Завод тротуарных плиток из мелкозернистого бетона

    Для плит высшей категории качества истираемость тяжелого бетона должна быть не более 0,6 и из песчаного бетона – 0,75 г/см².

    Водопоглощение  плит из тяжелого бетона не должно превышать 5%, из песчаного бетона – 6%. Марка бетона плит по морозостойкости в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства должна быть не ниже указанной в таблице 3

    Таблица 3 – Марки плит по морозостойкости

 

    Для плит высшей категории качества морозостойкость  бетона должна быть выше на 50 циклов, чем указано в таблице. Для плит высшей категории качества партионный коэффициент вариации прочности бетона должен быть не более 9%.

      Состав  бетона подбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 27006 и рекомендаций, пособий и методик научно-исследовательских институтов, утвержденных в установленном порядке.

      Водоцементное отношение (В/Ц) должно быть не более 0,60. Марка по удобоукладываемости отсутствует, приготавливаемая смесь жесткая.  
 
 
 

2 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ИСХОДНЫХ (СЫРЬЕВЫХ) МАТЕРИАЛОВ  ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ 

      2.1 Цемент

    

    На  заводе по производству тротуарных плит в качестве сырья используют ПЦ М400 Д 0, имеющий следующую характеристики.

Таблица 4 – Характеристика цемента 
 

    2.2 Мелкий заполнитель

      В качестве мелкого заполнителя используется гранулированный шлак. Гранулированный шлак имеет следующую характеристику:

      - модуль крупности – 2,8;

      - крупность - средний;

      - содержание глины в комках - нет;

      - влажность – 8 %; 
 

- химический  состав:  Al₂O₃ - 12,0 %;

                                             MgO – 8,7 %;

                                             SiO₂ – 36,7 %;

                                             CaO – 38,0 %;

                                           TiO₂ – 1,10 %;

                                           MnO – 0,33 %;

                                            FeO – 0,31 %;

       - истинная плотность – 2,8 г/см³;

      - сорт – 2

        

    

 Добавки 

Перечень поверхностно-активных добавок, которые рекомендуется применять при приготовлении бетона для производства плит:

    - пластифицирующие (лигносульфонаты технические ЛСТ по ТУ 13-0281036-05 и ЛСБУ по ТУ 13-7308001-738, лигносульфонаты модифицированные ЛСТИ по ОСТ 13-287) в объеме (массе) 0,2-0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество; сульфитно-дрожжевая бражка по ТУ 13-0281036-05 в объеме (массе) 0,2% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

    - воздухововлекающие (смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ) по ТУ 81-05-75 в объеме (массе) 0,01-0,04% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

    - пластифицирующие-воздухововлекающие (мылонафт и асидол по ГОСТ 13302 в объеме (массе) не менее 0,02% от массы цемента, кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11 по ТУ 6-02-696) в объеме (массе) до 0,2% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

    - газообразующие (гидрофобизирующая жидкость 136-41 (ГКЖ-94) по ГОСТ 10834) в объеме (массе) 0,1% от массы цемента.

    - разжижитель С-3 (по ТУ 6-36-0204229-625) в объеме (массе) 0,3-0,7% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

    3 РАСЧЕТ СОСТАВОВ БЕТОНА

    3.1 Расчет базового состава мелкозернистого бетона (по Михайлову) 

Класс бетона по прочности: В 22,5

                                            М 300 (R_б.и. = 40 кгс/см²)

Марка по морозостойкости: F200

Марка по удобоукладываемости: Ж1

Цемент: ПЦ марка  М 400 (R_ц.и. = 55 кгс/см²)

           НГЦТ, %  26

           плотность, кг/м³ 2950

Граншлак: плотность, кг/м³  2800

              модуль крупности 2,8

    3.1.1. Определяют цементно-водное отношение:

    Ц/В = ( R_б/А·R_ц) + 0,8 , где

R_б – прочность бетона через 28 суток, МПа (кгс/см²);

Ц/В – цементно-водное отношение;

А – коэффициент, учитывающий качество заполнителей, А = 0,75;

    Ц/В = (300/0,75·400) + 0,8 = 1,8;

    В/Ц = 0,56

    3.1.2. По графикам представленным на рисунке 5 определяем соотношение между цементом и песком, обеспечивающее заданную удобоукладываемость цементно-песчаной смеси при определенном водоцементном отношении вычисленном ранее. Затем полученное соотношение корректируем по рисунку 6.

    Таким образом полученное соотношение  между цементом и песком равно 1:2,8

    n = 2,8 
 
 
 
 

    

    3.1.3. Определяют расход цемента 

    Ц = 1000/(1/ ρ_ц  + В/Ц + n/ρ_г.) ,где

n – отношение между песком и цементом;

ρ_ц и ρ_г –истинные плотности цемента и граншлака г/см³.

    Ц = (1000/(1/2,95 + 0,56 + 2,8/2,8)) = 526,3 кг

    3.1.4. Определяют расход граншлака

    Ш = n·Ц = 2,8·526,3 = 1473,6 кг

    3.1.5. Определяют расход воды

    В = Ц · В/Ц = 0,56 · 526,3 = 294,7 л

    3.1.6. Определяют плотность бетонной смеси

ρ_б.см = Ц + Ш + В = 526,3 + 1473,6 + 294,7 = 2294,6 кг/м³; 

    3.2 Расчет базового состава мелкозернистого бетона (по Баженову) 

    3.2.1. Определяют водоцементное отношение

    В/Ц  = (А_и· R_ц.и.)/ (R_б.и. +А_и·0,25·R_ц.и.),где

А_и – коэффициент, зависящий от зернового состава мелкого заполнителя, А_и =   0,45 для средних песков;

R_ц.и – активность портландцемента при изгибе, кгс/см²

R_б.и. – марка мелкозернистого бетона при изгибе, кгс/см²

    В/Ц = (0,45· 55_.)/ (40 +0,45·0,25·55_.) = 0,53

    3.2.2. Полученное соотношение между цементом и песком равно 1:2,7

    n = 2,7

    3.2.3. Определяют расход цемента 

    Ц = 1000/(1/ ρ_ц  + В/Ц + n/ρ_г.) ,где

n – отношение между песком и цементом;

ρ_ц и ρ_г –истинные плотности цемента и граншлака г/см³.

    Ц = (1000/(1/2,95 + 0,53 + 2,7/2,8)) = 546,5 кг

    3.2.4. Определяют расход граншлака

    Ш = n·Ц = 2,7·546,5 = 1475,6 кг

    3.2.5. Определяют расход воды

    В = Ц · В/Ц = 0,53 · 546,5 = 289,6 л

    3.2.6. Определяют плотность бетонной  смеси

ρ_б.см = Ц + Ш + В = 546,5 + 1475,6 + 289,6 = 2311,7 кг/м³; 

3.3 Расчет состава тяжелого бетона с  воздухововлекающей добавкой СНВ    (0,02% от массы цемента; снижение водопотребности на 5%) 

    3.5.1. Определяют водно-цементное отношение

    Ц/В = 1,89

    3.5.2. Определяют расход воды

    В₁ = к·В= 0,95·289,6 = 275,1 л;

    3.5.3. Определяют расход цемента

    Ц₁ = В₁·(Ц/В) = 275,1 ·1,89 = 520 кг;

    3.5.4. Определяют расход заполнителей

    Определяют  расход шлака

    Ш = (1000 - Ц/ρ_ц - В) ρ_г = (1000 – 176,3 – 275,1) · 2,8 = 1536,1 кг;

    3.5.5. Определяют плотность бетонной  смеси

    ρ_б.см = Ц + В + Ш = 520 + 275,1 + 1536,4 = 2331,1 кг/м³. 

3.5 Расчет состава тяжелого бетона с воздухововлекающей добавкой СНВ (0,04% от массы цемента; снижение водопотребности на 9%) 

    3.3.1. Определяют цементно-водное отношение

    Ц/В = 1,89

    3.3.2. Определяют расход воды

    В₁ = к·В, где

В₁ – расход воды на 1 м³ бетонной смеси с добавкой, л;

к – коэффициент  эффективности введения добавки; к = 0,91;

В – расход воды на 1 м³ без добавки;

    В₁ = 0,91·289,6 = 263,5 л;

    3.3.3. Определяют расход цемента

    Ц₁ = В₁·(Ц/В) = 263,5 ·1,89 = 498,1 кг;

    3.3.4. Определяют расход заполнителей

Определяют расход шлака

    Ш = (1000 - Ц/ρ_ц - В) ρ_г = (1000 – 168,8 – 263,5) · 2,8 = 1589,6 кг;

    3.3.5. Определяют плотность бетонной смеси

    ρ_б.см = Ц + В + Ш = 498,1 + 263,5 + 1589,6 = 2351,2 кг/м³.