Расчет состава тяжелого бетона

Особенности расчета состава тяжелого бетона при использовании метода абсолютных объемов, его основные принципы. Случаи, когда необходимо обязательное введение добавок при приготовлении изделий из бетона или железобетона. Расчет средней прочности изделий.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 06.04.2015
Размер файла 48,3 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/

Лабораторная работа № 11

Тема: «Расчет состава тяжелого бетона»

1. Общие сведения

Расчет состава тяжелого бетона производится для получения необходимых свойств бетона в конструкциях, установленных государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимальном расходе цемента.

Для расчёта состава тяжелого бетона используется метод абсолютных объёмов, который базируется на следующих принципах:

? прочность бетона зависит от активности вяжущего, качества применяемых материалов, цементно-водного отношения (Ц/В) и средней плотности;

? средняя плотность бетона зависит от степени уплотнения бетонной смеси, количества воды затворения и соотношения компонентов;

? в бетонной смеси оптимального состава компоненты находятся в «абсолютно плотном состоянии». Пустоты крупного заполнителя заполняются мелким заполнителем, а пустоты мелкого заполнителя заполняются цементным тестом.

? определяющее влияние на качество бетона оказывает цементно-водное отношение (Ц/В), которое характеризует плотность цементного камня.

2. Цель работы

Изучить и овладеть порядком расчёта состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов.

3. Порядок выполнения работы

1. На лабораторном занятии студенты изучают теоретические предпосылки и этапы расчёта состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов.

2. Каждый студент выполняет самостоятельно один из вариантов задания расчёта состава тяжёлого бетона, приведённых в таблице 47.

4. Пример расчёта состава бетона

Требуется подобрать состав тяжелого бетона класса В 22,5, предназначенного для изготовления железобетонных забивных свай при коэффициенте вариации прочности бетона Vп = 10 %, обеспечивающий получение после тепловлажностной обработки ТВО отпускной прочности R о. =100 % Rт. етон изготовляется из бетонной смеси с маркой по удобоукладываемости П 2 (осадка конуса 4…6 см) и маркой бетона по морозостойкости F 200. Проектное задание на расчет состава бетона с необходимыми характеристиками исходных материалов приведено в таблице 31.

Таблица 31 ? Задание на расчет состава тяжёлого бетона

Характеристики

Наименование показателей

Обозначение

Единицы измерения

Значения

Бетона

Класс по прочности при сжатии

В

МПа

22,5

Коэффициент вариации прочности

Vп

%

10

Отпускная прочность

R о

%

100

Марка по морозостойкости

F

циклы

200

Бетонной смеси

Подвижность

ОК

см

4…6

Воздухововлечение

ВВ

%

4

Цемента

Наименование (вид)

-

-

ПЦ Д-5

Активность (марка)

R ц

МПа

50

Активность при пропаривании

R цп

МПа

32,7

Нормальная густота

НГ

%

28,5

Плотность истинная

с ц

г/см3

3,0

Плотность насыпная

с ц нас

г/см3

1,2

Песка природного

Модуль крупности

МК

-

2,5

Плотность зёрен

с п

г/см3

2,65

Плотность насыпная

с п нас

г/см3

1,72

Водопотребность

В п

%

6,0

Влажность

щ п

%

4,0

Крупного заполнителя

Вид (горная порода)

-

-

щебень (гранит)

Плотность зёрен

С щ

г/см3

2,60

Плотность насыпная

С щ нас

г/см3

1,48

Наибольшая крупность

НК

Мм

20

Влажность

щ щ

%

3,0

Зерен лещадной формы

-

%

39

Выбор вида цемента для различных условий работы конструкций следует производить по ГОСТ 10178, ГОСТ 23464 с учетом требований ГОСТ 26633, касающихся условий использования цементов для производства различных видов конструкций и предъявляемых к ним требований. Применение пуццолановых цементов для бетонов сборных ЖБК из-за повышенной водопотребности не рекомендуется.

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор ЛЭП должен применяться портландцемент на основе клинкера с нормированным минералогическим составом (С3А ? 8 %). Для бетона дорожных оснований допускается применение ШПЦ.

Для бетонов с марками по морозостойкости F 200, F 300 рекомендуется применять портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5, ПЦ Д-20, использование ШПЦ или ППЦ для таких бетонов не допускается. Для бетонов с маркой по морозостойкости F 400 и выше следует использовать портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5 или сульфатостойкие портландцементы.

Введение добавок при изготовлении изделий из бетона или железобетона обязательно в следующих случаях:

? для приготовления высокоподвижных или литых бетонных смесей с осадкой конуса не менее 10 см, а также при марке бетона равной или большей марки цемента необходимо использование пластификаторов или суперпластификаторов;

? для изделий из бетона с повышенной морозостойкостью (марки F 200 и более) необходимо введение воздухововлекающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок;

? для агрессивных условий эксплуатации должны вводиться добавки повышающие стойкость бетона и его защитные свойства по отношению к арматуре;

? для бетона с повышенными требованиями по водонепроницаемости (марка W 6 и более) вводятся уплотняющие добавки.

Помимо обязательных случаев химические и минеральные добавки могут применяться для регулирования качества бетонной смеси и бетона, придания бетону специальных свойств, а также для экономии цемента.

Наибольшая крупность заполнителя (НК) принимается в зависимости от вида бетонируемой конструкции и способа транспортирования бетонной смеси. НК не должна превышать 3/4 минимального расстояния между стержнями арматуры, для плитных изделий НК должна быть не более половины толщины плиты. При подаче бетонной смеси по хоботам и бетононасосами НК должна быть не более 1/3 внутреннего диаметра хобота или трубопровода, а при укладке бетонной смеси в скользящую опалубку не должна превышать 1/6 размера наименьшего сечения бетонируемой конструкции. При назначении НК предпочтительно применение максимально допустимого значения для заданного изделия. Принимаем НК = 20 мм.

Определение состава бетона производится расчетно-экспериментальным способом, который включает:

1. ? установление исходного расчетного состава;

2. ? экспериментальную проверку и корректировку исходного состава по консистенции бетонной смеси и по прочности бетона с получением лабораторного состава на сухих заполнителях;

3. ? определение производственного состава на влажных заполнителях и расчет расхода материалов на один замес бетоносмесителя.

Исходный состав тяжелого бетона определяется в следующем порядке.

1 Проектирование состава бетона осуществляется для обеспечения требуемой прочности, который принимается с учетом фактической однородности бетона по прочности, характеризуемой коэффициентом вариации (Vn).

Средний уровень прочности в зависимости от V n определяется по формуле

Rт = Rн. Кмп (27)

где R т - требуемая прочность МПа;

R н - нормируемая по маркам прочность, МПа;

Таблица 34 ? Коэффициенты для расчета среднего уровня и требуемой прочности

V n,%

< 6

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

К мп

1,03

1,04

1,05

1,07

1,07

1,09

1,09

1,09

1,10

1,10

1,10

1,10

V n, = 10 %. К мп = 1,09

Из условия задачи находим, что Rт = 22,5 1,09 =24,5 МПа.

2 Определение Ц/В

Определение Ц/В производится по формулам

Для тепловой обработки

Для нормального твердения

где - активность цемента или гарантированная марочная прочность, МПа.

Принимаем наибольшее значение Ц/В = 2,199.

При использовании воздухововлекающей добавки, обеспечивающей воздухововлечение 2…4 %, Ц/В увеличивается на 0,01…0,02, а при воздухововлечении 4…6 % - на 0,02…0,04 для компенсации понижения прочности бетона вследствие повышенного содержания воздуха в нём. В нашем случае примем воздухововлечение равным 4 %, тогда Ц/В = 2,03 + 0,02 = 2,05.

При нормируемых требованиях к бетону по водонепроницаемости и морозостойкости Ц/В должно быть не менее значений, приведённых в таблице 35. Если из условия обеспечения требуемой прочности Ц/В оказалось ниже, чем требуется для заданной водонепроницаемости и морозостойкости, то для дальнейших расчетов принимается табличное значение. В нашем случае для обеспечения марки по морозостойкости F 200 Ц/В должно быть не менее 1,82. Для дальнейших расчетов принимаем Ц/В = 2,05.

Таблица 35 ? Минимальные значения величины Ц/В для бетонов с нормируемой водонепроницаемостью и морозостойкостью

Марка бетона по водонепроницаемости

Марка бетона по морозостойкости

Ц/В не менее

W2

-

1,43

W4

F100

1,67

W6

F200

1,82

-

F300

2,00

W8

F400

2,22

W12 и более

F500 и более

2,50

3 Определение расхода воды

Определение расхода воды производится по таблице 36 в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, наибольшей крупности заполнителя с последующей корректировкой:

а) при Ц/В менее 1,25 или Ц/В более 2,5 расход воды соответственно уменьшают или увеличивают на 5 %;

б) при отличии НГ от значений 25…30 % на каждый процент в меньшую (большую) сторону расход воды следует уменьшать (увеличить) на 3…5 л; тяжелый бетон добавка прочность

в) в случае отличия модуля крупности песка от значения МК = 2,0 в меньшую (большую) сторону на каждые 0,5 расход воды необходимо увеличить (уменьшить) на 3…5 л;

г) при ОК бетонной смеси ? 10 см следует применять пластифицирующие добавки, а расход воды принимать как для бетонной смеси с ОК = 5…9 см.

Таблица 36 ? Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси*

Консистенция смеси

Расход воды, л, на 1 м3 бетонной смеси при максимальной крупности заполнителя, мм

ОК, см

Ж, с

щебня

гравия

10

20

40

10

20

40

5…9

-

215

205

190

200

185

170

1…4

-

200

185

175

190

175

160

-

5…10

185

175

160

170

160

145

-

11…20

175

165

155

165

150

135

-

21…30

170

160

150

160

145

130

-

? 31

160

150

135

150

135

125

* - данные даны для бетонных смесей на цементе с НГ = 25…30 % и песке с МК = 2,0.

Из таблицы 20 устанавливаем предварительный расход воды. При проектируемой подвижности бетонной смеси, соответствующей ОК = 4…6 см и НК щебня 20 мм расход воды составляет 205 л на 1 м3 бетонной смеси. Так как применяется песок с МК = 2,5, то расход воды уменьшаем на 4 л.

Тогда расход воды составит В = 205 - 4 = 201 л.

4 Определение расчетного расхода цемента

Ц р = В. Ц/В = 201. 2,05 = 412 кг. (31)

Для обеспечения марки бетона по морозостойкости F 200 принимаем использование добавки ЩСПК в количестве 0,2 % от массы цемента, что позволяет уменьшить количество воды затворения на 10 %. Тогда откорректированный расход воды составит:

В о = 201. 0,9 = 181л.

Отсюда откорректированный расход цемента остается прежним:

6 Определение абсолютного объёма заполнителей

Так как ввели воздухововлекающую добавку, которая обеспечивает наличие в бетонной смеси 4 % по объёму (40 л), равномерно распределённых пузырьков воздуха, то объём бетонной смеси будет 1000 л - 40 л = 960 л):

V з = 960 - Ц/-В/= 960 - 412/3,0 - 181/1,0 = 641 л. (34)

7 Определение доли песка в смеси заполнителей

Долю песка в смеси заполнителей по абсолютному объёму (r) выбираем в зависимости от расхода цемента и наибольшей крупности щебня по таблице 46.

Таблица 46 ? Доля песка в смеси заполнителей r

Расход цемента, кг на 1 м3 бетона

Величина r при наибольшей крупности щебня, мм

10

20

40

200

0,45

0,42

0,39

300

0,42

0,39

0,36

400

0,39

0,36

0,33

500

0,36

0,33

0,30

600

0,33

0,30

0,27

Примечания:

1 Таблица составлена для песка с МК = 2, при увеличении (уменьшении) МК на 0,5 доля песка увеличивается (уменьшается) на 0,03.

2 При использовании гравия доля песка уменьшается на 0,05.

3 Для жестких бетонных смесей Ж 20 с доля песка уменьшается на 0,04, при подвижных бетонных смесях с ОК не менее 10 см доля песка увеличивается на 0,04.

По заданию наибольшая крупность щебня 20 мм, а расход цемента составляет 401 кг, следовательно, величина r по таблице 40 находится в пределах 0,36…0,33 и по линейной интерполяции r = 0,36, а с учетом примечания «а» так как МК = 2,5, то величина r = 0,36 + 0,03 = 0,39.

8 Количество мелкого заполнителя (песка) рассчитывают по формуле:

П = V з*. r*. = 641. 0,39. 2,65 = 663 кг, (35)

а количество крупного заполнителя (щебня):

Щ = V з. (1-r) . = 641. 0,61. 2,60 = 1016 кг. (36)

Исходный расчетный (номинальный) состав, установленный для сухих материалов, выражают двумя способами:

а) в виде расходов материалов по массе на 1м3 уложенной и уплотнённой бетонной смеси:

цемент = 412 кг,

песок = 663 кг,

щебень = 1016 кг,

сухая добавка ЩСПК = 0,8 кг,

вода = 181 л.

б) в виде отношения по массе между цементом, песком, крупным заполнителем (принимая расход цемента за единицу) с указанием Ц/В:

Ц/Ц = П/Ц = Щ/Ц = 1:1,61:2,47 при Ц/В = 2,219.

Расчетная средняя плотность уложенной и уплотнённой бетонной смеси подсчитывается как сумма расходов всех компонентов по массе:

с = Ц + П + Щ + В + Д = 412 + 663 + 1016 + 181 + 0,8 = 2273 кг/м3. (37)

Производственный состав определяется с учетом влажности заполнителей, которая может изменяться в зависимости от условий и длительности хранения. При этом количество влажных заполнителей увеличивается настолько, чтобы содержание сухого материала равнялось расчетному количеству, а масса вводимой в замес воды уменьшалась на величину, равную содержанию воды в заполнителях. Следовательно, Ц/В и средняя плотность бетонной смеси не изменяются.

П 1 = П(1 + щ п /100) = 667(1 + 4/100) = 667 + 27 = 694 кг, (38)

Щ 1 = Щ(1 + щ щ /100) = 1023(1 + 4/100) = 1023 + 41 = 1064 кг, (39)

В 1 = 181 - 27 - 41 = 113 л.

Производственный состав 1 м3 бетонной смеси на влажных заполнителях:

Цемент = 401 кг

Песок = 694 кг

Щебень = 1064 кг

Раствор добавки ЩСПК = 39,3 л

Вода = 73,7 л.

Средняя плотность бетонной смеси 2272,66 кг/м3.

Так как объём бетоносмесителя чаще всего таков, что выход готовой бетонной смеси не равен 1 м3, то для определения дозировки материалов на один замес необходимо производственный состав бетонной смеси пересчитать в соответствии с вместимостью бетоносмесителя. В новых моделях бетоносмесителей вместимость их барабана указывается в литрах готовой бетонной смеси Vзам, например 330, 800, 1600 л. В старых моделях вместимость бетоносмесителя указывается по суммарному объёму загружаемых сухих компонентов - заполнителе1 и цемента, например 250, 500, 1200, 2400 л.

При использовании новых моделей бетоносмесителей для составления дозировки материалов на замес необходимо количество каждого компонента из производственного состава (на 1000 л) пропорционально пересчитать на объём готового замеса, например на 800 или 1600 л.

Если используются старые модели бетоносмесителей, то следует определить первоначально коэффициент выхода бетонной смеси для номинального состава при сухих заполнителях:

0,71. (40)

Зная , определяется объём бетонной смеси, изготовляемой за один замес бетоносмесителя. При вместимости бетоносмесителя по загрузке 500 л он будет равен: 0,500. 0,71 = 0,355 м3. Умножим массу каждого компонента производственного состава на объём одного замеса, получим дозировку материалов на один замес бетоносмесителя:

Цемент = 401. 0,355 = 142 кг,

Песок = 694. 0,355 = 246 кг,

Щебень = 1064 . 0,355 = 338 кг,

Раствор ЩСПК = 39,3 . 0,355 = 13,9 л,

Вода = 73,7. 0,355 = 26,2 л.

5. Индивидуальные задания для расчета

Вариант

Назначение бетона

Бетон

Цемент*

Rтр МПа

Rо

Vn, %

F, циклы

W

Консистенция

Вид

Rц, МПа

1

Монолитные тонкостенные конструкции

30

-

10

-

8

П3

ПЦ

48

2

Плиты ж/б армированные

35

0,7 Rтр

8

-

-

П1

ПЦ

50

3

Фундаментные блоки

20

-

6

200

-

П1

ПЦ

40

4

Бетон для лестничных маршей

20

0,7 Rтр

9

-

-

П1

ПЦ

39

5

Сборные ЖБК

50

0,7 Rтр

11

-

-

Ж4

ПЦ

62

6

Бетонные плиты промзданий

20

0,7 Rтр

13

-

-

П1

ШПЦ

33

7

Бетон для плит в градирнях

40

1,0 Rтр

5

200

6

П2

ПЦ

55

8

Железобетонные колонны

40

0,7 Rтр

10

-

-

П1

ШПЦ

52

9

Дорожные ж/б плиты

20

1,0 Rтр

7

400

8

П2

ПЦ

40

10

Железобетонные сваи

40

1,0 Rтр

10

300

-

П1

ПЦ

57

11

Панели перекрытий

30

0,7 Rтр

8

-

-

Ж2

ШПЦ

42

* значения плотности принять: для ПЦ истинная - 3,1 г/см3, насыпная - 1,3 г/см3; для ШПЦ истинная - 2,9 г/см3, насыпная - 0,9 г/см3.

Таблица 47. Состав бетона

Песок

Крупный заполнитель

,

,

Мк

Вп, %

, %

Вид (горная порода)

,

,

НК, мм

, %

2,7

1,6

2,2

7

4,0

Щебень (диорит)

2,60

1,60

10

3,0

2,5

1,6

2,5

6

3,2

Щебень (гранит)

2,65

1,41

20

1,5

2,5

1,5

2,0

8

5,0

Гравий

2,53

1,62

20

1,0

2,6

1,7

2,2

7

3,5

Щебень (диорит)

2,65

1,45

20

2,0

2,6

1,6

2,4

7

2,0

Щебень (гранит)

2,64

1,49

20

1,7

2,4

1,5

2,4

7

3,2

Щебень (габбро)

2,45

1,42

20

2,3

2,6

1,6

2,6

6

4,2

Щебень (диорит)

2,55

1,67

20

2,0

2,5

1,7

2,7

6

3,8

Щебень (гранит)

2,64

1,43

40

1,5

2,6

1,6

2,9

6

4,0

Щебень (габбро)

2,50

1,62

20

2,2

2,6

1,5

2,3

7

4,2

Гравий

2,52

1,60

40

3,0

2,6

1,5

2,4

7

3,5

Щебень (гранит)

2,55

1,58

20

3,0

Выводы по работе

По окончании расчёта состава тяжелого бетона следует сделать вывод о необходимости экспериментальной проверки и возможной корректировке расчётного номинального состава сначала в лаборатории, а затем и в производственных условиях. Лишь после установления соответствия характеристик полученной бетонной смеси и самого бетона требованиям проектного задания можно сделать вывод о правильности выполненного подбора и расчёта состава бетона.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Обзор сырьевых материалов и проектирование подбора состава тяжелого бетона. Расчет химической добавки тяжелого бетона, характеристика вещества. Разработка состава легкого бетона. Область применения в строительстве ячеистых теплоизоляционных бетонов.

    реферат [110,6 K], добавлен 18.02.2012

  • Определение водоцементного отношения, расхода воды, цемента, добавки, крупного и мелкого заполнителей, средней плотности свежеуложенного строительного материала и расчетного коэффициента его выхода с целью расчета начального состава тяжелого бетона.

    контрольная работа [6,7 M], добавлен 06.02.2010

  • Изучение порядка определения требуемой прочности и расчет состава тяжелого бетона. Построение графика зависимости коэффициента прочности бетона и расхода цемента. Исследование структуры бетонной смеси и её подвижности, температурных трансформаций бетона.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 28.07.2013

  • Выбор способа производства сборного и монолитного бетона. Конвейерный и стендовый способы производства железобетонных изделий. Расчет состава керамзитобетона, состава тяжелого бетона и усредненно-условного состава бетона. Проектирование арматурного цеха.

    курсовая работа [912,7 K], добавлен 18.07.2011

  • Подбор состава бетона. Расчетно-экспериментальный метод определения номинального состава тяжелого бетона. Физико-механические свойства асфальтобетона. Определение расхода материалов на один замес бетоносмесителя. Расчет оптимального содержания битума.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.01.2015

  • Расчет номинального и производственного состава бетона методом абсолютных объемов. Коэффициент выхода бетона; расход материалов на один замес. Модуль крупности песка. Прочность бетона при использовании пропаривания, как способа ускорения твердения.

    контрольная работа [643,5 K], добавлен 17.12.2013

  • Определение и уточнение требований, предъявляемых к бетону и бетонной смеси. Оценка качества и выбор материалов для бетона. Расчет начального состава бетона. Определение и назначение рабочего состава бетона. Расчет суммарной стоимости материалов.

    курсовая работа [84,9 K], добавлен 13.04.2012

  • Использование в строительстве бетонов, приготовленных на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Расчет состава тяжелого бетона методом объемов. Виды химических добавок. Подбор состава легкого бетона. Декоративные (архитектурные) бетоны.

    курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.12.2015

  • Виды бетона, подбор его состава с рациональным соотношением составляющих материалов. Характеристика зернового состава крупного заполнителя. Свойства бетонной смеси. Расчет расхода составляющих бетонную смесь материалов методом абсолютных объемов.

    контрольная работа [47,7 K], добавлен 10.07.2013

  • Общие сведения о тяжелом, легком и ячеистом бетоне. Характеристика бетонных смесей по удобоукладываемости: марки по жесткости П-1 и П-3. Расчет состава легкого и тяжелого бетона. Определение расходов воды, цемента, щебня и песка на 1 метр кубичный.

    курсовая работа [160,2 K], добавлен 08.02.2012

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.