Расчет состава тяжелого бетона

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ННГАСУ)

 

ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

Кафедра строительных материалов

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

            по дисциплине: «Строительные материалы»

на тему: «Расчет состава тяжелого бетона»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент 2 курса, гр. ____

_______________

 

Проверил:

Ханова Н. И.

 

 

 

 

 

г. Нижний Новгород

2014г.

Содержание

 

1. Введение………………………………………………………………………3
2. Исходные данные……………………………………………………………. 4
3. Расчёт состава тяжёлого бетона. ……………………………………………5
4. Заключение……………………………………………………………………9
5. Библиографический список…………………………………………………10

 

Введение

 

Бето́н (от фр. béton) — искусственный каменный строительный материал, получаемый в результате формования и затвердевания рационально подобранной и уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемент или др.), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки, а также отсутствовать вода (например, в асфальтобетоне).

 

Широко бетон применяется в строительстве. Например, для изготовления лестничных маршей применяется железобетон, изготовленный на основе тяжёлого бетона. Тяжелый бетон – это основной вид бетона, используемый при изготовлении железобетонных конструкций. Также тяжелый бетон при своем использовании способствует защите стальной арматуры от коррозии, что имеет важное значение для конструкций, которые работают при плохих климатических условиях.

 

Исходные данные

 

Назначение бетона: плиты перекрытий, формуемые с вибрацией

 

Характеристика	Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Значение показателей
Бетона	Прочность (марка)	Rб ,	МПа	35,25
Бетонной смеси	Подвижность Жёсткость	ОК Ж	см с	1-4 –
Цемента	Наименование (вид) Активность (марка) Плотность Плотность насыпная	– Rц ρц	МПа г/см3 г/см3	ПЦ 40 3,1 1,1
Песка	Группа Модуль крупности Плотность Плотность насыпная Влажность	–   Мк ρп Wп	–   – г/см3 г/см3 %	Мелкий речной 1,5 2,6 1,6 3,0
Крупного заполнителя	Вид (горная порода) Плотность Плотность насыпная Наибольшая крупность Пустотность Влажность	–     ρкз НК - Wп	–     г/см3 г/см3 мм % %	Щебень гранитный 2,6 1,5 40 0,42 3

 

 

Расчёт состава тяжёлого бетона

 

Требуется определить состав тяжёлого бетона класса В25 с подвижностью бетонной смеси по осадке конуса 1-4 см, предназначенного для изготовления плит перекрытий, формуемых с вибрацией.

 

Расчёт и назначение исходного состава производится в следующем порядке:

 

1. Исходя из основного  закона прочности обычного тяжёлого  бетона, определяется водоцементное  отношение. При этом весьма важным  является выбор эмпирического  коэффициента А.

В данном примере расчёта материалы являются рядовыми и коэффициент А принимается равным 0,6

В/Ц = АRц /(Rб +0,5АRц )

В/Ц = 0,6*40/(35,25+0,5*0,6*40) =0,5

 

2. Определение расхода  воды производится по таблице 4.2 в зависимости от заданной удобоукладываемости бетонной смеси. Поэтому чем больше задана подвижность (или чем меньше жесткость), тем больше должен быть при прочих равных условиях расход воды. Кроме того, на водопотребность бетонной смеси влияют некоторые свойства сырьевых материалов. Водопотребность увеличивается:

• С увеличением НГ цементного теста;
• С уменьшением наибольшего номинального размера зерен крупного заполнителя;
• С уменьшением МК песка;
• При переходе от гравия к щебню.

 

У нас получилось, что расход воды В=187 л

3. Определение расхода  цемента

Ц = В : В/Ц = 187 : 0,5 = 374 кг

 

4. Определение расхода  крупного и мелкого заполнителя  производится по методу абсолютных  объёмов, который предполагает, что  сумма абсолютных объёмов компонентов  бетонной смеси равна 1000 л (1 м3 ), то  есть смесь находится в состоянии  предельного уплотнения. Цементно-песчаный раствор должен заполнить все пустоты между зёрнами крупного заполнителя (в стандартно-рыхлом состоянии) с некоторой раздвижкой их, что необходимо для получения удобоукладываемой бетонной смеси и связывания зёрен заполнителя в единый прочный монолит.

Коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя α для подвижных бетонных смесей определяем по таблице 4.3.

 

Таким образом:

 

Где – пустотность крупного заполнителя, подставляется в виде относительной величины.

Тогда Щ = = 1278 кг

 

П = [1000 – (] = 521 кг

 

Исходный расчётный состав проверяют и при необходимости корректируют в пробных лабораторных замесах.

Номинальный (лабораторный) состав, устанавливаемый для сухих материалов, выражают двумя способами:

а) В виде расходов материалов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси:

цемент 374 кг;

песок 521 кг;

крупный заполнитель 1278 кг;

вода 187 кг.

б) В виде соотношения по массе между цементом, песком и крупным заполнителем (принимая расход цемента за единицу) с обязательным указанием водоцементного отношения

= 1: 1,4 : 3,4 при В/Ц = 0,5

Расчётная средняя плотность уложенной и уплотнённой бетонной смеси подсчитывается суммированием расходов по массе составляющих на 1 м3

ρб.см . = Ц + П + Щ + В =374+521+1278+187=2360 кг/м3

Производственный состав определяется с учётом влажности заполнителей, которая может изменяться в зависимости от условий и времени их хранения. При этом количество влажных заполнителей увеличивают настолько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчётному, а количество вводимой в замес воды уменьшалось на величину, равную содержанию воды в заполнителях, то есть В/Ц и средняя плотность бетонной смеси не изменяются:

П1 = П(1+ωп /100) = 521*(1+3,0/100) = 536,63 кг/м3 ;

Щ1 = Щ(1+ωщ /100) = 1278*(1+3,0/100) = 1316,34 кг/м3 ;

В1 = В – (ωп П/100 + ωщ Щ /100) =133,03 л/м3 .

Производственный состав бетона на влажных заполнителях будет следующим:

цемент 374 кг;

песок 536,63 кг;

крупный заполнитель 1316,34 кг;

вода 133,03 кг.

Средняя плотность бетонной смеси 2360 кг/м3 . В виде соотношения

1 : 1,43 : 3,52 при В/Ц=0,5.

Так как объём бетоносмесителя чаще всего таков, что выход готовой бетонной смеси не равен 1 м3 , то для составления дозировки материалов на один замес необходимо производственный состав бетона пересчитать в соответствии с ёмкостью бетоносмесителя. В новых моделях бетоносмесителей ёмкость их барабана указывается в литрах готового замеса бетонной смеси (Vзам). В старых моделях ёмкость бетоносмесителей указывалась по суммарному объёму загрузки сухих компонентов бетона – заполнителей и цемента.

При использовании новых моделей бетоносмесителей для составления дозировки на замес необходимо количество каждого компонента из производственного состава (на 1000 л) пропорционально пересчитать на объём бетоносмесителя.

Бетоносмесители предназначены для приготовления бетонов и строительных растворов, состоящих из наполнителей (инертных веществ), цемента (вяжущее вещество), химических добавок и воды. Растворосмесители не предназначены для перемешивания смесей с крупным наполнителем — щебнем, гравием.

В настоящее время в технологии приготовления различных цементобетонных смесей применяются два типа смесителей: гравитационного (свободного) и принудительного перемешивания.

Гравитационное перемешивание осуществляется во вращающемся барабане, снабженном лопастями, путем многократного подъема и свободного падения компонентов смеси.

Смесители принудительного типа характеризуются более высокой интенсивностью воздействия на смешиваемый материал. Процесс смешивания в них осуществляется путем вращения лопастных валов, геометрическая форма и характер вращения которых обеспечивает конвективный перенос смеси в камере смешивания.

Большинство бетоносмесителей представляют собой двухконусный барабан, в просторечье именуемым «грушей». При вращении барабана, смесь перемешивается за счёт пересыпания составляющих под действием силы тяжести. Данный тип бетоносмесителей называется гравитационным. Основным преимуществом бетоносмесителей этого типа является простота конструкции, а так же возможность приготовления смесей, как с крупным наполнителем, так и строительных растворов. К недостаткам можно отнести низкое качество перемешивания особо ответственных смесей, требующих тщательного смешивания ингредиентов, как в сухом состоянии, так и после введения в смесь воды. Так же на смесителях типа «груша» сложно приготовить качественный бетон с низким водоцементным соотношением.

Выбирая бетоносмеситель, следует уделить особое внимание таким параметрам как надежность, защищенность от повреждений и погодных условий, бетоносмеситель не должен быть слишком габаритным и должен легко транспортироваться

При использовании старых моделей бетоносмесителей следует определить коэффициент выхода бетонной смеси для номинального составы при сухих заполнителях

 

Зная Кв, определяется объём одного замеса. При ёмкости бетоносмесителя 900 л он будет равен 0,64. Умножая массу каждого компонента производственного состава на объём одного замеса, получаем дозировку материалов на замес бетоносмесителя:

Ц = 215,4 кг;

П = 309,1 кг;

Щ = 758,2 кг;

В = 76,6 л.

В виде соотношения 1 : 1,42 : 3,52 при В/Ц = 0,5.

Заключение

 

В ходе работы мы подобрали состав тяжелого бетона для изготовления плит перекрытий, формуемых с вибрацией.

 

Библиографический список

 

1. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение» студентами всех форм обучения по направлению 270100 – «Строительство». - Н. Новгород, Нижегород гос. архит.-строит. ун.-т, 2008. Составители: А.И. Исаев
2. http://ru.wikipedia.org/