Решение задач 2 страница

Показатель	Номер варианта
Класс бетона			12,5	12,5
Марка цемента, кгс/см^2
Удобоукладываемость: осадка конуса (см) жесткость (с)	В соответствии с вариантом (по таблице 2.1)
Насыпная плотность, г/см^3: цемента песка щебня гравия	1,12 1,52 - 1,49	1,10 1,55 - 1,46	1,04 1,60 - 1,47	1,00 1,50 - 1,59	0,98 1,56 - 1,62	1,08 1,63 1,54 -	1,10 1,60 - 1,61	1,12 1,60 1,50 -	1,11 1,68 - 1,58	1,10 1,65 1,53 -	1,09 1,59 1,54 -	1,10 1,64 1,55 -	1,00 1,65 1,61 -	1,05 1,67 1,48 -	1,06 1,64 1,57 -
Истинная плотность, г/см^3: цемента песка щебня гравия	3,12 2,50 - 2,51	3,11 2,55 - 2,50	3,15 2,55 - 2,60	3,16 2,50 - 2,52	3,20 2,62 - 2,53	3,10 2,65 2,63 -	3,15 2,60 - 2,65	3,21 2,65 2,60 -	3,12 2,63 - 2,65	3,20 2,65 2,60 -	3,16 2,54 2,60 -	3,10 2,55 2,65 -	3,22 2,65 2,67 -	3,18 2,65 2,65 -	3,20 2,63 2,65 -
Влажность, %: песка щебня гравия	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Наибольшая крупность, мм: щебня гравия	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Водопотребность песка, %	В соответствии с вариантом (по таблице 2.1)
Модуль крупности песка, Мкр	1,9	2,6	2,6	2,9	2,4	1,6	1,7	1,9	2,0	2,9	2,8	2,8	2,0	1,9	1,8

Подбор состава тяжелого бетона заключается в установлении соотношения между цементом, водой, песком, щебнем (гравием) и добавками в виде расхода материалов на 1 м³ уплотненной бетонной смеси. Это соотношение должно обеспечить необходимые технологические свойства затвердевшего бетона.

Подбор состава тяжелого бетона включает в себя следующие основные этапы:

· выбор и оценка пригодности имеющихся материалов;

· расчет ориентировочного состава бетона;

· экспериментальная проверка и корректирование состава бетона на опытных замесах;

· назначение рабочего состава бетона и расчет расхода материалов на замес бетономешалки.

Алгоритм расчета состава тяжелого бетона

1. По заданному классу бетона и марке определяем нормативное сопротивление бетона осевому сжатию R_b:

.

2. Вычисляем водоцементное отношение (В/Ц) – отношение массы воды к массе цемента, исходя из условий получения требуемой прочности бетона (класса бетона) в зависимости от активности цемента и с учетом вида и качества заполнителей по следующим формулам:

для бетонов с В/Ц > 0,4 ;

для бетонов с В/Ц < 0,4 ,

где R_ц - активность цемента, МПа;

А и А₁ - коэффициенты, учитывающие качество применяемых материалов (таблица 2.3);

R_b - прочность бетона, МПа.

3. Определяем ориентировочный расход воды (В, кг/м³) по таблице 2.4 с учетом заданной удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности зерен заполнителя.

Таблица 2.3 – Значения коэффициентов, учитывающих качество материалов

Характеристика заполнителей бетона	А	А1
Высококачественные	0,65	0,43
Рядовые	0,60	0,40
Пониженного качества	0,55	0,37

Примечания

1. К высококачественным материалам относят портландцемент высокой активности с минимальным количеством гидравлической добавки, щебень из плотных пород, песок плотный крупный и средней крупности. Заполнители должны быть не загрязненными, оптимального зернового состава.

2. К рядовым материалам относят портландцемент средней активности или высокомарочный шлакопортландцемент, заполнители среднего качества, в том числе гравий.

3. К материалам пониженного качества относят цементы низкой активности, непрочные крупные заполнители, мелкие пески.

4. Вычисляем расход цемента (Ц, кг/м³) по уже известным водопотребности бетонной смеси и водоцементному отношению по формуле:

,

где В - расход воды, кг/м³;

В/Ц - отношение массы воды к массе цемента.

Может оказаться, что полученная величина расхода цемента на 1 м³ бетона ниже допустимого нормами минимума, тогда значение Ц увеличивают до требуемой нормы с соответствующим увеличением расхода воды В, с тем чтобы неизменным оказалось водоцементное отношение. Следует отметить, что минимально допустимый расход цемента для неармированных сборных изделий составляет 200 кг/м³, а для железобетонных изделий – 220 кг/м³.

Кроме того, нормы расхода цемента не должны превышать типовые по СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций». Максимальная норма расхода цемента не должна превышать 600 кг/м³. Если расход цемента превышает типовые нормы, тогда следует проводить мероприятия по экономии цемента.

Таблица 2.4 – Ориентировочный расход воды на 1 м³ бетона

Удобоукладываемость бетонной смеси	Наибольшая крупность зерен, мм
гравия	щебня
осадка конуса, см	жесткость, с
-	31–50
-	21-30
-	16-20
-	10-15
1-3	–
4-6	–
7-10	–
11–14	–

Примечания

1. Таблица действительна при использовании портландцемента или шлакопортландцемента и песка средней крупности (2,0 ≤ М_кр ≤ 2,5)
водопотребностью 7%.

2. При применении мелкого песка водопотребностью свыше 7% расход воды увеличивается на 5 л на каждый дополнительный процент.

3. При применении крупного песка водопотребностью ниже 7% расход воды уменьшается на 5 л на каждый процент уменьшения.

4. При использовании пуццолановых портландцементов расход воды увеличивается на 15-20 л.

5. При расходе портландцемента 450-500 кг расход воды увеличивается на 10 л на каждые 100 кг цемента.

5. По таблице 2.5 определяем коэффициент раздвижки зерен (a) щебня (гравия) для пластичных бетонных смесей.

6. Определяем пустотность щебня (гравия) в рыхлонасыпанном состоянии по формуле:

,

где r_щ(г) - истинная плотность щебня (гравия), кг/м³;

r_н.щ(г) - насыпная плотность щебня (гравия), кг/м³.

Таблица 2.5 – Значение коэффициента a для подвижных бетонных смесей

Расход цемента, кг/м^3	Значение коэффициента раздвижки зерен (a) в пластичной бетонной смеси на песке средней крупности с водопотребностью 7% при В/Ц
0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
	-	-	1,22	1,26	1,32	1,38
	-	1,24	1,30	1,36	1,42	-
	1,26	1,32	1,38	1,44	-	-
	1,31	1,40	1,46	-	-	-
	1,44	1,52	1,56	-	-	-
	1,52	1,56	-	-	-	-

Примечания

1. При применении мелкого песка с водопотребностью свыше 7% коэффициент уменьшается на 0,03 на каждый дополнительный процент водопотребности песка.

2. При применении крупного песка с водопотребностью ниже 7% коэффициент увеличивается на 0,03 на каждый дополнительный процент водопотребности песка.

3. При других значениях Ц и В/Ц a находят интерполяцией (в Приложении Д рассмотрен метод линейной интерполяции).

4. Для очень жестких (Ж > 20 с) бетонных смесей a принимается в зависимости от расхода цемента равным: до 400 кг - 1,05-1,10; 400–500 кг – 1,10-1,20; 500-
600 кг – 1,20-1,25. Например, при расходе цемента 420 кг принимаем a = 1,12.

7. Рассчитываем расход заполнителей: песка (П, кг/м³), щебня (Щ, кг/м³) или гравия (Г, кг/м³) исходя из двух условий:

а) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м³ уплотненной смеси, т. е.:

,

где Ц, В, П, Щ(Г) - расход цемента, воды, песка и щебня (гравия), соответственно, кг/м³;

r_ц, r_в, r_п, r_щ(г) - истинная плотность этих материалов, соответственно, кг/м³;

б) цементно-песчаный раствор заполнит все пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен, т. е.:

,

где r_н.щ(г) - насыпная плотность щебня (гравия), кг/м³;

V_{пуст.щ(г)} - пустотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии;

a - коэффициент раздвижки зерен.

Решая совместно два уравнения, находим формулу для определения расхода щебня в кг на 1 м³ бетона:

.

Расход песка рассчитываем по формуле:

.

8. Зная расход компонентов Ц, В, П, Щ(Г) на 1 м³ бетонной смеси, вычисляем ее расчетную плотность по формуле:

;

и коэффициент выхода бетона В_б

,

где Ц, В, П, Щ(Г) - расход сухих компонентов на 1 м³ бетона, кг;

r_н.ц, r_н.п, r_н.щ(г) - насыпная плотность сухих материалов, кг/м³.

Значение коэффициента выхода бетона обычно находится в пределах В_б = 0,6 – 0,75.

9. Расчет состава бетонной смеси на лабораторный замес определяют с учетом влажности заполнителей:

а) определяем расход воды в компонентах бетонной смеси по формулам:

,

,

где Щ(Г) и П - расход сухих компонентов на 1 м³ бетона, кг;

W_щ(г) и W_п – влажность щебня (гравия) и песка, соответственно, %;

б) пересчитаем расход воды на бетонную смесь с учетом влажности материалов:

,

где В – ориентировочный расход воды, принятый в п. 3, кг;

в) пересчитаем расход заполнителей:

;

;

.

10. Рассчитанный состав бетонной смеси выражаем в виде соотношения

при определенном водоцементном отношении (В/Ц) и активности цемента (R_ц , МПа).

Примечания

Рассчитанный состав бетонной смеси выражают в виде соотношения по массе. При этом массу цемента принимают за единицу, поэтому соотношение между составными частями бетона имеет вид 1:Х:Y при определенном В/Ц и R_ц.

Например, 1:2,3:4,4 по массе при В/Ц = 0,62 и R_ц = 40 МПа.

11. На основании п. 9, п. 10 и исходных данных самостоятельно рассчитайте номинальный состав бетонной смеси по объему в м³ и представьте в виде:

Цемент – Х м³;

Песок – Y м³;

Щебень (гравий) – Z м³;

Вода – V м³.

контрольное задание № 3

Контрольные вопросы

Для выполнения задания № 3 каждому студенту необходимо ответить на три теоретических вопроса по соответствующему варианту (таблица 3.1). Текст вопросов переписывается в тетрадь, в которой выполняется контрольная работа.

Таблица 3.1 – Варианты контрольных заданий №3

Последняя цифра зачетной книжки	Предпоследняя цифра зачетной книжки

1. Понятие строительного материала. Классификация и основные виды строительных материалов.

2. Основные свойства строительных материалов. Структура и состав строительных материалов.

3. Свойства, характеризующие особенности физического состояния строительных материалов.

4. Свойства, характеризующие отношение строительных материалов к действию воды.

5. Свойства, характеризующие отношение строительных материалов к действию тепла.

6. Механические свойства строительных материалов.

7. Химические, технологические и эксплуатационные свойства строительных материалов.

8. Генетическая классификация горных пород. Виды и основные представители.

9. Основные породообразующие минералы. Основные представители.

10. Классификация каменных материалов, их применение в строительстве. Защита каменных материалов.

11. Классификация минеральных вяжущих веществ.

12. Гипсовые вяжущие вещества. Классификация и условия получения.

13. Производство строительного гипса. Виды тепловых аппаратов.

14. Твердение гипсовых вяжущих. Свойства и применение.

15. Строительная известь. Классификация, сырье и производство.

16. Свойства строительной извести и области применения.

17. Портландцемент. Химический и минералогический состав.

18. Сырье и способы производства портландцемента. Виды тепловых аппаратов.

19. Основные свойства портландцемента. Факторы, влияющие на них.

20. Сульфатостойкий и быстротвердеющий портландцементы. Разновидности, состав и применение.

21. Белый и цветные портландцементы. Состав и применение.

22. Дорожный и тампонажный портландцементы. Состав и применение.

23. Цементы с активными минеральными добавками. Классификация добавок.

24. Шлакопортландцемент. Особенности свойств, состав и применение.

25. Расширяющиеся цементы. Разновидности, состав и применение.

26. Бетон. Классификация бетонов.

27. Материалы для тяжелого бетона. Требования, предъявляемые к ним.

28. Добавки в бетон. Классификация добавок.

29. Бетонная смесь: реологические и технические свойства.

30. Свойства бетона. Факторы, влияющие на них.

31. Приготовление бетонной смеси. Факторы, влияющие на качество бетонной смеси.

32. Транспортировка, укладка и уплотнение бетонной смеси. Виды вибраторов.

33. Уход за бетоном. Методы контроля и регулирования его качества.

34. Особенности бетонирования в зимнее время.

35. Специальные виды тяжелых бетонов. Свойства и применение.

36. Легкие бетоны. Классификация, состав, свойства и применение бетонов на легких заполнителях.

37. Ячеистый бетон. Классификация, состав, свойства и применение.

38. Строительный раствор. Классификация растворов. Материалы для строительных растворов.

39. Свойства строительных растворов. Факторы, влияющие на качество растворной смеси.

40. Растворы для каменных кладок. Виды, состав и применение.

41. Штукатурные растворы. Виды, состав и применение.

42. Отделочные и специальные растворы. Виды, состав и применение.

43. Железобетон. Достоинства и недостатки.

44. Классификация и номенклатура железобетонных изделий.

45. Материалы для железобетонных изделий. Классификация арматуры.

46. Организация технологического процесса производства железобетонных изделий.

47. Армирование железобетонных изделий. Напряженное армирование.

48. Экономия цемента в производстве бетона и железобетона.

49. Силикатные изделия. Сущность автоклавного твердения. Устройство автоклава.

50. Материалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих веществ.

51. Асбестоцементные изделия. Сырье, производство, свойства и применение. Виды изделий.

52. Изделия на основе гипсовых вяжущих веществ. Сырье, производство, свойства и применение.

53. Керамические материалы. Классификация. Сырье.

54. Глины. Основные свойства глин, добавки к ним.

55. Виды керамических изделий. Общая схема производства.

56. Стеновые керамические материалы. Виды, производство и применение.

57. Керамические изделия для наружной и внутренней облицовки.

58. Строительная керамика специального назначения. Состав и применение.

59. Древесина как строительный материал. Достоинства и недостатки. Классификация древесных пород.

60. Макро и микроструктура древесины.

61. Физические свойства древесины, факторы, влияющие на них.

62. Механические свойства древесины, факторы, влияющие на них.

63. Породы древесины, основные представители. Пороки древесины.

64. Древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

65. Фанера, классификация, производство, свойства и применение. Материалы из древесины для кровель.

66. Столярные и погонажные изделия. Понятие биокомпозита.

67. Предохранение древесины от разрушения и возгорания.

68. Сушка, хранение и транспортировка лесоматериалов и изделий из древесины.

69. Классификация и строение теплоизоляционных материалов.

70. Свойства теплоизоляционных материалов.

71. Неорганические теплоизоляционные материалы. Общая характеристика.

72. Органические теплоизоляционные материалы. Общая характеристика.

73. Пенопласты как теплоизоляционные материалы. Основные виды изделий на их основе.

74. Применение теплоизоляционных материалов.

75. Общая характеристика акустических материалов.

76. Звукоизоляционные материалы и изделия. Факторы, влияющие на звукоизоляционную способность материалов.

77. Звукопоглощающие материалы и изделия. Факторы, влияющие на звукопоглощающую способность материалов.

78. Понятие стекла и его состав. Сырье для производства.

79. Основные способы производства стекла.

80. Структура и свойства стеклянных изделий.

81. Листовые светопрозрачные и светорассеивающие стекла.

82. Светопрозрачные изделия и конструкции из стекла.

83. Облицовочные изделия из стекла.

84. Пеностекло. Материалы на основе стекловолокна.

85. Ситаллы и шлакоситаллы. Особенности структуры и свойств.

86. Литые изделия из шлаков и отходов переработки горных пород.

87. Общие сведения и классификация красочных составов.

88. Классификация и свойства красочных материалов.

89. Основные компоненты красочных составов. Назначение и требования, предъявляемые к ним.

90. Масляные и эмалевые краски. Лаки.

91. Вододисперсионные краски. Пастовые и порошковые составы.

92. Общие сведения и классификация битумных и дегтевых материалов.

93. Состав и строение битумов.

94. Основные физические и химические свойства битумов.

95. Дегтевые вяжущие вещества.

96. Асфальтовые бетоны и растворы. Состав, свойства и применение.

97. Битумные и дегтевые мастики, свойства и применение.

98. Битумные и дегтевые эмульсии и пасты.

99. Оснóвные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы. Основные виды.

100. Безосновные рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы.

101. Листовые и штучные гидроизоляционные материалы.

102. Гидроизоляционные и кровельные материалы на основе полимеров.

103. Пластмассы: состав и классификация.

104. Основные компоненты пластических масс.

105. Основы производства полимерных материалов.

106. Полимерные материалы для несущих и ограждающих конструкций.

107. Полимерные материалы для полов.

108. Санитарно-технические и погонажные изделия из пластмасс. Трубы и мастики.

109. Модификация строительных материалов полимерами. Полимербетоны.

110. Модификация древесины и битумов полимерами. Достоинства и недостатки.

111. Общие сведения и классификация отделочных материалов.

112. Отделочные материалы на основе природного и искусственного камня.

113. Отделочные материалы на основе керамики, металла и стекла.

114. Отделочные материалы на основе древесины и пластических масс.

контрольное задание № 4

Расчет ориентировочного состава легкого бетона

Дата добавления: 2015-05-06