Технология монолитного и приобъектного бетонирования

Арматурно-опалубочный чертеж монолитной конструкции, ее описание и номенклатура работ, технология возведения, калькуляция трудовых затрат, подбор кранового оборудования, стройгенплан. Проектирование состава бетона, анализ прочности изделий в партии.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 30.01.2014
Размер файла 233,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет Транспорта

Кафедра «Строительное производство»

Курсовая работа

по дисциплине:

«Технология заводского производства железобетонных изделий, монолитного и приобъектного бетонирования»

на тему:

«Технология монолитного и приобъектного бетонирования»

Выполнил:

студент гр. ПК-51

Голенков В.М.

Гомель 2013

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет Транспорта

Кафедра «Строительное производство»

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине:

«Технология заводского производства железобетонных изделий, монолитного и приобъектного бетонирования»

на тему:

«Технология монолитного и приобъектного бетонирования»

Выполнил:

студент гр. ПК-51

Голенков В.М.

Гомель 2013

Содержание

  • 1. ТЕХНОЛОГИЯ МОНОЛИТНОГО И ПРИОБЪЕКТНОГО БЕТОНИРОВАНИЯ
    • 1.1 Арматурно-опалубочный чертеж монолитной конструкции, ее описание и номенклатура работ
    • 1.2 Технология возведения монолитных конструкций
      • 1.2.1 Опалубочные работы
      • 1.2.2 Арматурные работы
      • 1.2.3 Бетонирование конструкций
    • 1.3 Калькуляция трудовых затрат
    • 1.4 Графики производства работ
    • 1.5 Подбор кранового оборудования
    • 1.6 Общеплощадочный стройгенплан
  • 2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
    • 2.1 Выбор метода
    • 2.2 Технологические расчеты
    • 2.3 Технологические расчёты по монолитным бетонным работам
    • 2.4 Проектирование состава бетона
      • 2.4.1 Теоретические основы проектирования состава бетона
      • 2.4.2 Расчет ориентировочного состава бетона
      • 2.4.3 Подбор состава бетона химическими добавками
  • 3. СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
    • 3.1 Анализ прочности изделий в партии
    • 3.2 Оценка достоверности повышения прочности бетона при применении разного вида заполнителей
    • 3.3 Оценка изменчивости прочности легкого и тяжелого бетона
    • 3.4 Определение количества наблюдений (образцов)
    • 3.5 Статистическая обработка результатов испытаний бетона на сжатие
  • 4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
  • ЛИТЕРАТУРА
  • 1. ТЕХНОЛОГИЯ МОНОЛИТНОГО И ПРИОБЪЕКТНОГО БЕТОНИРОВАНИЯ
  • монолитное бетонирование прочность возведение

1.1 Арматурно-опалубочный чертеж монолитной конструкции, ее описание и номенклатура работ

Основным направлением развития массового жилищного строительства является сборное, панельное домостроение. Однако более 35% объемов жилищного строительства осуществляется еще недостаточно индустриальными методами. Поэтому индустриальные методы монолитного домостроения рассматриваются как резерв повышения общего уровня дальнейшей индустриализации строительства. Производственный эксперимент по применению различных конструктивно-технологических методов монолитного домостроения позволил сформировать теоретические основы рациональных сфер применения монолитного бетона, технических решений конструкций зданий и опалубок, а также разработать ряд нормативных и методических документов по проектированию, строительству и сравнительной технико-экономической оценке гражданских зданий из монолитного бетона.

Возведенные жилые и гражданские здания, как правило, отличавшиеся высоким качеством архитектурных решений. Анализ показал, что монолитное домостроение по большинству технико-экономических показателей имеет преимущества по сравнению с кирпичным домостроением, а в ряде случаев и с крупнопанельным: единовременные затраты на создание производственной базы меньше, чем в кирпичном на 35% и чем в крупнопанельном на 40-45%; расход стали в конструкциях снижается на 7-25% по сравнению с крупнопанельным (экономия увеличивается по мере повышения этажности); расход стали на опалубку с учетом оборачиваемости форм снижается на 1,5 кг на 1м2 общей площади в сборных конструкциях до 1 кг в монолитных. Энергетические затраты на изготовление и возведение монолитных конструкций уменьшается на 25-35% по сравнению со сборными и кирпичными: трудовые затраты снижаются в среднем на 25-30%, а продолжительность строительства сокращается на 10-15% по сравнению с кирпичным. Стоимость строительства с учетом зданий по этажности, архитектурно-планировочным решением и действующих чем на материалы и конструкции в среднем на 10% ниже, чем кирпичного, и на 5%, чем крупнопанельного.

К достоинствам монолитного домостроения следует также отнести возможность с минимальными затратами получить разнообразные объемопространственные решения, повысить эксплуатационные качества зданий. При этом сокращается инвестиционный цикл (проектирование зданий и производственной базы - создание базы - строительства).

Недостатками монолитного домостроения являются более высокая по сравнению с крупнопанельным продолжительность строительства и трудоемкость на строительной площадке при одинаковых показателях суммарных трудовых затрат, удорожание бетонных работ при отрицательных температурах.

Рисунок 1 - Арматурно-опалубочный чертеж колонны

1.2 Технология возведения монолитных конструкций

Наряду с развитием полносборного строительства в стране наметилось интенсивное развитие методов монолитного домостроения. Эта тенденция обусловлена следующим:

- возможность автономного строительства в районах, удаленных от предпри-ятий полносборного домостроения;

- меньшими капиталовложениями на создание производственной базы и ресурсоемкостью;

- возможность возводить здания повышенной этажности с самой различной планировочной структурой;

повышенной устойчивостью зданий к сейсмическим и другим воздействиям.

При возведении многоэтажных зданий определилось три технологических метода, различаемых в основном по конструктивно-технологическим особенностям использова-ния опалубочных систем:

возведение зданий в скользящей опалубке; в крупнощитовой и блочной переставных опалубках; в объемно-переставной (туннельной) опалубке.

При возведении малоэтажных зданий из монолитного бетона используют мелко- и крупнощитовую систему опалубки.

До недавнего времени в многоэтажном монолитном домостроении определенный приоритет отдавался методу возведения зданий в скользящей опалубке. Однако практика возведения зданий в скользящей опалубке выявила целый ряд недочетов метода, в том числе:

сложность возведения стен переменной по высоте здания толщины и устройства перекрытий;

проблемы, связанные с наличием оконных проемов

сложность получения бездефектных лицевых поверхностей, декоративной отдел-ки фасадов и др.

Поэтому метод возведения многоэтажных зданий в скользящей опалубке использу-ется в основном для бетонирования ядер жесткости.

Наиболее универсальным и технологическим методом при возведении многоэтаж-ных монолитных и сборно-монолитных зданий является бетонирование в крупнощитовой опалубке, в том числе и в блочном исполнении.

Метод бетонирования в объемно-переставной (туннельной) опалубке применяется при возведении из монолитного бетона многоэтажных зданий большой протяженности с несущими поперечными стенами. Сущность метода заключается в бетонировании пере-крытий и несущих поперечных стен с применением блоков

туннельной опалубки, наби-раемых из секций или в виде укрепленных на земле блоков и переставляемых с этажа на этаж.

При возведении многоэтажных зданий рационально применение литых бетонных смесей с подвижностью по осадке стандартного конуса порядка 16-18 см. При этом за счет лучшей их удобоукладываемости трудоемкость подачи и укладки бетонной смеси снижается на 30-35 %, а возможность получения более качественных лицевых поверхно-стей конструкции уменьшает затраты труда на 16-20 %. Применение литых смесей позво-ляет на 15-20 % уменьшить энергозатраты.

1.2.1 Опалубочные работы

Опалубочные работы должны выполняться в соответствии с требованиями СНиПов и других нормативных документов.

Опалубочные работы выполняются звеньями, организованными по операционно-расчлененному принципу. Количественный состав звеньев и бригад определяется объе-мом опалубочных работ, сроком их выполнения и ритмом, количеством потоков.

При наличии на строительной площадке кранов с необходимыми техническими ха-рактеристиками опалубку следует предельно укрупнять в блоки, или, если возможна уста-новка и закрепление арматуры, в арматурно-опалубочные блоки.

Перед установкой опалубки производят разметку осей конструкций, нанося краской риски на их основания и нижнюю часть опалубочных коробов или щитов. Для сборки опалубки фундаментов заподлицо с основанием по контуру фундаментов выставляют де-ревянные колья, затем по ним краской наносят риски, фиксирующие положение осей и щитовой опалубки.

Установленная опалубка до начала бетонирования должна быть осмотрена и принята мастером. При этом проверяется: соответствие геометрических размеров и отметок уров-ней опалубки требованиям проекта, правильность привязки ее к осям конструкции или сооружения, плотность стыков и сопряжений элементов опалубки, правильность установки несущих и поддерживающих элементов, анкерных устройств и элементов крепления. Допускаемые отклонения положения и размеров установленной опалубки, поддерживаю-щих элементов и креплений не должны превышать величин, указанных в соответствую-щих ГОСТах или в проекте. В процессе бетонирования за установленной опалубкой должно вестись непрерывное наблюдение, обнаруженные при этом деформации или сме-щения следует немедленно устранить.

Разборка опалубки производится при достижении бетоном требуемой прочности со-гласно СНиП или проекту в порядке, обратном ее установке. Удаление несущих и под-держивающих элементов допускается только после снятия боковой опалубки и тщатель-ного осмотра всех элементов опалубки.

Демонтированная опалубка должна быть очищена, рассортирована по элементам и сложена в штабеля. Инвентарные крепежные детали сдаются мастеру по счету.

1.2.2 Арматурные работы

Арматура применяется для повышения несущей способности бетонных конструкций. В зависимости от материала, из которого она изготавливается, арматура подразделяется на обычную и неметаллическую.

На приобъектном складе при необходимости производят укрупнительную сборку арматурных элементов и разметку строповочных мест. К месту монтажа арматурные эле-менты должны доставляются транспортными средствами в объеме, как правило, на всю конструкцию или по частям согласно требованиям проекта производства арматурных ра-бот.

Армирование конструкций отдельными стержнями осуществляют, учитывая про-странственное расположение арматуры в конструкции (колонны, балки, плиты и т.д.). Почти во всех вариантах монтаж арматуры начинается с установки рабочих стержней.

При армировании колонн первоначально устанавливаются и закрепляются верти-кальные рабочие стержни с присоединением концов к выпускам и объединения их хому-тами. Далее снизу вверх ставят остальные хомуты и фиксируют вертикальные стержни. При таком армировании две стороны опалубки колонны оставляют открытыми.

Армирование конструкций пространственными каркасами и армоблоками произво-дится путем их укладки в полностью или частично подготовленную опалубку. Предвари-тельно выправляют и выверяют по проекту арматурные выпуски основания и наносят разбивочные оси. Затем краном с помощью стропов или траверс поднимают армоэлементы, устанавливают их в проектное положение по заранее выполненной разметке, выверяют и временно закрепляют растяжками. После этого подгоняют и соединяют арматурные вы-пуски и освобождают стропы крана.

При армировании конструкций необходимо обеспечивать требуемую величину за-щитного слоя бетона. В качестве его фиксаторов используют прямоугольные плитки из бетона или раствора, арматурные упоры, подставки, удлиненные поперечные стержни и т.д.

После установки арматуры производят ее приемку, которая включает визуальный осмотр, инструментальную проверку размеров и установление их соответствия проекту.

Приемка оформляется актами на скрытые работы.

1.2.3 Бетонирование конструкций

При бетонировании колонн бетонная смесь после доставки ее к объекту пода-ется в конструкцию в переносном поворотном бункере стреловым краном.

Колонны сечением 400x400 мм и больше, высотой до 5 м, а также сечением менее 400x400 мм, высотой менее 2 м бетонируют на всю высоту с подачей бетона сверху. При больших высотах этих конструкций работу выполняют ярусами с перерывами 1 -2 ч для осадки свежеуложенного бетона.

Бетонирование высоких колонн производится в опалубке, установленной с трех сто-рон на всю высоту конструкции. Четвертая сторона опалубки ставится на высоту очеред-ного яруса бетонирования. Если над колоннами расположены балки с густой арматурой, препятствующей подаче бетона сверху, то бетонирование их можно проводить до армиро-вания балок с последующей обработкой рабочих швов.

1.3 Калькуляция трудовых затрат

Таблица 1 - Калькуляция трудовых затрат

1.4 Графики производства работ

Смотреть на листе.

1.5 Подбор кранового оборудования.

Грузоподъёмный механизм подбирают по 4 - м параметрам:

грузоподъёмность - Q;

высота подъёма крюка или стропы - Нк;

вылет крюка - Lкp;

длина стрелы - Lc.

Грузоподъёмность определяется по формуле:

Q = m1 +m2, (2.1)

где m1 - масса элемента;

m2 - масса устройств, т.

Рисунок 2 - Грузоподъёмный механизм

Для подбора крана принимаем расстояние от уровня стоянки до опоры монтируемых элементов на верхнем монтажном горизонте:

h0=4,4 м(2.2)

4,4 - высота опалубки, м;

Высота бадьи :

hэ=3,6 м.

Безопасное расстояние:

hб=0,5 м.

Высота полиспасты:

hп=1,5 м.

Так как бадья с бетоном (mэ) тяжелее опалубки, то принимаем для неё строп четырёхветвевой грузоподъёмностью до 5 тонн, масса которого m1--0,05 т и расчёт-ная высота hт=4,5 м.

Масса бадьи с бетоном mэ=2,29 т, тогда:

Q = 2,29 + 0,05 = 2,34 т, Высота подъёма крюка

Hk=h0+hб+hэ+hт+hn,(2.3)

Hk = 4,4+0,5+3,6+4,5+1,5 = 14,5 м.

По полученным данным выбираем кран : МКГ - 6,3 [7]

Длинна стрелы 18 м.;

Вылет стрелы 5,5 м.;

Грузоподъёмность 2,8 т.;

Высота подъёма 18 м..

1.6 Общеплощадочный стройгенплан

Общеплощадочный стройгенплан - генеральный план строительной площадки, на котором размещены: строящиеся и существующие здания и сооружения; временные складские помещения и площадки; здания и сооружения административного, бытового и санитарно-гигиенического назначения; транспортные сети, коммуникации электро- и водоснабжения, канализации и связи.

Общеплощадочный стройгенплан выполняет на стадии технико-экономического проекта. Он разрабатывается на строительство комплекса зданий или на отдельное здание или сооружение.

Прядок проектирования стройгенплана включает в себя следующие мероприятия:

привязку к объекту грузоподъёмных кранов и других механизмов с определением зон обслуживания, опасных зон и т. п.;

определение необходимого объема ресурсов для строительства;

определение количества работающих, количество временных зданий и сооружений производственного, административного и санитарно- гигиенического значения;

привязка систем инженерного обеспечения строительства ( водо-, газо- и энергоснабжения, отопления, канализации, телефонизации и т. д.)

2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

2.1 Выбор метода

В связи с непрерывным увеличением объема строительства, серьезным и важным вопросом является предохранение бетона от замерзания и обеспечение надлежащих усло-вий для его твердения.

Существуют особенности производства бетонных работ в зимних условиях и в зоне вечномерзлых грунтов, изложенные в СНиП - Ш-13-76 (п.5.1-5.28). Правила, приведен-ные в этом разделе, должны соблюдаться в период производства бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной су-точной температуре ниже 0°С, а также при бетонировании конструкции, расположенных в вечномерзлых грунтах.

В проекте производства работ или технологических картах необходимо указать:

Технологию приготовления и транспортирования бетонной смеси, которая обеспе-чивала бы заданную температуру смеси при выгрузки из бетона смесителя и у места ее укладки;

Способ и температурный режим выдерживания бетона;

Выбранные материалы по утеплению опалубки и открытых поверхностей конст-рукций с необходимыми расчетами;

Прочность бетона к моменту распалубливания;

Сроки и порядок распалубливания и загружения конструкции;

Меры по технике безопасности при производстве работ.

При разработке технологии зимнего бетонирования следует прежде всего выбрать способ выдерживания бетона. Для обеспечения необходимых свойств бетона (морозо-стойкости, водонепроницаемости и др.) приходится прибегать либо к приготовлению бе-тона из подогретых материалов, чтобы обеспечить ему положительную температуру при укладке в конструкцию, либо к защите бетона, уже уложенного в конструкцию, от мороза теплоодеждой, либо к дополнительному обогреву его электричеством, паром и теплым воздухом, либо к укладке бетона с противоморозными добавками.

В общем случае выбор метода зимнего бетонирования зависит от размеров и назна-чения конструкции, от возможности изготовления их на заводах или полигонах, от ожидаемых наружных температур, применяемых цементов, наличия на строительстве источ-ников тепла, химических добавок, теплоодежд и т.д.

2.2 Технологические расчеты

На строй площадке производится бетонирование фундаментов из бетона М3ОО на портландцементе М400 с расходом стали 107 кг/м , при температуре наружного воздуха -27°С, при скорости ветра 10 м/с. Температура бетонной смеси в момент укладки в опалуб-ку t6.H.=25°C.

1.Расчет производим следующим образом.

Определяем объем бетона в конструкции по формуле:

V = 2,4*2,1*0,3+1,2*1,8*0,3+1,2*1,2*1,2=2,736 м3,

Рисунок 3 - Фундамент ФБ6 - 1

Затем определяем поверхность охлаждения конструкции:

м2

м2

м2

м2

F = 2,7+1,8+5,76+5,04= 15,3 м2.

Находим модуль поверхности конструкции:

м -1

Вычисляем температуру бетона с учетом нагрева арматуры

где С2 - удельная теплоемкость арматуры, кДж/(кг * °С); Р2 - расход арматуры, кг/м3. Значение С2 берется из приложения 1 табл.5 [3], С2=0,48 кДж/(кг * °С),

t'6n =(1,047*2400 *25 + 0,48*107*(-27))/(1,047*2400 + 0,48*107) = (62820+(-1386,72))/2564,16= 23,958 °С.

Согласно графикам набора прочности бетона при различной температуре находим среднюю температуру твердения бетона t6.cp., равную 23°С, при которой в течении 7 суток (т) бетон конструкции приобретает 70% прочности от марочной.

По формуле 6 [3] определяем коэффициент теплоотдачи опалубки:

-выполняется

кДж/(м2*ч*0С)=0,03 Вт/(м2*С)

По таблице 4 приложения [3] назначаем (ориентировочно) конструкции опалубки, состоящую из доски толщиной 25 мм, слоя пенопласта толщиной 30 мм и слоя фанеры толщиной 4 мм, которые имеют при нормальной влажности и температуре различные расчетные физические показатели, приведенные в таблице 5 приложения 1 [2].

Рисунок 4 - Конструкция опалубки

Определяем удельный тепловой поток через опалубку по формуле (7) [3]:

Вт/м2

По графику рис.2 [3] определяем коэффициент теплопередачи конвекции при скорости ветра, равной 10 м/с, ак=33,15 Вт/(м * °С). Зная, что лицевая сторона опалубки выполнена из фанеры принимаем температуру на наружной поверхности опалубки равной -26 0С

Тогда коэффициент теплоотдачи излучения ал=0.

Проверяем правильность заданной температуры на наружной стороне опалубки:

0С

Определяем процент ошибки:

;

По [3] формуле (10) определяем температуру нагрева опалубки:

0С

По [3] формуле (11) определяем количество тепла, идущее на нагрева опалубки:

где Cj, Fj,бj, Yi - соответственно удельная теплоемкость, площадь, толщина, объемная масса материала опалубки. Значения 1 и 4 берутся из приложения 1 [3] , таблица 5

Найдем площади:

Доск:

м2

м2

м2

м2

F = 2,73+1,83+5,88+5,15= 15,59 м2.

Пенопласт:

м2

м2

м2

м2

F = 2,76+1,866+6,024+5,29= 15,94 м2.

Фанера:

м2

м2

м2

м2

F = 2,77+1,87+6,043+5,31= 15,99 м2.

По [3] находим температуру бетона с учетом потерь тепла, затраченных на нагрев арматуры и опалубки

Значение коэффициентов теплоотдачи опалубки уточняем по формуле:

кДж/(м2*ч*0С)=0,15 Вт/м2 0С

По [3] формуле (16) уточняем удельный тепловой поток, теряемый бетоном через опалубку:

Вт/м2

Окончательно определяем температуру наружной поверхности опалубки:

0С

Уточняем процент ошибки по формуле:

Определяем температуру бетона к концу выдерживания:

10,665 0С

Продолжительность остывания бетона окончательно проверяем по формуле:

ч =6,5 сут. 7 сут.

Вывод: Продолжительность остывания конструкции составила 7 суток, что удовлетворяет ус-ловию задачи. Принимаем тип опалубки, состоящий из доски толщиной 25 мм., пенопласта 30 мм. И фанеры 4мм. Со следующими параметрами: сут., t6n=25 0С, tнв= -27 0С, t'6n=23,958 0С, t''6n=19,5 0С, tоп= -1,49 0С, tср=23 0С, tбк= 10,665 0С.

2.3 Технологические расчёты по монолитным бетонным работам

Определяем объём и число бункеров, пользуясь табл.1

[6, с.78]: число бункеров - 3. Объём каждого - 1,0 м3.

Находим удельную теплоёмкость щебня с учётом его влажности по формуле:

где Ссух - удельная теплоёмкость сухого заполнителя

w - весовая влажность %, для гранитного щебня 1%

ккал/кг °С Вычисляем приведенную теплоёмкость бетонной смеси по формуле:

,.

где Ci - удельные теплоёмкости составляющих бетонную смесь компонентов, ккал/кг,

рi - весовые части составляющих бетонной смеси.

Состав бетонной смеси по весу - 1;1,7;3,3;0,46.

Спр = (0,46 + 0,2 * 4,0 + 0,21 * 3,3+1, * 0,22) /(1 + 1,7 + 3,3 +0,46) = 0,36 ккал/кг °С.

Рассчитываем потребную мощность:

где а -- коэффициент, учитывающий потери тепла в период разогрева;

t1- температура разогрева, °С;

t3 - начальная температура перед разогревом, °С;

t1- продолжительность прогрева , мин.;

кВт.

Определяем расстояние между электродами:

где U - напряжение на электродах, В;

pрасч - расчётное удельное электрическое сопротивление разогреваемой смеси, Ом*м;

м

Находим максимальную электрическую мощность для разогрева
где U - напряжение сети ,В;
V1 - объём одновременно прогреваемого бетона, м3;
р2 - минимальное удельное электрическое сопротивление бетонной смеси;
кВт
Определяем расчётную электрическую мощность
где з и cos ц - соответственно КПД и коэффициент мощности трансформатора; kч. - коэффициент кратковременной допустимой перегрузки трансформатора (1,3 - 1,5)
РРАСЧ =661/(0,9*1,4) = 524,6 кВт.

По величине расчётной мощности подбираем трансформатор по таблица 1, приложению 2 [3,с.31] ТМН - 630/10, номинальная мощность 630 кВт > 524,6 кВт, что удовлетворяет условию

Вычисляем силу тока по фазам

Где р2 минимальное электрическое сопротивление

А

По таблице 2 приложения 2 [3] определяем допустимые токовые нагрузки тип и сечение кабеля, идущего от щита до бункера разогрева смеси. Выбираем кабель четырехжильный медный, с сечением токопроводящей тока 150 мм. Допустимая нагрузка составляет 330-3=990>923А.

Рисунок 5 - Принципиальная схема бадьи для электропрогрева бетонной смеси.

1 - электрод;

2 - контактная шпилька;

3 - бункер;

4 - затвор;

5 - вибратор;

6 - крепление электрода;

2.4 Проектирование состава бетона

2.4.1 Теоретические основы проектирования состава бетона

Тяжелый бетон применяют для несущих бетонных и железобетонных конструктив-ных элементов промышленных, гражданских, сельскохозяйственных зданий, мостов и пр. К нему предъявляют требования по прочности и при необходимости, по морозостойкости и водонепроницаемости.

Для изготовления бетона следует применять портландцементы, соответствующие требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические ус-ловия» и ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия».

Марки цемента принимают в зависимости от класса бетона по табл. 2 согласно СНиП 5.01.23-83 «Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий и конструкций».

Применение цемента пониженных марок увеличивает его расход.

При применении цемента высокой активности для бетонов низких классов следует вводить минеральные добавки тонкомолотых шлаков, золы ТЭС, активных минеральных добавок естественного происхождения.

Расход цемента не должен превышать типовую норму по СНиП 5.01.23-83.

Вид цемента для различных условий работы необходимо выбирать с учетом требо-ваний ГОСТ 23464-79 «Цементы. Классификация».

В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона применяют природный и ис-кусственный песок (в данной работе применяется речной песок), в качестве крупного за-полнителя -- щебень или гравий из плотных горных пород.

Таблица 2 - Назначение марки цемента в зависимости от класса бетона

Марки цемента для тяжелого

бетона при твердении в условиях

естественных

тепловой обработки при отпускной прочности бетона

70% проектной и менее

80-100% проектной

рекомендуемые

допустимые

рекомендуемые

допустимые

рекомендуемые

допустимые

В75

300

--

300

---

--

--

В10

300

400

300

400

400

300,500

В15

400

300,500

400

300, 500

400

500

В20

400

300, 600

400

300,500

400

500

В25

400

500

400

500

500

400

В27,5

400

500

400

500

500

400

ВЗО

500

650, 600

500

550, 600

550

500. 600

В35

550

500,600

650

500, 600

600

500, 550

В40

600

650,600

600

550, 500

600

650

В45

600

550

600

550

--

Вода для затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия».

Рекомендуется применять питьевую воду. Можно использовать технические оборот-ные и природные минерализованные воды с допустимым содержанием примесей.

Водородный показатель рН воды должен быть не менее 4 и не более 12,5.

Допускается не более 10 мг/л органических поверхностно-активных веществ, саха-ров, фенолов.

Для улучшения свойств бетонной смеси, затвердевшего бетона, ускорения твердения бетона, замедления или ускорения сроков схватывания вводятся химические добавки, применение которых регламентируется.

2.4.2 Расчет ориентировочного состава бетона

Различают номинальный лабораторный состав бетона, рассчитанный для сухих ма-териалов, и производственно-полевой -- для материалов в естественно-влажном состоя-нии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом, для чего вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, а затем уточняют его по ре-зультатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

Исходные данные для проектирования состава бетонной смеси: класс по прочности при сжатии В40(), удобоукладываемость бетонной смеси ОК=2-5 см. портландцемент: активность Rц=52 МПа

истинная плотность и.ц=3100 кг/м3

насыпная плотность н.ц=1100 кг/м3

песок:

истинная плотность и.п=2500 кг/м3

насыпная плотность н.п=1500 кг/м3

модуль крупности Мк=1,66

щебень:

средняя плотность зерен с.щ=2600 кг/м3

насыпная плотность н.щ=1320 кг/м3

размер фракций D=10 мм

Качество заполнителей: среднее;

Химическая добавка: противоморозная (П).

Определение водоцементного отношения:

;

где А1 - коэффициент учитывающий качество материалов, равный 0,6;

Rб предел прочности бетона на сжатие.

Определение расхода воды:

Расход воды назначаем в зависимости от подвижности бетонной смеси (ОК) и от наибольшей крупности щебня, по таблице 4.4.

В=190 л/м3.

Определение расхода цемента:

кг/м3.

4. Определяем расход щебня:

кг/м3,

где - коэффициент раздвижки зерен щебня равный;

5. Определение расхода песка:

кг/м3

В результате проведенных расчетов получен следующий номинальный состав бетона:

Цемент 339,3кг/м3;

Вода 190 кг/м3;

Песок 670 кг/м3;

Щебень 1124,8 кг/м3;

Итого 2324 кг/м3.

Корректирование состава бетона с учетом влажности заполнителей.

Определяем количество воды в заполнителях:

П=670*0,052=34,84 кг;

Щ=1124,8*0,052=58,48 кг.

Количество воды в заполнителях равно

Вз=34,84+58,48=93,32 кг. Следовательно, воды нужно

Вобщ=В-Вз=190-93,32=96,68 кг.

Цемент 339,3кг/м3;

Вода 96,68 кг/м3;

Песок 705 кг/м3;

Щебень 1183 кг/м3;

Итого 2324 кг/м3.

2.4.3 Подбор состава бетона химическими добавками

Требуется определить состав бетона класса с противоморозной добавкой поташ. Температура наружного воздуха 27С,скорость ветра10м/с, расход стали 107 к/м3. Состав бетона в летних условиях в расчете на 1 м3:

Цемент 339, кг/м3; Вода 190 кг/м3;

Песок 670 кг/м3; Щебень 1124,8 кг/м3;

Согласно данным таблицы 6.5 [2, с. 142] при указанных исходных данных и использовании не отогретых заполнителей количество добавки поташ должно составлять 15% от массы цемента или (339,30,15) = 50,895 кг при максимальной концентрации.

Согласно таблице 1 [6, с. 85] один литр 48% концентрации раствора поташа с плотностью =1,379 г/см3. Для обеспечения в бетоне требуемого количества добавки необходимо следующее количество концентрированного раствора добавки:

Поташ = 50,895/0,48 = 106 л.

В этом объеме раствора содержится воды в количестве:

1,379106-50,895 = 95,279 л

С учетом 5,2% влажности песка (6700,052 = 34,84 л) и с учетом 5,2% влажности щебня (11250,052=58,5 л) суммарное количество воды в заполнителях и концентрированном растворе добавки будет равно:

В = 34,84+58,5+95,279= 188,619 л.

Расход материала на 1 м3 бетона при дозировке составит:

цемент 339,3 кг; песок 6701,052 = 704,84 кг; щебень 11251,052 = 1183,5 кг.

Оставшаяся часть воды затворения в количестве 190-188,619=1,38 л используется для разбавления концентрированного раствора добавки поташ.

Количество добавки после разбавления концентрированного раствора составит (в рабочей концентрации):

%.

По таблице 1 [6, с. 85] температура замерзания раствора добавки в 190 л воды 32С, что ниже 27С - следовательно содержание добавки поташ удовлетворяет нашим условиям.

3. СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

3.1 Анализ прочности изделий в партии

Требуется определить количество изделий с пределом прочности при сжатии 42±4 МПа в общем объеме партии железобетонных изделий, выпущенной в течении рабочей смены и равной 320 штук. Известно, что М=42 МПа; у = ±3 МПа.

Находим . По таблице 1.2[1] находится 82% общего

числа вариантов. Таким образом, становится известно, что 82% из общего числа (320 шт.), т.е. 262 шт. изделий, имеют предел прочности при сжатии 42±4 МПа.

Одновременно можно констатировать, что 100% изделий этой партии имеют предел прочности при сжатии в интервале (42 ± 4*3), т.е. от 30 до 54 МПа.

3.2 Оценка достоверности повышения прочности бетона при применении разного вида заполнителей

Коэффициент вариации характеризует изменчивость изучаемого свойства материала. Этот коэффициент показывает, сколько процентов составляет среднеквадратичное отклонение от среднеквадратичного значения изучаемого свойства материала, и вычисляется по формуле:

.

Средняя ошибка среднеарифметического значения вычисляется по формуле:

С помощью средней ошибки можно оценить достоверность в различии двух сравнимых величин, которые характеризуют свойства материала:

при n5 , (1)

при n25. (2)

Изготовлены две серии бетонных образцов. Серии отличаются между собой видом крупного заполнителя. Для первой серии образцов М = 34 МПа, m = ± 1,0 МПа, 14 шт.; для второй серии образцов М = 30 МПа, m = ± 1,3 МПа, 16шт. Требуется оценить достоверность повышения прочности бетона в случае применения второго вида крупного заполнителя.

С помощью средней ошибки оцениваем достоверность сравниваемых величин, воспользовавшись формулой (1):

.

По таблице 2,44[1] это равно 98,4.

В 98,4 случаях из100 с применением второго вида заполнителей наблюдается понижение прочности бетона в пределах указанных выше (т.е. 4МПа).

3.3 Оценка изменчивости прочности легкого и тяжелого бетона

Среднюю ошибку среднеквадратичного отклонения вычисляют по формуле:

.

Достоверность в различии двух значений 1 и 2 среднеквадратического отклонения проверяют по формуле:

.

Среднюю ошибку коэффициента вариации вычисляют по формуле:

Достоверность в различии двух значений коэффициента вариации (V1 и V2) проверяют по следующей формуле:

при n5.

По результатам испытаний образцов кубов:

· тяжелый бетон М1 = 47 МПа, 1 = ± 6,0 МПа, 14 шт;

· легкий бетон М2 = 25 МПа, 2 =3,0 МПа, 16 шт.

При первом сравнении кажется, что изменчивость прочности тяжелого бетона выше, чем у легкого бетона (по абсолютным значениям ). Однако вычисления для каждого случая коэффициента вариации показывают обратное:

%

%

Значит в данном случае изменчивость прочности тяжёлого бетона на 0,76% больше чем лёгкого. Для проверки достоверности этого используем формулу:

;

;

.

Так как условие выполнятся, то следует, что повышение изменчивости прочности тяжёлого бетона относительно изменчивости прочности лёгкого бетона наблюдается во всех случаях, т.е. это различие всегда справедливо.

3.4 Определение количества наблюдений (образцов)

Допустим, известно, что коэффициент вариации насыпной плотности керамзитового гравия составляет 4,3. Требуется определить необходимое количество проб керамзита для установления его плотности. Если вероятность результата примем 0,95, то получим

проб

Для 10 проб показатель прочности:

3.5 Статистическая обработка результатов испытаний бетона на сжатие

При испытании на сжатие 24 бетонных образцов - кубов размером 10x10x10 см по-лучены следующие результаты:

№ опыта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Rсж

(Rp),

МПа

40,1

44,4

37,1

42,4

39,4

37,2

41,6

42,4

37,7

39,5

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

42,4

44,3

44,1

37,7

43

37,6

37,1

44

42,0

37,5

Требуется статистическая обработка результатов.

Допустим, результат 44,3 МПа вызывает сомнение. Тогда:

Среднеарифметическое значение

Мпа

Среднеквадратическое отклонение

Из табл. 1.1 [1] при n=23 принимаем Рз=0,95 и находим tn=2,121. при этом соблю-дается равенство t=1,45<tn=2,121, что позволяет судить о пригодности полученного ре-зультата - 44?3 МПа.

По условиям перечисления результатов эксперимента в порядке увеличения их зна-чения, а также по записям повторяющихся результатов составляем таблицу 3:

Таблица 3 - повторяющиеся результаты

Результаты испытуемых образцов, х

Количество повторяемых результатов

Схема по-вторяемых результатов

Х-М

(Х-М)2

?(х-м)2

37,1

2

74,2

-3,5

12,25

24,5

37,2

1

37,2

-3,4

11,56

11,56

37,5

1

37,5

-3,1

9,61

9,61

37,6

1

37,6

-3

9

9

37,7

2

75,4

-2,9

8,41

16,82

38,6

1

38,6

-2

4

4

39,4

1

39,4

-1,2

1,44

1,44

39,5

1

39,5

-1,1

1,21

1,21

40,1

1

40,1

-0,5

0,25

0,25

40,3

2

80,6

-0,3

0,09

0,18

41,6

1

41,6

1

1

1

42

1

42

1,4

1,96

1,96

42,4

3

127,2

1,8

3,24

9,72

43

1

43

2,4

5,76

5,76

44

1

44

3,4

11,56

11,56

44,1

1

44,1

3,5

12,25

12,25

44,3

1

44,3

3,7

13,69

13,69

44,4

1

44,4

3,8

14,44

14,44

44,8

1

44,8

4,2

17,64

17,64

Итого

24

975,5

-

-

178,15

Среднеарифметическое значение

М = МПа,

Среднеквадратичное отклонение

у = МПа

Средняя ошибка среднеарифметического значения:

МПа,

Максимальная ошибка результатов:

МПа.

Коэффициент вариации

Показатель точности

4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

При бетонировании в зимних условиях рабочие чаще всего получают в стесненных условиях тепляков ожоги паром, нередки случаи электротравматизма и отравления хлористым кальцием.

К бетонированию в зимних условиях допускают рабочих, полу-чивших специальный инструктаж и обеспеченных необходимой спецодеждой и средствами индивидуальной защиты. К обслужи-ванию паровых сетей, электроустановок и контроль за режимами термообработки допускают только специально подготовленных ра-бочих (электриков, операторов, лаборантов).

При бетонировании в тепляках между рабочими, которые находятся там, и машинистами кранов бетононасосов или транспортеров должны быть установлены зрительная, звуковая или радиосвязь.

В случае приготовления бетонной смеси с добавкой хлористого кальция необходимо исключить попадание его раствора или паров помещение операторской.

При предварительном электроразогреве бетонной смеси запрещается подавать напряжение на электроды без предварительного мления бадей или кузова автосамосвала и выхода обслуживающего персонала за пределы огражденной опасной зоны.

При производстве опалубочных, арматурных, бетонных и распалубочных работ необходимо следить за закреплением лесов и подмостей, их устойчивостью, правильным устройством насти-лов, лестниц, перил и ограждений. Монтаж укрупненных элементов надо вести при помощи кранов. Устанавливая крупноблочные элементы опалубки в несколько ярусов, нужно следить, чтобы каждый последующий ярус монтировался только после оконча-тельного закрепления предыдущего.

Щитовую опалубку колонн с передвижных лестниц-стремянок допускается устанавливать при высоте над уровнем земли или нижележащим перекрытием не более 5,5 м. Работать на высоте от 5,5 до 8 м разрешается только с передвиж-ных подмостей, имеющих наверху площадку с ограждениями.

На высоте более 8 м от уровня земли опалубку монтируют с рабочих настилов, уложенных на поддерживающих лесах и обеспеченных ограждениями. Ширина настилов должна быть не менее 0,7 м.

Скользящую опалубку и все ее элементы (домкратные рамы, кружала, подвесные леса и пр.) возводят в соответствии с ут-вержденными ППР и рабочими чертежами. При передвижке катучей опалубки и катучих лесов надо обеспечивать безопасность работающих.

К выполнению сварочных работ допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию сварщика и разрешение на произ-водство сварочных работ. Все части электросварочных установок, находящиеся под напряжением, должны быть закрыты кожу-хами. Металлические части установок, не находящиеся под напря-жением во время работы (корпуса сварочных трансформаторов, генераторов и др.), а также свариваемые конструкции и изделия необходимо заземлять. Наладку и настройку электросварочных установок до начала работы выполняют электромонтеры.

Бетоносмесительные и другие установки можно чистить и исправлять только при выключенном рубильнике. В случае подачи бетонной смеси к месту укладки при помощи кранов, бетоно-насосов, подъемников и других механизмов необходимо выпол-нять требования СНиП «Установка и эксплуатация строительных машин и механизмов». До начала подачи смеси бетононасосами бетоновод проверяют гидравлическим давлением (не менее 3 МПа).

Вокруг бетононасосов устраивают проходы шириной не менее 1 м. В теплое время бетоновод прочищают водой или пыжами и банниками. При очистке бетоновода сжатым воздухом в зимнее время рабочие должны находиться от выходного отверстия бето-новода на расстоянии не менее 10 м.

При укладке бетонной смеси в конструкции с уклоном 30 ° и более рабочих-бетонщиков снабжают предохранительными поя-сами.

Корпус вибратора необходимо заземлять до начала работ. Вибраторы подключаются к сети через понижающие трансформа-торы, преобразующие напряжение с 220 или 380 до 36 В. Рукоятки вибраторов должны иметь амортизаторы. Работать с вибраторами разрешается только в резиновых перчатках и резиновых сапо-гах. Вибраторы надо выключать при перерывах в работе, а также при переходах бетонщиков с одного рабочего места на другое.

В процессе работы цемент-пушкой необходимо постоянно наблюдать за манометром, не допуская повышения давления сверх предусмотренного инструкцией. Бетонщик, наносящий торкрет на поверхность, должен работать в спецодежде с капю-шоном и в предохранительных очках.

Во время грозы и при ветре силой б баллов и более (т. е. при скорости ветра свыше 9,9 м/с) выполнять бетонные и железобе-тонные работы с наружных лесов запрещается.

Специфика мероприятий по охране труда при производстве бетонных и железобетонных работ в зимних условиях и условиях жаркого климата обусловлена самой технологией производства работ, свойствами применяемых материалов, характеристиками используемых машин, механизмов, оборудования, инструментов, а также воздействием климатических факторов.

По сравнению с производством бетонных работ в обычных условиях, при бетонировании в зимних условиях и условиях жар-кого климата имеют место дополнительные факторы, вызванные спецификой производства работ в этих условиях и представляю-щие опасность для труда рабочих. К таким факторам относят:

· повышенное, по сравнению с обычными условиями, напряже-ние тока, подающегося на строительную площадку к месту бето-нирования конструкций (до 380 В);

· использование на строительной площадке пара;

· наличие различных химических добавок в составе бетонной смеси;

· образование снежных заносов на территории строительной площадки и наледей на трапах, лесах и других вспомогательных конструкциях в зимних условиях;

· ухудшение видимости на строительной площадке из-за ко-роткого светового дня и при осадках в виде снега;

· дополнительные нагрузки на леса, подмости из-за образова-ния на них наледей и действия повышенных ветровых нагрузок;

· низкие температуры воздуха в зимних условиях;

· высокие температуры воздуха и низкая влажность воздуха в сочетании с солнечной радиацией в условиях жаркого климата.

При использовании в качестве противоморозной добавки поташа приготовлять и хранить концентрированный раствор сле-дует в отапливаемом помещении в деревянных емкостях. Для усиленного воздухообмена в помещении должна быть устроена приточно-вытяжная вентиляция. Рабочие, приготовляющие кон-центрированные растворы поташа, должны быть обеспечены ком-бинезонами, резиновыми сапогами и перчатками.

При электроразогреве бетонной смеси корпуса бункеров, бадей и кузовов бетоноводов должны заземляться. Площадки, где осуществляется электроразогрев бетонной смеси, ограждаются. Пользоваться током напряжением более 380В для электропро-грева бетона запрещается. В пределах зоны электропрогрева следует устанавливать сигнальные лампочки, загорающиеся при подаче напряжения на линию.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. А. Кольгин, Ф. Г. Сулейманов. Лабораторный практикум по технологии бетонных и железобетонных изделий. М. : 1994

2. ЕНиР. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 1. - М. : Стройиздат, 1987

3. Сергеева О. Г. Производство бетонных работ в зимних условиях. Часть 1. - Гомель: БИИЖТ, 1981

4. Чубуков В. Н. и др. Строительные материалы и изделия. Лабораторный практикум.

5. Руководство по применению химических добавок в бетоне. М.: Стройиздат 1982.

6. Т.В. Яшина, О.Е. Пантюхов Технология монолитного и приобъектного бетонирования. - Гомель: БелГУТ, 2009

7. Бороздин Технико-экономическое обоснование выбора монтажных кранов и приспособлений.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание арматурно-опалубочного чертежа монолитной конструкции и определение номенклатуры работ по её возведению. Расчет номинального состава бетона и интенсификация бетонных работ при отрицательной температуре. Статистический контроль прочности бетона.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.11.2012

  • Монолитная конструкция, ее описание и номенклатура работ. Арматурно-опалубочный чертеж. Интенсификация бетонных работ при отрицательной температуре. Технологическая карта на бетонирование монолитной конструкции. Оценка изменчивости прочности бетона.

    курсовая работа [1002,5 K], добавлен 05.11.2012

  • Технология процессов монолитного бетона и железобетона. Содержание и структура комплексного процесса бетонирования. Опалубочные и арматурные работы. Уплотнение бетонных смесей. Подбор монтажных кранов. Калькуляция затрат труда и машинного времени.

    курсовая работа [32,0 K], добавлен 22.02.2012

  • Определение объемов и выбор способов производства земляных работ. Калькуляция трудовых затрат. Технология возведения и разработка графика производства земляных работ и устройства монолитных фундаментов. Расчет параметров режима выдерживания бетона.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 18.04.2015

  • Достоинства и недостатки монолитного домостроения. Проектирование состава бетона. Технология возведения монолитных конструкций (опалубочные и арматурные работы, бетонирование). Интенсификация работ при отрицательной температуре. Оценка прочности изделий.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.10.2013

  • Определение объемов монолитного железобетона и материальных ресурсов. Опалубочные работы, доставка и укладка бетона. Калькуляция трудозатрат и календарный график выполнения бетонных работ в зимнее время. Расчет производительности автобетоносмесителя.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.10.2014

  • Технология бетонных работ и подбор комплекса машин. Калькуляция трудовых затрат и заработной платы, проектирование организации выполнения строительных процессов. Расчистка и планировка территории. Комплексный процесс возведения монолитных фундаментов.

    курсовая работа [189,0 K], добавлен 17.02.2013

  • Требования к бетону. Выбор материалов и требования к ним. Требования к приготовлению и транспортированию бетонной смеси. Расчёт бетонных, арматурных и опалубочных работ. Конструкция опалубки и опалубочные работы. Расчёт производства работ в зимний период.

    курсовая работа [1022,0 K], добавлен 05.12.2014

  • Разработка проекта возведения надземной части здания с несущими конструкциями из монолитного железобетона: выбор способа производства работ, калькуляция трудовых затрат, контроль качества производства, оценка потребностей в инвентаре и инструментах.

    контрольная работа [129,7 K], добавлен 07.01.2011

  • Армирование ненапрягаемых железобетонных конструкций. Технология опалубочных работ. Уход за уложенным бетоном. Подбор транспортного средства для доставки бетонной смеси и расчет их количества. Расчет количества вибраторов. Калькуляция трудовых затрат.

    курсовая работа [729,7 K], добавлен 17.08.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.