Подбор состава бетона реферат

Обновлено: 05.07.2024

От правильности проектирования состава тяжелого бетона зависят его плотность и прочность, которые, в свою очередь, во многом определяют такие важные свойства, как морозостойкость, водонепроницаемость и др. Рациональным считается тот состав тяжелого бетона, в котором расход вяжущего минимален при условии получения заданной прочности и других свойств бетона и необходимой удобоукладываемости бетонной смеси.

Состав бетона выражают двумя способами: на стройках в виде соотношения по массе (реже по объему, что менее точно) между расходами цемента, песка и щебня с обязательным указанием В/Ц; на бетонных заводах в виде расхода всех материалов в килограммах на 1 м 3 уложенной и уплотненной бетонной смеси. В первом случае массу или объем цемента принимают за единицу, поэтому соотношение между составными частями бетона имеет вид 1:X:Y при определенном В/Ц (где X – количество частей песка; Y – количество частей щебня или гравия).

Сначала определяют номинальный (лабораторный) состав бетона без учета влажности заполнителей, затем производственный (полевой) – с учетом влажности заполнителей.

Подбор состава включает в себя как расчетные операции (определение предварительного состава), так и его проверку на опытных замесах.

Расчет предварительного состава тяжелого бетона производят на основе зависимости прочности бетона от активности цемента, цементно-водного фактора и качества заполнителей, а также зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды и других факторов.

Водопотребность бетонной смеси (расход воды на 1 м 3 бетона) назначают в зависимости от ее удобоукладываемости (подвижности или жесткости). Удобоукладываемость смеси, если она не задана, выбирается в зависимости от вида конструкции и способа формования.

Определение расходов песка и крупного заполнителя основано на формулах, которые вытекают из физических основ структурообразования бетона (принципы метода абсолютных объемов):

а) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетонной смеси равна 1 м 3 свежеуложенного уплотненного бетона, т.е.

б) цементно-песчаный раствор занимает промежутки между зернами крупного заполнителя с определенной их раздвижкой:

где Ц, В, П, Щ – расходы соответственно цемента, воды, песка и щебня в килограммах на 1 м 3 бетона; V_п – пустотность щебня в долях единицы; r_щ, r_п и r_ц – истинные плотности соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм 3 ; r_нщ – насыпная плотность щебня, кг/дм 3 ; a – коэффициент раздвижки зерен щебня раствором (a = 1,05. 1,1 для жестких смесей; a = 1,25. 1,4 для подвижных смесей).

Решая совместно эти два уравнения, получаем формулы для определения расхода заполнителей на 1 м 3 бетона:

Полученный расчетом состав проверяют в лаборатории и при необходимости вносят в него соответствующие поправки.

Полевой состав бетона определяют с учетом влажности заполнителей. Для этого находят содержание воды в заполнителях по формулам

где В_п, В_щ – содержание воды в песке и щебне, кг; W_п, W_щ – влажность песка и щебня (в долях единицы).

Расход заполнителей увеличивают соответственно с массой содержащейся в них воды. Расход воды уменьшают на величину . Расход цемента не изменяют.

Коэффициент выхода бетона, который представляет собой степень уменьшения объема бетонной смеси по сравнению с суммарным объемом исходных материалов и обычно равен 0,6 – 0,7, вычисляют по формуле

При определении состава бетона с химическими добавками учитывают их воздействие на свойства бетона соответствующими коэффициентами. Например, если в бетонную смесь вводят пластификатор (ЛСТ и др.) или суперпластификатор (С-3 и др.), то расход воды уменьшают соответственно на 10 или 20 %. В остальном порядок определения состава бетона не изменяют.

Метод абсолютных объемов и его использование при расчёте состава всех видов бетона. Высококачественные исходные материалы для приготовления бетона, выбор марки и вида цемента, расход воды, крупного и мелкого заполнителя, производственный состав бетона.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	03.10.2012
Размер файла	1005,5 K

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

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Инженерно строительный институт

Кафедра Строительные материалы и изделия

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:

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)

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

Значение коэффициентов А и A1

Характеристика материалов для бетона

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.

Рекомендуемые марки цемента в зависимости от марки бетона

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.

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).

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

Глубинный или поверхностными вибраторами

А. Монолитный бетон и железобетон

1.Колонны, ригели, балки, прогоны.

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 3 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/ м 3 ) (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:

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

Значения коэффициента раздвижки зерён (а)

Расход цемента, кг

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/( 0,472• 1,35/ 1,51+ 1/ 2,86)=1295,9(кг/ м 3 )

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/ м 3 )

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

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:

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:

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/ м 3 ) (11)

П_v = П_пр •V • ?/1000= 836,68•780•0,62/1000=404,6(кг/ м 3 ) (12)

Щ_v = Щ_пр •V • ?/1000= 1321,8•780•0,62/1000=639,2(кг/ м 3 ) (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:

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3
Виды бетонов. Гидротехнический бетон. Дорожный бетон………………….5
Декоративный бетон. Жаростойкий бетон…………………………………….6
Особотяжелый бетон……………………………………………………………7
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………. 8
Заключение………………………

Прикрепленные файлы: 1 файл

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.docx

Министерство образования и науки РФ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БРАТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА В Г. УСТЬ-ИЛИМСКЕ

(Филиал ГОУ ВПО БрГУ в г. Усть-Илимске)

Студент группы ПГСз-11 Горячкун А. С.

Доцент каф. ОТД Белых С. А.

г. Усть-Илимск 2012

Виды бетонов. Гидротехнический бетон. Дорожный бетон………………….5

Декоративный бетон. Жаростойкий бетон…………………………………….6

Бетон – один из древнейших строительных материалов. Из него построены галереи египетского лабиринта (3600 лет до н.э.), часть Великой Китайской стены (III в. до н.э.), ряд сооружений на территории Индии, Древнего Рима и в других местах.

Однако использование бетона и железобетона для массового строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах XX века способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность.

Современное строительство немыслимо без бетона. 2 млрд. м 3 в год – таков сегодня мировой объем его применения. Это один из самых массовых строительных материалов во многом определяющий уровень развития цивилизации. Вместе с тем, бетон – самый сложный искусственный композиционный материал, который может обладать совершенно уникальными свойствами. Он применяется в самых разных эксплуатационных условиях, гармонично сочетается с окружающей средой, имеет ограниченную сырьевую базу и сравнительно низкую стоимость. К этому следует добавить высокую архитектурно-строительную выразительность, сравнительную простоту и доступность технологии, возможность широкого использования местного сырья и утилизации техногенных отходов при его изготовлении, малую энергоемкость, экологическую безопасность и эксплуатационную надежность. Именно поэтому бетон, без сомнения, останется основным конструкционным материалом и в обозримом будущем.

Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались значительными достижениями в технологии бетона. В эти годы появились и получили широкое распространение новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, дополнительные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологические приемы и методы получения строительных композитов.

Все это позволило не только создать и освоить производство новых видов бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве материалов: от суперлегких теплоизоляционных (с плотностью менее 100 кг/м 3 ) до высокопрочных конструкционных (с прочностью на сжатие около 200 МПа). Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона, и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается. Бетон широко используется в жилищном, промышленном, транспортном, гидротехническом, энергетическом и других видах строительства.

Гидротехнический бетон в отличие от обычного тяжелого бетона характеризуется повышенной плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, низким тепловыделением, стойкостью против воздействия агрессивных вод. Для придания бетону таких свойств применяют сульфатостойкий и пуццолановый портландцемент, высококачественные заполнители с хорошо подобранным зерновым составом, обеспечивают тщательное приготовление и укладку бетонной смеси, а также правильный уход за твердеющим бетоном.

Дорожный бетон применяют для устройства покрытий на автомагистралях, дорогах промышленных предприятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транспортных средств, но и влиянию атмосферных условий (многократное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание), поэтому к дорожному бетону предъявляют повышенные требования по прочности, плотности износо- и морозостойкости. Дорожный бетон должен иметь достаточно высокую прочность на изгиб в пределах 4 — 5,5 МПа при марках МЗОО — М500, морозостойкость его обычно характеризуется марками МРЗ 150 и МРЗ 200.

Декоративные бетоны используются для повышения эстетической выразительности зданий и сооружений. Бетон данного вида получают за счет применения цветных составляющих — белого и цветного цементов, щелочестойких пигментов, заполнителей из цветных горных пород. Декоративный бетон наряду с требованиями к его цвету и внешнему виду должен удовлетворять повышенным требованиям в отношении прочности, плотности и долговечности, так как он является наружным слоем железобетонных изделий и в первую очередь подвергается атмосферным воздействиям, а в ряде случаев и истиранию. Марка декоративного бетона обычно М150, а морозостойкость — МРЗ 50.

Жаростойкий бетон способен сохранять свои физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур. В зависимости от степени огнеупорности жаростойкие бетоны разделяют на: высокоогнеупорные t > 1770оС, огнеупорные -1580 — 177ОоС и жароупорные — ниже 1580оС. Для приготовления жаростойких бетонов в качестве вяжущих используют глиноземистый цемент, портландцемент, шлакопортландцемент и жидкое стекло с добавкой кремнефтористого натрия. Заполнителями и тонкомолотыми компонентами служат металлургические шлаки, бой керамических и огнеупорных материалов, базальт, диабаз, андезит, артикский туф и др. Жаростойкие бетоны в зависимости от вида исходных материалов имеют марки М100-М250. Применяют их для футеровки промышленных печей, подов вагонеток туннельных печей, фундаментов доменных и мартеновских печей, дымовых труб и др.

Особо тяжелые бетоны

Особо тяжелые бетоны применяют для защиты обслуживающего персонала атомных электростанций от радиоактивных излучений. Установлено, что наиболее опасные для человеческого организма гамма-лучи и нейтронное излучение эффективно поглощает бетон, который имеет высокую плотность и содержит в своем составе компоненты с большим количеством химически связанной воды. Особо тяжелые защитные бетоны приготовляют на заполнителях: магнетите, лимоните, барите, металлическом скрапе, чугунной дроби и т. п. Плотность таких бетонов зависит от вида заполнителя и достигает у бетона с магнетитовым заполнителем 4000, а с чугунной дробью 5000 кг/мЗ. В качестве вяжущих используют портландцементы, шлако-портландцементы и глиноземистые цементы. С целью повысить защитные свойства гидратных бетонов (названных так в связи с большим содержанием химически связанной воды) в их состав вводят добавки: карбид бора, хлористый литий и др.

Прочность и долговечность особо тяжелых бетонов такие же, как у обычных тяжелых бетонов. Бетонополимеры представляют собой бетоны, поры которых заполнены полимерами в результате специальной обработки. Бетон пропитывают петролатумом, разбавленными смолами, битумом, серой, жидкими мономерами (метилметакрилатом или стиролом), полимерами (эпоксидными и полиэфирными смолами) и различными композициями на их основе. При этом значительно повышаются механические, физические и химические свойства бетона. Например, прочность бетона при сжатии повышается до 200 МПа, а водонепроницаемоеть, морозостойкость и долговечность увеличиваются в несколько раз. Пропитка полимерами повышает стоимость бетона, поэтому ее осуществляют, когда она экономически оправдана (бетонополимерные изделия, работающие в суровых климатических или агрессивных условиях).

В моей курсовой работе мне предлагают выполнить расчет состава тяжелого бетона, и ниже приведены некоторые данные для этого.

РУКОВОДСТВО
ПО ПОДБОРУ СОСТАВОВ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Рекомендовано к изданию решением секции заводской технологии бетона и железобетона НТС НИИЖБ Госстроя СССР.

Руководство содержит основные положения и рекомендации по подбору составов тяжелого бетона различного назначения как для изготовления сборных конструкций, так и для монолитного строительства.

Изложены требования к материалам, приведены справочные данные о предельных значениях водоцементного отношения и расхода цемента, даны вспомогательные таблицы, графики и номограммы. Приведены четыре метода и даны примеры подбора составов бетона и их корректирования.

Предназначено для инженерно-технических работников заводов железобетонных изделий, строительных и проектных организаций.

Настоящее Руководство составлено к пп.4.10 и 4.11 главы СНиП III-15-76* "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные" и содержит рекомендации по выбору материалов и подбору составов тяжелого бетона различных назначения и марок, включая высокопрочный, особотяжелый и напрягающий, по прочности, самонапряжению, морозостойкости, долговечности и подвижности бетонной смеси.

* На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.03.01-87, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

В Руководстве приведены четыре метода (в том числе ускоренный метод оценки активности цемента в бетоне и назначение его состава, а также математико-статистический метод), позволяющие решить задачу подбора рационального состава бетона для заводов сборного железобетона и монолитного строительства как при наличии подробных данных о составляющих материалах, так и при отсутствии их, в частности при отсутствии сведений об активности цемента.

Использование одного из изложенных методов позволяет подобрать состав бетона для проверки его опытным затворением с последующей корректировкой подвижности смеси, содержания песка, прочности и других свойств бетона. Четвертый метод подбора состава бетона с применением математико-статистических методов применяется для решения задачи подбора ряда составов бетонов нескольких марок по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и др. при различной подвижности смеси.

Настоящее Руководство разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Л.А.Малинина, кандидаты техн. наук В.М.Медведев и В.П.Сизов при участии д-ра техн. наук, проф. В.В.Михайлова, кандидатов техн. наук М.И.Бруссера, И.М.Красного, A.В.Лагойды, О.Е.Королевой, С.Л.Литвера, Э.Г.Соркина, B.П.Петрова, В.Г.Довжика, Л.И.Будогянца, инженеров В.Ф.Хардиной и В.А.Загурского).

В Руководстве использованы материалы НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук С.А.Миронов и И.М.Френкель), МИСИ им. В.В.Куйбышева Министерства высшего и среднего образования СССР (доктора техн. наук, профессора Ю.М.Баженов и Г.И.Горчаков, кандидаты техн. наук Л.А.Алимов и В.В.Воронин), Союздорнии Минтрансстроя СССР (канд. техн. наук А.М.Шейнин), ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук Ц.Г.Гинзбург и В.Б.Судаков).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Руководство устанавливает порядок выбора материалов (составляющих) для бетона и методы подбора составов тяжелого бетона различных марок по прочности на сжатие, водонепроницаемости, морозостойкости и другим свойствам бетонов, приготовляемых на цементах различных видов и марок и тяжелых заполнителях, применяемых для изготовления сборных конструкций и возведения монолитных сооружений.

1.2. Методика, изложенная в Руководстве, обеспечивает получение бетонной смеси требуемой подвижности или жесткости и бетона с заданными свойствами.

1.3. Подбор составов бетона производится с учетом исходных данных раздела 3 настоящего Руководства одним из трех методов:

а) расчетно-экспериментальным - по формулам и графикам или таблицам, когда имеются данные об активности цемента и качестве заполнителей (раздел 4);

б) ускоренным, когда отсутствуют данные об активности цемента и качестве заполнителей (раздел 5);

в) по таблицам, графикам и номограммам, когда имеются подробные данные по качеству составляющих бетон материалов (раздел 6).

Три метода позволяют решить задачу по подбору номинального (лабораторного) состава бетона для пробных замесов на сухих материалах.

1.4. Подобранные (расчетные) составы бетона корректируются на опытных замесах по подвижности смеси и оптимальному количеству песка в смеси заполнителей, проверяются на прочность и другие свойства бетона в соответствии с техническим заданием и после уточнения их передаются на производство.

1.5. Производственные составы бетона рассчитываются с учетом фактической влажности заполнителей, применяемых при приготовлении бетона, путем корректировки количества воды затворения и влажных заполнителей.

1.6. В разделе 9 изложены принципы подбора и корректирования состава бетонов с применением математико-статистических методов, позволяющих решить задачу подбора составов бетонов ряда марок по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и др. при различной подвижности (жесткости) смесей.

1.7. Составы особых видов бетонов должны подбираться с учетом рекомендаций, приведенных в прил. 2 настоящего Руководства.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА

2.1. Материалы для приготовления бетона должны отвечать всем требованиям, изложенным в государственных и отраслевых стандартах на эти материалы.

При несоответствии отдельных составляющих бетон материалов требованиям ГОСТ и ТУ необходимо провести их испытание в бетонах и дать технико-экономические обоснования целесообразности их применения.

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 22266-94, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Рациональные марки цементов для бетона различных марок приведены в табл.1.

Читайте также: