2020-01-15
396
Рисунок 5 – График рассева песка
Определим доли песка:
Из графика рассева определяем Атр= 50, Аi1= 15, Ai2= 75.
х=(75-50)/(75-15)= 0,4
Доля песка №1=0,4
Доля песка №2= 1- 0,4=0,6
Определим зерновой состав смеси песков. Для этого полные остатки на каждом сите умножаем на долю этого песка.
Таблица 4 – Зерновой состав смеси песков
| Диаметр сит | Остатки | Смесь | Требования ГОСТа | ||
| П1·0,4 | П2 ∙ 0,6 | ||||
| 2,5 | 2 | 12 | 14 | 0 – 20 | |
| 1,25 | 4 | 30 | 34 | 5 – 45 | |
| 0,63 | 6 | 45 | 51 | 20 – 70 | |
| 0,315 | 12 | 54 | 66 | 35 – 90 | |
| 0,16 | 38 | 59,4 | 97,4 | 90 – 100 | |
3.1.2 Корректировка зернового состава песка графическим методом.
Рисунок 6 - Корректировка зернового состава песка
Графическая корректировка показана на рисунке 6 по значениям из таблицы 3. По виду графика можно сделать вывод, что песок №1 и №2 можно брать только в составе смеси. В отдельности друг от друга пески не соответствуют требованию ГОСТ.
3.1.3 Расчет модуля эффективности песка
Песок №1 прошел через сито ≤0,16 с полным остатком 5%. Определим частные остатки.
|
|
|
Таблица 5
| СИТО | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | ≤0,16 |
| А (ПОЛНЫЙ ОСТАТОК) | 5 | 10 | 15 | 30 | 95 | 5 |
| а (ЧАСТНЫЙ ОСТАТОК) | 5 | 5 | 5 | 15 | 65 | - |
Истинная плотность ρп=2,64 кг/м2
Уплотненно насыпная плотность ρн упл=1,7 кг/м2
Объемно насыпная плотность ρон=1,51 кг/м2
Определим модуль крупности:
Мк1 =(А2,5 +А1,25 +А0,63 + А0,315 +А0,16) ∕ 100
Мк1 =(5+10+15+30+95) / 100 =1,55
Удельная поверхность:
Sn1 = 6,35· k·(0,5·а5 +а2,5 +2·а1,25 +4·а0,63 +8·а0,315 +16·а0,16 + 32·а0,16) / 1000
Sn1 = 6,35·1,65·(0,5·0 +10 +2·5 +4·5 +8·15 +16·65 +32·65) /1000 = 34,36 м³/кг
Модуль эффективности:
Мэф.п.1 = (ρп – ρн упл) / (ρп · ρн упл) + 0,013·Sn
Mэф.п.1 = (2,64 – 1,7) / (2,64·1,7) + 0,013·34,36 =0,656 л. цем. теста
Песок №2 прошел через сито ≤0,16 с полным остатком 1%. Определим частный остаток.
Таблица 6
| СИТО | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | ≤0,16 |
| А (ПОЛНЫЙ ОСТАТОК) | 20 | 50 | 75 | 90 | 99 | 1 |
| а (ЧАСТНЫЙ ОСТАТОК) | 20 | 30 | 25 | 15 | 9 | - |
Истинная плотность ρп =2,63 кг/м2
Уплотненно насыпная плотность ρн упл =1,75 кг/м2
Объемно насыпная плотность ρон =1,54 кг/м2
Определим модуль крупности:
Мк2 = (20 + 50 +75 +90 +99) / 100 = 3,34
Удельная поверхность:
Sn2 = 6,35·1,65·(20 + 2·30 + 4·25 + 8·15 + 16·9 + 32·9) / 1000 = 7,66
Модуль эффективности:
Мэф.п.2 = (2.63 – 1,75) / (2,63·1,75) + 0.013·7,66= 0,29
Вывод: при использовании второго песка расход цементного теста меньше, то есть его использование более экономично. Мэф.п.1 > Мэф.п.2
| песок | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | <0.16 | ρп | ρон | ρн упл | W% |
| №2 | 20 | 50 | 75 | 90 | 99 | 1 | 2,63 | 1,54 | 1,75 | 7 |
3.2 Характеристика крупного заполнителя.
В качестве крупного заполнителя для тяжелых бетонов применяют щебень ГОСТ 8267-93.
Щебень должен применяться в виде фракций: от 3(5) до 10 мм, от 10 до 20 мм, от 20 до 40 мм и от 40 до 70 мм. Заполнители следует складировать и дозировать отдельно от каждой фракции. Допускается дозировать смесь двух смежных фракций.
|
|
|
Содержание пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен в щебне не должно превышать 35%. Содержание в щебне зерен слабых и выветрелых пород не должно превышать 10%. Разрешается применять щебень из карбонатных пород марки 400, если содержание в нем зерен слабых пород менее 5% (к слабым породам относятся породы с прочностью при сжатии в водонасыщенном состоянии менее 20МПа).
Наличие глины в виде отдельных комьев в количестве более 0,25% или пленки, обволакивающей зерна заполнителей, не допускаются. Количество примесей, определяемых отмучиванием, должно быть ограниченно.
Щебень из естественного камня и гравий испытывают по ГОСТ 8269-87.
На заводе – изготовителе сборных железобетонных конструкций периодически определяют: дробимость щебня при сжатии в цилиндре, морозостойкость щебня замораживанием или ускоренным методом в растворе сернокислого натрия, содержание зерен слабых пород, насыпную и среднюю плотность исходной горной породы и зерен, водопоглощение исходной породы. Регулярно проверяют влажность щебня высушиванием пробы при температуре 105-110°С.
Прочность заполнителя зависит от прочности горной породы, путем дробления которой он получен. Заполнители из прочных магматических горных пород (гранита, базальта, диабаза) обладают прочностью 80МПа и выше. Заполнители из осадочных горных пород (известняк, песчаник) имеют прочность 30МПа и выше.
Марка щебня устанавливается в зависимости от показателя дробимости щебня в цилиндре и вида исходной горной породы.
Морозостойкость щебня, применяемого при изготовлении железобетонных изделий, находящихся в конструкциях, не защищенных от внешних атмосферных воздействий, должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки по морозостойкости.
Вывод: к дальнейшим расчетам принимаю гранитный щебень с предельной крупностью 40мм, истинной плотностью 2,65 кг/л и плотностью 1,36 кг/л.
4 ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Подбор состава тяжелого бетона произвожу согласно ГОСТ 27006-86.
4.1 Проектные данные:
Необходимо получить бетон класса В25, коэффициент вариации Vn= 9%, с отпускной прочностью Rотп=85 МПа. Принимаю портландцемент Rц=400, ρист ц=3,1г/см3 ,ρонц = 1,3, Нг=26%, подвижность смеси по осадке конуса 4-5 см.
2) Мелкий заполнитель песок
ρист=2,63г/см3
ρо-н=1,54г/см3
Мк=2,1
Wп=8%
Вп=8,5%
3)Крупный заполнитель- щебень
Dmax=40мм
ρщ=2,65г/см3
ρо-н= 1,36 г/см3*
Wщ=1,5%
4)Вода t=15ºС
4.2 Требуемая прочности по ГОСТ 18105-86
Rт=kт·Внорм
Rт – требуемая прочность бетона, МПа
В - нормируемое значение прочности, МПа
kт – коэффициент требуемой прочности для всех видов бетона принимаем по табл.2 ГОСТа 18105-86 в зависимости от коэффициента вариации υ=9%=> кт=1,11
Rт=1,11·25=27,75 МПа
Средний уровень прочности
Rу= Rт·kмп
kмп-коэффициент, принимаемый по табл.4 в зависимости от среднего значения коэффициента вариации
кмп=1,07
Rу=27,75·1,07=29,69 МПа
Т.к Rотп=85, то расчетный уровень прочности:
Rу расч= Rу·kпп
kпп= 85/70=1,21
Rу расч= 29,69·1,21= 35,9 МПа
4.2 Вычисляем В/Ц отношение
В/Ц = 
В/Ц = 
Параллельно принимаем еще два В/Ц отношения на 15% меньше и на 15% больше принятого и будем параллельно вести три расчета.
4.3 Определяем расход воды по графикам и таблицам
В=Втабл±Вмк±Внг±Вt
В=185 л
4.4 Расход цемента
Ц=В/(В/Ц)
| В/Ц=0,5 В=185л Ц=185/0,5=370кг/м3 α=1,5 | В/Ц=0,575 В=185л Ц=185/0,575=321,73кг/м3 α = 1,45 | В/Ц=0,425 В=185л Ц=185/0,425=435,29 кг/м3 α = 1,55 |
4.5 Расход щебня
Щ = 
;
Щ = 
Щ1 = 
Щ2 = 
4.6 Расход песка
П1=40%; П2=60%; W1=12%; W2=7%
ρонп с=0,40·1,51+0,60·1,54=1,528
ρп с=0,40·2,64+0,60·2,63=2,634
|
|
|
Wп= 0,40·12+0,60·7=9%
П = 
П = 
П1 = 
П2 = 
Таблица 7
| Наименование материала | В/Ц | Расход материалов, кг | ||
| на 1 м3 | на 1 л | на 8 л | ||
| В |
0,4 | 185 | 0,185 | 1,48 |
| Ц | 370 | 0,370 | 2,96 | |
| П | 595,8 | 0,5958 | 4,76 | |
| Щ | 1094 | 1,094 | 8,75 | |
| Итого | 2244,8 | 2,2448 | 17,95 | |
| В |
0,46
| 185 | 0,185 | 1,48 |
| Ц1 | 321,73 | 0,32173 | 2,57 | |
| П1 | 629,6 | 0,6296 | 5,09 | |
| Щ1 | 1115 | 1,115 | 8,92 | |
| Итого | 2248,3 | 2,24 | 18 | |
| В |
0,34 | 185 | 0,185 | 1,48 |
| Ц2 | 435,29 | 0,43529 | 3,48 | |
| П2 | 525,7 | 0,5257 | 4,21 | |
| Щ3 | 1073 | 1,073 | 8,58 | |
| Итого | 2219 | 2,21 | 17,75 | |
Вывод: испытав образцы на удобоукладываемость установили, что при В/Ц = 0,5 смесь имеет подвижность больше требуемой. Требуется корректировка номинального состава на 1 м3 . для этого в смесь добавляем по 10% каждого заполнителя.
В = 185
Ц = 370
П = 595,8
Щ =1094
Откорректированный состав:
Σ= 2481,1 кг
Затем из откорректированной смеси формуются образцы для проверки заданной прочности. Размеры образцов выбираются в зависимости от наибольшей крупности щебня или гравия. В общем случае длина ребра образца куба должна быть близкой к четырем размерам наибольшего диаметра крупного заполнителя. Минимальный размер образцов по требованию ГоСТа установлен для крупного заполнителя с d < 20мм – 10 х 10 х 10 см; а если d 
20 – 15 х 15 х 15 см.
Отформованные образцы хранятся в «нормальных» условиях 28 суток, а после испытывают на сжатие. Этот состав называется номинальным, так как он подобран но сухих заполнителях.
4.7 Расчет полевого состава с учетом влажности
Wп = 9%; Wщ = 4%
В: 173,9-0,09·560-0,04·1131,2=78,25кг
Ц: 560кг
П: 616+0,09·616=671,44 кг
Щ: 1131,2+0,04·1131,2=1176,4 кг
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Рассчитаем коэффициент выхода бетона
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ НА ОДИН ЗАМЕС И ВЫБОР БЕТОНОСМЕСИТЕЛЯ
Расход материалов на замес бетоносмесителя обычно рассчитываем, учитывая определенный ранее расход всех компонентов бетонной смеси, вместимость смесительного барабана и коэффициент выхода бетона. При этом объем готового замеса равен:
Vзамеса = Vбс ∙ 
Vбс – вместимость бетоносмесителя, м3
- коэффициент выхода бетона.
|
|
|
Выбираем бетоносмеситель с полезным объемом барабана 2 м3 (2000л)
Vзамеса = 0,6 ∙ 2000 = 1200 м3
Тогда на 1 замес получим:
Взам = 173,9·1200/1000 = 208,68 кг
Цзам = 560·1200/1000 = 672 кг
Пзам = 616·1200/1000 = 739,2 кг
Щзам = 1131,2·1200/1000 = 1357,4 кг
Выбираем изделие ЛМ27.11.14-4
l = 2720мм;
b = 1200мм;
h = 1400мм
Определим расход материалов на одно изделие.
Vизд= l· b· h = 2,72· 1,2· 1,4=4,57м3
В=173,9 · 4,57=794,7 кг
Ц=560 · 4,57=2559,2 кг
П=616 · 4,57=2815,1 кг
Щ=1131,2 · 4,57=5169,5 кг
ЭКОНОМИЯ ЦЕМЕНТА
Экономия цемента важнейшая задача проектирования состава бетона. Применяя различные способы экономии цемента, можно сократить его расход в бетоне на 10 – 25% по сравнению со средними значениями по рядовой технологии.
Наиболее распространенные способы экономии цемента:
1) применение жестких бетонных смесей при производстве сборного железобетона;
2) введение в бетон пластифицирующих и воздухововлекающих, добавок что уменьшает водопотребность бетона и позволяет снизить расход цемента на 8 – 12%, при этом могут быть получены морозостойкие и долговечные бетоны;
3) применение чистых мелких заполнителей хорошего зернового состава и максимальной крупности, допускаемой из условий бетонирования конструкций;
4) применение смешанных цементов с микронаполнителями с добавкой золы, молотого шлака и другого вторичного сырья;
5) рациональный выбор режимов твердения бетона с учетом свойств используемого цемента и условий производства, в частности окончания тепловой обработки при достижении бетоном марочной прочности и использовании последуещего роста прочности, который в этом случае происходит более интенсивно, чем после длительного прогрева
6) правильное назначение требований к прочности и другим свойствам бетона с учетом реальных условий строительства
