованиями производства сборных железобетонных изделий.

Ключевые преимущества

Превосходный контроль воздухововлечения
Отличная связность бетона
Повышенная устойчивость к небольшим колебаниям влажности

Тип применения

Рекомендуется для использования в производстве сборных железобетонных изделий и предварительно напряженных конструкций в обычных и SCC приложениях.

Спецификация ADVA® Cast 575

Спецификация ADVA® Cast 575 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 575, стр.

Описание

ADVA® Cast 575 представляет собой высокоэффективный понизитель водоотдачи на основе поликарбоксилата с низкой нормой добавления, разработанный для производства широкого спектра бетонных смесей, от обычного до самоуплотняющегося бетона (SCC).

Ключевые преимущества

Превосходный контроль воздухововлечения
Повышенная связность бетона
Превосходная отделка литых поверхностей

Тип применения

Разработан для улучшения удобоукладываемости бетона и достижения высокой начальной прочности на сжатие в соответствии с требованиями производства сборных железобетонных изделий.

Спецификация ADVA® Cast 585

Спецификация ADVA® Cast 585 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 585, стр.

Описание

ADVA® Cast 585 представляет собой высокоэффективный понизитель воды на основе поликарбоксилата с низкой нормой добавления, предназначенный для производства широкого спектра бетонных смесей, от обычных до самостоятельных. Укрепление бетона.

Основные преимущества

Превосходная эффективность дозирования, контроль влажности и воздуха
Улучшенный контроль воздухововлечения
Повышенная связность бетона

Тип применения

Разработан для улучшения удобоукладываемости бетона и достижения высокой начальной прочности на сжатие в соответствии с требованиями производства сборных железобетонных изделий.

Спецификация ADVA® Cast 593

Спецификация ADVA® Cast 593 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 593, стр.

Описание

ADVA® Cast 593 — это высокоэффективный понизитель воды на основе поликарбоксилата с низкой нормой добавления, разработанный для производства широкого спектра бетонных смесей, от обычных до самоудерживающихся. Уплотнение бетона (SCC).

Основные преимущества

Превосходная эффективность дозирования, контроль влажности и воздуха
Быстрое распыление «смачиваемость»
Улучшенная связность бетона с низкой вязкостью для быстрой укладки
Превосходная отделка литых поверхностей
Отличное развитие прочности

Тип приложения

Спецификация ADVA® Cast 600

Спецификация ADVA® Cast 600 Посетите страницу технических данных ADVA® Cast 600, стр.

Описание

ADVA® Cast 600 представляет собой сильнодействующий разбавитель воды на основе поликарбоксилата, разработанный для производства обычного и самоуплотняющегося бетона. Его формула обеспечивает увеличенный срок оседания, а также превосходную удобоукладываемость без расслоения.

Основные преимущества

Превосходный контроль влажности и воздуха
Длительное сохранение осадки до одного часа
Отличная прочность на сжатие в раннем и позднем возрасте

Тип применения

Используется для производства самоуплотняющегося бетона (SCC) в сборных/предварительно напряженных конструкциях, а также может использоваться в производстве обычного бетона.

Другие решения

Защита дорог

БЕЗОПАСНОСТЬ™ Товары GCP Applied Technologies приобрела Stirling Lloyd в мае 2017 года. Вместе мы имеем мощное сочетание отраслевого опыта, инновационных продуктов и…

Решения для сборного железобетона

Высококачественный, прочный сборный железобетон начинается с исключительные материалы и изделия. Мы предлагаем полную линейку инновационных продуктов и технологий для производства сборных железобетонных изделий и предварительного напряжения…

Набрызг-бетон для подземных сооружений

Мы разработали единственную в отрасли полную система торкретирования Для подрядчиков по прокладке туннелей, горнодобывающих компаний и любой бригады, занимающейся подземным строительством,…

Защита домов и репутации с помощью кровельных материалов на протяжении более 40 лет

Самая суровая погода нам не ровня самоклеящиеся подложки Нашим самоклеящимся подложкам не страшны самые суровые погодные условия. Кровельные подрядчики и…

Материалы для инъекций

Утечки Остановитесь здесь Специалисты по подземному строительству доверяют универсальным решениям DE NEEF® для проектов любого типа. На протяжении десятилетий решения DE NEEF® лидировали в области остановки…

Водосбросы открытого канала | Ассоциация безопасности государственных плотин

Водосбросы с открытым каналом

Содержание

Земляные и каменные водосбросы

Проектирование, техническое обслуживание и безопасность земляных и каменных водосбросов

Бетонные желоба и водосливы

Проектирование, техническое обслуживание и безопасность бетонных желобов и водосливов

Серия Академии владельцев плотин

Сохранить эту страницу как печатную Информационные бюллетени владельцев плотин [PDF]

Земля и водосливы Открытые каналы часто используются в качестве аварийного водосброса, а иногда и в качестве основного водосброса для плотин.

Основной водосброс используется для прохождения нормальных притоков, а аварийный водосброс предназначен для работы только во время крупных паводков, обычно после превышения пропускной способности основного водосброса.

Для плотин с основными водосбросами в виде трубопроводов почти всегда требуется аварийный водосброс с открытым каналом в качестве запасного варианта на случай засорения трубы. Открытые каналы обычно располагаются в естественном грунте, прилегающем к плотине, и могут быть покрыты растительностью, выложены скалами или высечены в скале.

Проект

Поток через аварийный водосброс не обязательно указывает на проблему с плотиной, но потоки с высокой скоростью могут вызвать сильную эрозию и привести к необратимому понижению уровня озера, если его не отремонтировать. Надлежащая конструкция водосброса с открытым каналом должна предусматривать меры по минимизации любой потенциальной эрозии. Одним из способов минимизации эрозии является создание более плоского уклона канала для снижения скорости потока. Земляные каналы могут быть защищены хорошим травяным покровом, надлежащим образом спроектированным каменным покрытием, бетоном или различными типами противоэрозионных покрытий. Каналы с каменной облицовкой должны иметь каменную наброску соответствующего размера, чтобы противостоять смещению, и содержать соответствующую геотекстильную ткань или гранулированный фильтр под скалой. Направляющие бермы часто требуются для отвода потока через открытые каналы от плотины, чтобы предотвратить эрозию насыпи насыпи. Если в качестве основного водосброса используется открытый канал, он должен быть облицован камнем или вырублен в скале из-за более частых или постоянных потоков.

Во многих штатах действуют требования, основанные на классификации опасности, в отношении того, как часто следует использовать земляной (покрытый травой) или каменный аварийный водосброс перед проведением технического обслуживания. Важно проверить руководящие принципы или правила в вашем штате.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание должно включать, но не ограничиваться, следующими элементами: и сорняки от укоренения. Плохой растительный покров может привести к обширной и быстрой эрозии при протекании водосброса. Ремонт может быть дорогостоящим. Для поддержания активного роста травы может потребоваться повторный посев и внесение удобрений.

Рекомендуемая смесь семян состоит из 30% мятлика Кентукки, 60% овсяницы Кентукки 31 и 10% райграса пастбищного.

Деревья и кусты должны быть удалены из канала. Рост деревьев и кустарников снижает пропускную способность водосливного канала. Это повышает уровень озера во время сильных штормов, что может привести к переполнению и разрушению плотины.

Эрозия в канале должна быть быстро устранена после ее возникновения. В водосбросном русле можно ожидать эрозию во время половодья, а также из-за осадков и стоков, особенно в районах с плохим травяным покровом. Террасы или дренажные каналы могут быть необходимы в крупных водосливных каналах, где может концентрироваться большое количество осадков и стоков, имеющих высокие скорости. Эрозия боковых откосов может привести к отложению материала в водосбросном канале, особенно там, где боковые откосы сходятся с дном канала. В небольших водосбросах это может значительно снизить пропускную способность. Это состояние часто возникает сразу после строительства, до того, как укоренится растительность. В этих случаях может потребоваться изменить форму канала, чтобы обеспечить необходимую пропускную способность.

Все препятствия не должны находиться в канале. Водосбросы с открытым каналом часто используются для целей, отличных от прохождения паводковых потоков. Среди этих видов использования — доступ к водохранилищу, автостоянки, спуски для лодок, хранение лодок, пастбища и пахотные земли. В этих водосбросах не должны возводиться капитальные сооружения (здания, ограждения и т.п.). Если заборы, мосты или другие подобные сооружения абсолютно необходимы, они должны пересекать водослив достаточно далеко вверх или вниз по течению от контрольной секции, чтобы они не мешали потоку. Строительство любых сооружений в канале или поперек него может потребовать предварительного одобрения Состояние.

Выветривание каменных каналов может быть серьезной проблемой и в первую очередь связано с замораживанием/оттаиванием. Также имеет место ухудшение из-за солнца, ветра, дождя, химического воздействия и роста корней деревьев. Выветренная порода подвержена эрозии и смещению во время высоких потоков; поэтому скальные каналы часто проектируются с слоем земли от 1 до 3 футов с травяным покровом на поверхности скалы, чтобы помочь изолировать скалу от последствий замерзания / оттаивания.

Мониторинг

Водосбросы открытого русла следует контролировать на предмет эрозии, плохого растительного покрова, роста деревьев и кустов, препятствий, выветривания и смещения горных пород. Мониторинг следует проводить на регулярной основе и после крупных паводков. Важно вести письменные записи наблюдений. Фотографии обеспечивают бесценную запись изменяющихся условий. Все записи должны храниться в руководстве по эксплуатации, техническому обслуживанию и осмотру плотины.

Бетонные желоба и водосливы

Жёлобы и водосливы бетонные используются для основных и аварийных водосбросов. Основной водосброс используется для пропуска обычных потоков, а аварийный водосброс обеспечивает дополнительную пропускную способность во время крупных паводков. Если основным водосбросом для плотины является бетонная плотина и/или желоб, пропускная способность может быть достаточно большой, чтобы аварийный водосброс не требовался. В отличие от русловых водосбросов, покрытых травой, которые всегда должны располагаться на естественном грунте, бетонная плотина или желоб могут располагаться на плотине, но они должны быть правильно спроектированы, чтобы целостность плотины не подвергалась опасности.

Основными компонентами водосброса с бетонным желобом являются входная конструкция, контрольная секция, выпускной канал и выпускная конструкция для предотвращения эрозии. Впускная конструкция подает воду в секцию управления. Участок управления является самой высокой точкой русла и регулирует сток из водохранилища. Обычно он расположен на гребне плотины или рядом с ним. Секция управления может состоять из бетонной плотины или может быть просто самой приподнятой плитой в полу желоба. Выпускной канал расположен ниже по потоку от регулирующей секции и направляет поток к выпускному сооружению для предотвращения эрозии. Эта конструкция предназначена для рассеивания большей части эрозионной энергии потока до того, как он попадет в нижний канал.

Проектирование, техническое обслуживание и безопасность бетонных желобов и водосливов

Выравнивание: Для обеспечения хороших гидравлических характеристик следует избегать резких изменений. Это относится к внезапным изменениям вертикальной высоты пола желоба, резкому расширению или сужению желоба и резким поворотам желоба. Все, что резко нарушит или изменит направление потока в желобе, уменьшит пропускную способность и создаст дополнительную нагрузку на бетон. Наилучшие характеристики достигаются при равномерном распределении потока по всему каналу.

Осадка и смещение: Возможны ненормальная осадка, вздутие, прогибы и боковое смещение боковых стенок или плит перекрытий водосброса. Движения обычно вызваны потерей основного материала, чрезмерной осадкой наполнителя или повышением давления воды позади или под конструкцией. Любая аномальная осадка, вздутие, отклонение или поперечное движение бетонного водосброса должны быть немедленно исследованы зарегистрированным профессиональным инженером, знающим вопросы безопасности плотины. При необходимости планы и спецификации по ремонту водосброса также должны быть оперативно разработаны и реализованы зарегистрированным профессиональным инженером.

Бетонные боковые стенки и пол желоба должны иметь достаточную прочность, чтобы выдерживать нагрузки от воды, грунта/насыпи, подъемные силы, атмосферные воздействия и истирание. Силы выветривания, перемещение абразивных материалов водой, протекающей по водосливу, или кавитация могут вызвать дефекты поверхности или более серьезное ухудшение состояния бетона.

Цикл замораживания-оттаивания является наиболее разрушительной силой атмосферных воздействий, воздействующей на открытый бетон. Долговечность и устойчивость бетона к атмосферным воздействиям и износу будут определяться бетонной смесью, возрастом бетона и надлежащей герметизацией швов. Типичные проблемы с бетонными конструкциями включают масштабирование, растрескивание, образование сот, жучки и всплывающие окна. Пожалуйста, обратитесь к информационному бюллетеню «Проблемы с бетонными материалами» для дальнейшего объяснения этих проблем и более подробной информации о прочности бетона и конструкции. Планы и спецификации ремонта структурных трещин или других структурных проблем должны быть разработаны и реализованы зарегистрированным профессиональным инженером, чтобы не подвергать опасности целостность водосброса и/или насыпи.

Подрыв: Подрыв желоба может произойти в любой точке по его длине. Желоб может быть подорван на входе и/или выходе из-за неадекватной отсечной стенки или защиты от эрозии. Эрозия под и вдоль водосброса также может быть вызвана просачиванием и неадекватным дренажем. Подрыв и эрозия приведут к оседанию подработанных участков желоба. Если бетонный водосброс расположен на насыпи, подмыв и обрушение частей желоба поставят под угрозу безопасность плотины. Если водосброс расположен в устое, это может привести к эрозии и понижению уровня озера. Следует нанять зарегистрированного профессионального инженера для разработки планов и спецификаций по ремонту подрыва желоба.

Отсечка и торцевая стена: Отсечка должна быть размещена на входе в бетонный желоб, чтобы поток, приближающийся к желобу и входящий в него, не протекал под плиты перекрытия и не подрывал их. Подрыв желоба может привести к растрескиванию и обрушению плит, поскольку нижележащий материал разрушается. Кроме того, необходима перегородка на нижнем конце желоба для предотвращения подмыва потоками, выходящим из желоба и попадающими в нижний канал. Отсекаемая стена или торцевая стена должны быть основаны на скальной породе или иметь достаточную опору для обеспечения устойчивости и предотвращения подмыва самой стены.

Устройство защиты от эрозии на выходе: Выброс на выходе может выходить из желоба с высокой скоростью. В зависимости от ожидаемой скорости, энергии и объема потока может потребоваться конструкция для защиты водосброса и/или плотины от эрозии и подмыва. Более подробную информацию см. в информационном бюллетене «Конструкции защиты от эрозии на выходе».

Просачивание: Необходимо регулярно контролировать и документировать скорость и содержание потока из дренажных отверстий и дренажных дренажей. Грязный поток может указывать на эрозию насыпного материала вдоль водосброса или трубопровода, проходящего через насыпь. Присутствие частиц грунта или мутный поток из стоков указывает на то, что фильтр или дренаж не работают должным образом и допускают миграцию частиц грунта с насыпи. Внезапное увеличение потока или грязный поток из стоков должен быть немедленно исследован зарегистрированным профессиональным инженером, чтобы определить причину и серьезность проблемы. Планы и спецификации для надлежащего контроля просачивания и ремонта дренажа(ов) и насыпи также должны разрабатываться и выполняться под руководством зарегистрированного профессионального инженера.

В дополнение к мониторингу расхода, обычное техническое обслуживание заключается в удалении всех препятствий из дренажных отверстий и труб, чтобы обеспечить свободный дренаж. Типичные препятствия включают мусор, гравий, отложения и гнезда грызунов. Нельзя допускать, чтобы вода заливала выходы труб на длительное время. Это затруднит осмотр и техническое обслуживание и может привести к засорению стоков. Также см. информационный бюллетень «Просачивание через земляные плотины» для получения дополнительной информации.

Дренажные и сливные отверстия: Сливные отверстия, разгрузочные и подземные водостоки должны быть включены в бетонный желоб для снижения избыточного давления воды или инфильтрации из-за стен и пола. Дренажная система для желоба должна состоять из правильно расположенных дренажных отверстий и размеров, перфорированных труб, фильтровальных и подстилающих материалов, таких как песок и гравий. Просачивание может происходить через плотину, по соприкосновению насыпи с бетонным желобом, через открытые стыки и трещины. Неконтролируемое просачивание вдоль конструкции может привести к эрозии нижележащего насыпного материала (подмыванию), что может привести к растрескиванию или короблению плит. Чрезмерное давление за стенками и полом желоба может вызвать растрескивание и вспучивание бетона. Цикл замораживания-оттаивания может увеличить нагрузку и деформацию бетона, а также вызвать вздутие, растрескивание и дополнительные серьезные повреждения конструкции. Сливные отверстия, сбросные дренажи и дренаж для бетонного желоба водосброса должны быть спроектированы зарегистрированным профессиональным инженером.

Академия владельцев плотин: Водосливы и водоспуски

Академия владельцев плотин представляет собой серию видеороликов, предназначенных для обучения и информирования владельцев плотин по всем аспектам безопасной эксплуатации и технического обслуживания плотин.