Расчёт состава бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

8

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно строительный институт

Кафедра Строительные материалы и изделия

Курсовая работа

Расчёт состава бетона

Дисциплина Строительные материалы и изделия

Преподаватель Н.Г. Василовская

Выполнил: ст-т гр. ДС 27-1 Д.В. Окорокова

Принцип расчета состава всех видов бетона один, основан на использовании зависимости, установленных большим объемом экспериментальных работ и известен под названием метода абсолютных объемов. При подборе составов специальных бетонов необходимо учитывать дополнительно некоторые особенности: качество исходных материалов, требования к бетону.

Метод абсолютных объемов исходит из предположения, что в уплотненной бетонной смеси сумма абсолютных объемов всех компонентов равна 1000 л:

V_ац+V_ащ+V_ап+V_ав=1000 (л)

В расчетах состава бетона используют средние зависимости прочности бетона от различных факторов:

R_б=A•R_ц (Ц/B - 0,5) для обычных бетонов (I - а)

при В/Ц > 0,4 (Ц/В < 2,5)

R_б=А·R_ц(Ц/В + 0,5) для обычных бетонов (I - б)

при В/Ц < 0,4 (Ц/В > 2,5)

Значение коэффициентов А и А1 зависят от качества материалов и принимаются по табл. 2

Таблица 2

Значение коэффициентов А и A1

Характеристика материалов для бетона	А	A1
Высококачественные	0,65	0,43
Рядовые	0,60	0,40
Пониженного качества	0,55	0,37

К высококачественным материалам относятся: портландцемент высокой активности, щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности, заполнители чистые с оптимальным зерновым составом.

Приступая к расчету состава бетона, необходимо выбрать вид цемента и марку цемента. Выбор вида цемента определяется условиями службы конструкции (табл. 1), а марку цемента назначают, исходя из рекомендаций, указанных в табл. 3.

Таблица 3

Рекомендуемые марки цемента в зависимости от марки бетона

Мб	Мц	Мб	Мц
100	300	300	400-500
150	300	400	500-600
200	300-400	500	550-600
250	300-400	600	550-600

Выбираем цемент М_ц = 400.

Предварительно для выбора формул I - а или I-б определяют Ц/В по графику рис.1.

Рис. 1. График выбора Ц/В в зависимости от требуемой прочности бетона и марки цемента.

Ц/В по графику принимаем 2,3. А=0,6.

Пользуясь формулами (I - а) , находим Ц/В и соответственно В/Ц.

R_б=A•R_ц (Ц/B - 0,5)

Ц/B= R_б / A•R_ц+0,5=200/ 0,6•400+0,5=1,27

Следовательно В/Ц=0,79

Расход воды, исходя из требуемой подвижности бетонной смеси, ориентировочно находят из требуемой по графику рис. 2а. Расход воды на практике окончательно уточняется по подвижности путем пробных замесов. Подвижность бетонных смесей выбирается в зависимости от вида конструкции (табл. 4).

Таблица 4

Рекомендуемая пластичность бетонных смесей и наибольшая крупность щебня (гравия) для различных конструкций

Бетон	Д наиб., мм	Способ укладки
		На виброплощадке	Глубинный или поверхностными вибраторами
		ОК, см	Ж, сек.	ОК, см	Ж, сек.
1	2	3	4	5	6
А. Монолитный бетон и железобетон
1.Колонны, ригели, балки, прогоны.	240	-	-	3-4	-



Количество воды принимаем В=175-15+10=170 (л)

График водопотребности пластичности (а) бетонной смеси с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность. 7%) и гравия наибольшей крупности:

1-80 мм; 2-40 мм; 3-20 мм; 1-10 мм.

? - удобоукладываемость по техническому вискозиметру.

? - удобоукладываемость по способу Г.Г. Скрамтаева. Примечания:

При использовании мелкого песка с Вп > 7% расход воды увеличивается на 5 литров на каждый % увеличения Вп, при применении крупного песка с Вп < 7% расход воды уменьшают на 5 л на каждый % уменьшения Вп.

При применении щебня расход увеличивают на 10 л, пуццолановых цементов - на 15-20 л.

При расходе цемента свыше 400 кг на 1 м³ бетона расхода увеличивают на 10 л на каждые 100 кг увеличения расхода цемента.

По найденному расходу воды (В), зная Ц/В отношение, находят расход цемента:

Ц = Ц/В·В= 1,27·170=215,9 (кг/ м³) (2)

Расход крупного и мелкого заполнителя определяют, исходя из получения бетона плотной структуры и обеспечения минимального расхода цемента. Формулы для определения расхода заполнителей из решения системы двух уравнений:

Ц/ Р_ц + П/ Р_п + Щ/ Р_щ=1000 (3)

Ц/ Р_ц + П/ Р_п +В=Пуст.щ• ?· Щ/ Р_щ (4)

Первое уравнение вытекает из метода абсолютных объемов, второе - из положения, что для получения плотной структуры пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены цементным раствором с некоторой раздвижкой зерен, которая учитывается коэффициентом, а табл.6

Таблица 6

Значения коэффициента раздвижки зерён (а)

Расход цемента, кг	В/Ц
	0,4	0,5	0,6	0,7	0,9
250	-	-	1,26	1,32	1,38
300	-	1,3	1,36	1,42	-
350	1,32	1,38	1,44	-	-
400	1,40	1,46	-	-	-

Коэффициент раздвижки зерён принимаем, а=1,35.

Подставляя в уравнение (4) сумму абсолютных объемов цемента, песка и воды (Ц/Рц +П/Рп+ В), из уравнения (3) получаем формулу для расчета расхода щебня (Щ):

1000- Щ/ Р_щ= Пуст.щ• ?· Щ/ Р_ощ

Щ=1000/( Пуст.щ• ?/ Р_ощ+ 1/ Р_щ)= (5)

= 1000/( 0,472• 1,35/ 1,51+ 1/ 2,86)=1295,9(кг/ м³)

Расход мелкого заполнителя находим, исходя из суммы абсолютных объемов выше найденных расходов цемента, воды и щебня:

П=[1000-( Ц/Рц +Щ/Рщ+ В)] • Рп = (6)

=[1000-( 215,9/2,9+1295,9/2,86 + 170)] • 2,66=804,5(кг/ м³)

Рассчитав номинальный состав бетона, выразим его в виде пропорции, где за единицу принять расход цемента (состав выразить по массе и объему).

Ц : П : Щ=1 :3,7: 6

Так как на практике заполнители всегда имеют влажность, следующим этапом является пересчет лабораторного состава на производственный с учетом естественной влажности материалов. Пересчет ведется по следующей формуле:

П_пр=П + П •W_п/100= 804,5 + 804,5 •4 /100=836,68(кг/ м³) (7)

Щ_пр=Щ + Щ •W_щ/100=1295,9+1295,9•2 /100=1321,8(кг/ м³) (8)

В_пр=В - П •W_п/100- Щ •W_щ/100=170 - 32,18 - 25,9=111,92(л) (9)

Выразить производственный состав также в виде пропорции по массе и объему: Ц : П : Щ=1 : 3,9 : 6,1

Заполнители обладают большой пустотностью, поэтому выход бетонной смеси из бетономешалки всегда меньше по объему суммы естественных объемов, загружаемых компонентов бетона. Для учета этого факта вводится понятие коэффициента выхода бетона, определяемого по формуле:

?=1000/ Ц_пр/ Р_оц+П_пр/ Р_оп+Щ_пр/ Р_ощ =1000/ 215,9/0,95+ (10) +836,68/1,62+1321,8/ 1,51=0,62

Зная коэффициент выхода бетона, можно рассчитать расход компонентов на реальный объем (объем бетономешалки, фундамента и т.д.)

Ц_v = Ц_пр •V • ?/1000= 215,9•780•0,62/1000=104,4(кг/ м³) (11)

П_v = П_пр •V • ?/1000= 836,68•780•0,62/1000=404,6(кг/ м³) (12)

Щ_v = Щ_пр •V • ?/1000= 1321,8•780•0,62/1000=639,2(кг/ м³) (13)

Затвердевший бетон всегда имеет пористость, обусловленную рядом причин. Одной из основных причин является использование избыточного количество воды сверх необходимого для химической реакции. Избыточная вода нужна для получения необходимой удобоукладываемости бетонной смеси. Поэтому, исключая другие причины, можно рассчитать пористость бетона по формуле:

В_хим.= 0,15•215,9=32,4

П_б=(В-В_хим. )/V_б •100%=(170-32,4)/1000 •100=13,8% (15)

Коэффициент плотности бетона (К_т) рассчитывается по формуле:

К_т=100-П_б=100-13,8=86,2 (16)

По заданию выполненный расчет состава бетона:

бетон цемент заполнитель

Таблица 7

Расход компонентов
Расход компонентов на 1 м3	Расход компонентов на 0,780 м3
B	Ц	П	Щ	В	Ц	П	Щ
170	215,9	804,5	1295,9	132,6	104,4	404,6	639,2

Характеристика бетона	Характеристика цемента
Вид конструкции	Условия службы	Способ укладки	Мб	Рц	Рц
1	2	3	4	5	6
Колонны монолитные	Жилой дом	Глубинные вибраторы	200	2,9	0,95

Данные для расчета: Таблицы 1.1

Таблица 1.2

Характеристика песка	Характеристика крупного заполнителя	Качество заполнителя
Рп	Роп	Wп	Вп		Рщ	Рощ	Wm
7	8	9	10	11	12	13	14	15
2,66	1,62	4	4	Щ	2,86	1,51	2	Высокого качества

Список используемой литературы

Технология бетонных и железобетонных изделий: Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 290600 - «Производство строительных материалов, изделий и конструкций». - Красноярск: КрасГАСА, 2000. 41с. Составители Н.Г.Василовская, В.А.Шевченко.

Размещено на Allbest.ru