Общие принципы проектирования состава бетона

Методические указания по выполнению Контрольного задания.

Контрольное задание.

Лакокрасочные материалы

Теплоизоляционные и акустические материалы и изделия

Материалы и изделия из полимеров и пластмасс

Понятие о полимерах и пластмассах. Основные компоненты. Связывающие вещества, наполнители и добавки. Пластмассы как композиционный материал. Достоинства и недостатки. Основные строительно-технические свойства. Принципы изготовления изделий из полимеров и пластмасс.

Важнейшие виды полимерных материалов и изделий: конструкционные, отделочные, материалы для полов, материалы для стен. Кровельные материалы, гидроизоляционные материалы, клеи герметизирующие. Погонажные изделия, санитарно-технические изделия, трубы. Их разновидности и применение в строительстве. Полимерные материалы и изделия, перспективы развития их производства и применения в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. Полимербетоны. Состав, свойства в применении в строительстве.

Общий характер строения теплоизоляционных материалов и основные требования к ним. Классификация теплоизоляционных материалов. Технико-экономическое значение теплоизоляционных материалов в строительстве.

Органические теплоизоляционные материалы. Древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты, арболит, торфяные плиты. Пластмассы. Их разновидности, свойства и области применения в строительстве.

Неорганические теплоизоляционные материалы. Минеральная вата, пеностекло, ячеистые бетоны, асбестовые изделия. Их разновидности, свойства и области применения в строительстве. Индустриальные теплоизоляционные конструкции.

Акустические материалы. Характеристика шумов. Оценка акустических свойств. Разновидности акустических материалов с краткой характеристикой их специальных свойств.

Виды и назначения лакокрасочных материалов. Связующие вещества для окрасочных составов. Вспомогательные материалы. Виды окрасочных составов.

После изучения раздела 8. «Конструкционные и специальные бетоны» учащиеся выполняют контрольное задание целью которого является проектирование и подбор состава бетона расчетно-экспериментальным методом. Варианты исходных данных для выполнения контрольного задания приведены ниже в таблицах №1 и №2 включающих решения задач и вопросы для разработки и письменного изложения.. Контрольным заданием предусматривается проектирование и подбор состава гидротехнического бетона, как наиболее сложного при выборе составляющих входящих в него и отличительных свойств его в отличии от обычного конструкционного бетона применяемого в гражданском и промышленном строительстве.

4. Определив требуемое водоцементное отношение и необходимый расход воды, устанавливается расход цемента (Ц) на 1 м³ бетонной смеси:

, кг (3.4)

где В – расход воды, кг/м³;

[В/Ц]^тр – требуемое водоцементное отношение.

Полученный расход цемента должен быть не менее минимального, допустимого из условия нерасслаиваемости бетонной смеси и марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости 220 кг. для ж/б конструкции и не более допустимого расхода табл.3.9

Таблица 3.9. Предельный расход цемента на 1 м³ бетона при строительстве гидротехнических сооружений, кг

Удобоукладываемость бетонной смеси	Марка бетона
F 50	F 100 и 150	F 200 и более	W-2	W-4	W-6 и более
Осадка конуса, см: 4…6				275	375	480
				260	350	450
Жесткость, с: 20…40				250	325	425
50…80				230	300	400

Примечание: В числителе приведен расход рядового цемента для портландцемента, в знаменателе – пуццоланового портландцемента.

5. Расход заполнителей определяется исходя из условия, что сумма абсолютных объемов всех составляющих материалов бетона равна 1 м³ уложенной и уплотненной бетонной смеси (м³):

(3.5.)

3. Водопотребность (В) определяется расходом воды на 1 м³ бетонной смеси из условия обеспечения нужной удобоукладываемости (подвижность, жесткость) с учетом вида крупного заполнителя и наибольшей крупности зерен (табл.3.8)

Указанные в табл. 3.8. расходы воды приведены для смеси на портландцементе с нормальной густотой цементного теста (НГЦТ) 26…28% и на песке с модулем крупности М_кр = 2; при изменении НГЦТ на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3…5, в большую сторону – увеличивается на 3…5, кг. при изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3…5, в большую сторону – уменьшается на 3…5 кг.

Таблица 3.8. Расход воды на 1 м³ бетонной смеси, л.

Характеристика бетонной смеси	Расходы воды при наибольшей крупности заполнителя, мм
ОК, см	Ж, с	Гравий	Щебень
- - - - 2…4 5…7 8…10 10..12 12..16 16..20	40..50 25..35 15..20 10..15 - - - - - -

Таблица 3.6. Максимальные значения водоцементного отношения

Место расположения бетона в конструкции и климатические условия	Наибольшее водоцементное отношение в конструкциях
немассивных	массивных в зоне
наружной	внутренней
Зона переменного горизонта воды в климатических условиях: умеренных суровых особо суровых Подводная зона Надводная зона	0,50 0,45 0,42 0,55 0,60	0,53 0,47 0,45 0,57 0,62	0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Предельные размеры зерен крупного заполнителя в зависимости от вида конструкции приведены в таблице 3.7

Таблица 3.7. Предельные размеры зерен крупного заполнителя

Вид конструкций и способы укладки бетонной смеси	Допускается наибольшая крупность заполнителя
Тонкостенные конструкции (лотковые каналы, напорные трубы)	Не более 20 мм
Обычные конструкции (безнапорный сброс, акведуки, облицовки каналов, арочные плотины, дюкера)	Не более 40 мм
Массивные конструкции (гравитационные плотины, отстойники)	До 70…80 мм
Плиты покрытий, перекрытий	Не более 1/3 толщины плиты
Балки, колонны, рамы	Не более ¾ наименьшего расстояния между стрежнями арматуры
Укладка бетонной смеси в скользящую опалубку	Не более 1/6 наименьшего размера поперечного сечения конструкций
Подача бетонной смеси по хоботам и бетононасосам	Не более 1/3 диаметра хобота

для обычного бетона с В/Ц ≥ 0,4 В/Ц = АR_ц/(Rб + 0,5АR_ц); (3.1)

для высокопрочного бетона с В/Ц ≤ 0,4 В/Ц = А₁R_ц/(Rб - 0,5А₁R_ц); (3.2)

где А и А₁ – коэффициенты, учитывающие качество используемых материалов; принимаются по данным таблицы 3.4;

R_ц – марка (активность) цемента, МПа;

R_б – средняя прочность бетона, МПа.

Таблица 3.4. Коэффициенты, характеризующие качество заполнителей

Характеристика заполнителей	А	А1
1. Высококачественные (чистые фракционированные заполнители из плотных и прочных горных пород)	0,65	0,43
2. Рядовые (заполнители среднего качества, в том числе гравий)	0,6	0,4
3. Пониженного качества (крупный заполнитель низкой прочности, например, щебень из карбонатных пород, мелкий песок)	0,55	0,37

Предельная величина В/Ц для сборных гидротехнических конструкций должна приниматься не выше значений, приведенных в табл.3.5 и 3,6 с учетом того, что увеличение водоцементного отношения снижает водонепроницаемость в 8, а морозостойкость – в 2…3 раза. Если полученное требуемое водоцементное отношение окажется больше предельного допустимого, дальнейший расчет ведется из условия:

[В/Ц]^тр = min [В/Ц] (3.3)

Таблица 3.5. Выбор водоцементного отношения в зависимости от условий работы конструкции и агрессивности среды

Условия работы конструкции	Наибольшее водоцементное отношение при степени агрессивности среды
Слабая	Средняя	Сильная
Конструкции, работающие в зоне переменного горизонта воды Подводные конструкции Надводные конструкции	0,45 0,50 0,55	0,43 0,45 0,50	0,40 0,40 0,45

В задачу проектирования состава бетона гидротехнического плотного на цементном вяжущем [СТБ 1307-2002, с.9, Б9] входит выбор цементов, заполнителей, воды и добавок; установление их оптимальных соотношений при минимальном расходе цемента; обеспечение необходимых технологических свойств бетонной смеси; получение бетона с заданными проектными физико-механическими свойствами по прочностным показателям, водонепроницаемости, морозостойкости, коэффициенту фильтрации, коррозионной стойкости, трещиностойкости и т.д.

Гидротехнический бетон – это разновидность специального бетона. Он характеризуется повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, пониженным выделением тепла, а в ряде случаев и стойкостью к агрессивной среде. Применяется для строительства сооружений или их отдельных частей постоянно или периодически омываемых водой. В зависимости от расположения сооружений бетон изготавливают подводный, находящийся постоянно в воде в зоне переменного уровня воды и надводный бетон, находящийся выше зоны переменного уровня воды. Бетон подразделяется на массивный и немассивный, а также для изготовления напорных и безнапорных конструкций.

При проектировании состава бетонной смеси должны учитываться все возможные факторы, влияющие на конечное качество бетона с целью обеспечения надежности и долговечности бетонной или железобетонной конструкции.

Прежде чем приступить к проектированию состава бетонной смеси, необходимо знать:

а) климатические условия месторасположения гидротехнического сооружения, назначение бетонной или железобетонной конструкции и ее размеры, место ее расположения в сооружении и по отношению к воде;

б) в какой водной или грунтовой среде будет работать бетон и возможные виды его коррозии;

в) класс бетона, а при необходимости, требуемую долю марочной прочности к определенному сроку;

г) проектную марку бетона по водонепроницаемости, морозостойкости;

д) удобоукладываемость (подвижность) бетонной смеси.

Долговечный высококачественный бетон может быть получен при наилучшей структуре бетонной смеси, которая образуется только при использовании доброкачественного цемента, минимального требуемого количества воды (в/ц), оптимального гранулометрического состава качественных заполнителей, ввода соответствующих добавок.

Наиболее простым способом проектирования состава бетонной смеси является метод абсолютных объемов, где приготовленная, уложенная и уплотненная бетонная смесь не должна иметь в своем составе пустот и пор.

Учитывая, что после расчета обязательно выполняют экспериментальные лабораторные замесы с последующей корректировкой составов, этот способ называют расчетно-экспериментальным. При этом различают номинальный (лабораторный) состав бетона, рассчитанный для сухих материалов, и производственно-полевой – для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом. Для этого вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, а затем уточняют его по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов-кубов.

Дата добавления: 2014-11-29