Содержание дисциплины

ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНА, СТРОИТЕЛЬНЫХ

ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

 

Учебная программа. Методические указания

для самостоятельной работы студентов

 

Челябинск

Издательство ЮУрГУ

2002

УДК 666.97(075.83)

 

Технология бетона, строительных изделий и конструкций: Учебная программа. Методические указания для самостоятельной работы студентов/ Составитель Б.Я.Трофимов.–Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002.–16 с.

 

Учебная программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом 2000 года высшего профессионального образования и примерной программой дисциплины по направлению подготовки 653500 – «Строительство» специальности 290600 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», квалификации выпускника – инженер.

Учебная программа предназначена для студентов строительных факультетов высших учебных заведений и отражает цель и задачи изучения дисциплины, объём дисциплины и виды учебной работы, содержание дисциплины, состав и объём лабораторного практикума, курсовой работы, тематику рефератов для самостоятельной работы студентов, тесты, материальное обеспечение и рекомендуемую литературу.

 

Табл.5, список лит. – 13 назв.

 

 

Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного факультета.

 

 

  Рецензент В.М.Асташкин.

 

 

     

 

 

 

 

     

 

 

Введение

1.1. Требования ГОС к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций».

    Бетоноведение: виды бетонов, их классификация, реологические и технические свойства бетонных смесей, структурообразование бетона, структура и свойства бетона, различные виды бетонов. Технология бетонных и железобетонных конструкций: технологические процессы и способы изготовления строительных изделий различного назначения, повышение степени готовности и качества строительных изделий, технология производства слоистых изделий, технология сборно-монолитных изделий и конструкций. Контроль и управление качеством на заводах строительной индустрии, повышение долговечности строительных конструкций.

1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины «Технология бетона, строительных изделий и конструкций»

Инженер по данной дисциплине должен знать:      

· основные проблемы научно-технического и социально-экономического прогресса;

· принципы системного анализа научно-технических и технологических аспектов в области технологии бетона, строительных изделий и конструкций;

· основные методы решения технологических, экономических и социальных проблем;

· научные принципы создания высокоэффективных бетонов, строительных изделий и конструкций из них, в том числе с использованием техногенных отходов;

· научные принципы создания малоотходных и безотходных технологий;

· современные достижения науки и техники, в том числе в области химизации, автоматизации, роботизации, использования ЭВМ в технологии бетона, строительных изделий и конструкций.

Инженер должен владеть:

· приемами оптимизации составов бетонов и технологий строительных изделий и конструкций;

· принципами повышения срока службы строительных изделий и конструкций из бетона на этапах изготовления и эксплуатации;

· способами определения физико-механических свойств бетонной смеси, бетона, строительных изделий и конструкций с учетом требований метрологии, стандартизации и сертификации;

· методами контроля за технологической и трудовой деятельностью в условиях производства.

1.3. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах общей и специальной подготовки:

· введение в специальность, история бетона;

· физика, химия, физико-химические основы технологии строительных материалов, численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ;

· материаловедение, технология конструкционных материалов, инженернная геология, методы исследования структуры материалов, металловедение и сварка, строительные материалы и изделия;

· теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных материалов, механическое оборудование предприятий строительной индустрии, процессы и аппараты технологии строительных изделий, физическая химия, физическая химия силикатов, технология заполнителей бетона, вяжущие вещества.

2. Цели и задачи преподавания и изучения дисциплины «Технология бетона, строительных изделий и конструкций».

Подготовка специалиста, глубоко знающего теорию и практиеку бетоноведения, технологии бетона и строительных конструкций из бетона и железобетона, имеющего навыки решения конкретных практических задач при проектировании, реконструкции и эксплуатации предприятий сборного железобетона с учетом требований современного строительства и обеспечения качества изделий и конструкций, а также экономических и экологических аспектов.

Специалист должен быть подготовлен к умению создавать, осваивать и эксплуатировать новые экологически чистые, мало и безотходные технологии строительныъх изделий и конструкций из бетона и железобетона высокого качества и стойкости с учетом максимальной экономии сырьевых, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, внедрять гибкие технологии, высокопроизводительное оборудование, автоматизацию, химизацию, роботизацию производственных процессов.

Объём дисциплины и виды учебной работы.

Таблица 1

Состав и объём дисциплины

Вид учебной работы	Всего часов	7 семестр	8 семестр
Общая трудоемкость дисциплины	240	120	120
Аудиторные занятия	132	68	64
Лекции	75	37	38
Практические занятия (ПЗ)	18	9	9
Лабораторные работы (ЛР)	39	22	17
Самостоятельная работа (СРС)	108	52	56
Курсовая работа	30	30	–
Курсовой проект	40	–	40
Решение задач, рефераты	38	22	16
Итоговый контроль		Экзамен	Экзамен

 

Содержание дисциплины

 Таблица 2

4.1. Разделы дисциплины, виды и объём занятий

№ п.п.	Разделы дисциплины	Лекции, ч	ПЗ, ч	ЛР,  ч	СРС,ч
1	Состояние и перспективы развития	2	–	–	2
2	Бетоноведение, материалы для бетона, проектирование состава	10	–	4	14
3	Реологические и технические свойства бетонной смеси	4	2	8	12
4	Формирование структуры бетона	4	–	–	6
5	Физико-механические свойства тяже-лого бетона	8	3	4	12
6	Разновидности тяжелого бетона, легкие и ячеистые бетоны	6	–	4	8
7	Технология бетонной смеси	2	–	4	4
8	Армирование конструкций	8	5	4	10
9	Требования к формам, смазка	2	–	–	2
10	Формование изделий	10	3	4	10
11	Ускорение твердения бетона	6	–	3	10
12	Повышение качества и заводской готовности	2	–	–	4
13	Способы производства железобетона	9	5	–	10
14	Контроль при изготовлении сборного железобетона	2	–	4	4
	Итого	75	18	39	108

4.2. Содержание разделов и тем дисциплины

1. Введение. Состояние и тенденции развития бетоноведения, технологии бетона и железобетонных строительных конструкций. Задачи, стоящие перед отраслью с учетом требований современного строительства и эколого-экономических аспектов. Роль и место дисциплины в подготовке инженеров-строителей-технологов

2. Бетоноведение, классификация бетонов. Общие сведения о бетоне как особом классе строительных композитов. Классификация бетонов по средней плотности, виду вяжущих и заполнителей, назначению, физико-механическим свойствам. Технические требования к тяжелому бетону и материалам для него, использование вторичных продуктов и отходов, влияние материалов на свойства бетонной смеси и бетона, разновидности добавок и особенности их применения. Принципы проектирования состава тяжелого бетона.

3. Реологические и технические свойства бетонной смеси. Понятие о бетонной смеси как о сложной многокомпонентной системе, структура бетонной смеси. Реологические модели и уравнения, основные реологические характеристики бетонной смеси, понятие о тиксотропных превращениях бетонной смеси, определение реологических характеристик. Технические требования, разновидности и марки бетонной смеси. Назначение и свойства сухих бетонных и растворных смесей. Разновидности воды в бетонной смеси, молекулярная влагоемкость, водопотребность, водоудерживающая способность, седиментация и контракционные явления. Удобоукладываемость бетонной смеси, характеристики, способы регулирования удобоукладывамости бетонной смеси. Средняя плотность и коэффициент уплотнения бетонной смеси, пустотность, воздухововлечение, характеристики расслаиваемости, сохраняемость. 

4. Формирование структуры бетона. Затвердевание бетонной смеси и начальное структурообразование, понятие о первоначальной усадке. Основные этапы структурообразования, разновидности продуктов гидратации цемента и их влияние на свойства бетона, значение степени гидратации. Основные структурные элементы бетона: цементный камень и его пористость, контактная зона цементного камня и заполнителя, роль заполнителя. Влияние времени, влажности, температуры и других факторов на процессы структурообразования. Основные типы структур бетона, связь структуры со свойствами бетона, способы регулирования структуры бетона. Особенности бетона как твердого тела, деформации бетона при кратковременном, длительном и циклическом нагружении, упругие и пластические свойства бетона, причины и способы регулирования ползучести бетона, старение и разрушение бетона под нагрузкой.

5. Физико-механические свойства бетонов. Прочность бетона при сжатии, осевом растяжении, изгибе,сцепление с арматурой, усадка, теплофизические свойства, водопоглощение, водонепроницаемость, истираемость, водостойкость, морозостойкость, коррозионная стойкость бетона и защитные свойства по отношению к стальной арматуре. Мероприятия по повышению стойкости и долговечности строительных конструкций. Закономерности изменения и способы регулирования основных свойств тяжелого бетона Роль добавок в формировании свойств бетона. Мероприятия по повышению стойкости и долговечности строительных изделий и конструкций.

6. Разновидности тяжелого бетона. Высокопрочный, быстротвердеющий, мелкозернистый, крупнопористый, на ВНВ, гидротехнический. Специальные виды бетонов: жаростойкий, декоративный, дисперсноармированный, напрягающий, особотяжелый и гидратный, кислотоупорный, полимерные, арболит. Безцементные бетоны: шлакощелочные, известковые.

    Гипсовые бетоны, сырьевые материалы, расчет состава, свойства, технология изделий Кнауф, повышение водостойкости.

Легкие бетоны на пористых заполнителях. Технические требования, материалы, принципы проектирования состава легкого бетона, особенности формирования и регулирования свойств, разновидности и области применения.

Ячеистые бетоны, разновидности, технические требования, применяемые материалы, способы порообразования, условия твердения, свойства и способы их регулирования, области применения.

7. Технология бетона. Склады цемента и заполнителей, разновидности, нормы проектированиря, технологические расчеты.

Схемы приготовления и дозирования добавок. Назначение и классификация бетоносмесительных цехов, нормы проектирования, дозирование компонентов, приготовление бетонных смесей, разновидности смесителей, транспорт бетонной смеси, адресная подача. Технологические схемы и расчеты бетоносмесительного производства, контроль качества бетонной смеси. Особенности приготовления различных бетонных смесей.

8. Технологические процессы и способы изготовления железобетонных строительных изделий различного назначения. Армирование, требования к арматурным сталям, классы и марки, механические, реологические, технологические свойства, коррозионная стойкость и свариваемость арматурных сталей.Способы упрочнения стали. Классификация арматуры, заготовка и контроль качества ненапрягаемой арматуры. Заготовка напрягаемой арматуры, способы натяжения, сущность, технологические расчеты, контроль напряжения, техника безопасности.

9. Требования к формам для производства сборного железобетона, расчет потребного количества форм, способы снижения металлоёмкости форм и уход за формами. Разновидности и требования к смазкам для форм, приготовление и нанесение смазки.

10. Общие требования по формованию железобетонных изделий, способы укладки и распределения бетонной смеси. Классификация способов формования, литьевая технология, прессование, виброуплотнение: параметры вибрации, назначение требуемой интенсивности вибрации, разновидности вибрационных методов формования. Типы виброплощадок, технологические параметры, пути повышения эффективности работы виброплощадок. Применение центрифугирования, торкретирования, вакуумирования, экструзии, набрызга и др. Комбинированные способы формования на вибропротяжных станах, на прокатных станах, с помощью машин для безопалубочного формования. Методы формования безнапорных и напорных железобетонных труб. Автоматизация и роботизация процесса формования изделий и конструкций. Технико-экономическая оценка способов формования.

11. Современные способы ускорения твердения бетона. Обоснование и выбор режимов тепловой обработки, эеономия энергоресурсов. Установки периодического и непрерывного действия для теплоыой обработки, бескамерная тепловая обработка, автоклавирование. Особенности тепловой обработки легкобетонных изделий. Электротермообработка, горячее формование, гелео установки, использование продуктов сгорания газа. Автоматизация и контроль режима тепловой обработки.

12. Повышение качества и заводской готовности железобетонных изделий. Способы получения гладких поверхностей, декоративная отделка железобетонных изделий, химическая обработка и гидрофобизация. Технология заводской отделки.

13. Основные способы организации производства сборного железобетона. Структура производственного процесса, задачи и этапы технологического проектирования. Поточные и стендовые линии, технологические расчеты, нормы проектирования. Технология производства слоистых изделий. Кассетные и кассетно-конвейерные линии, стендовые линии непрерывного формования. Изготовление объёмных элементов и изделий из ячеистых бетонов. Технология сборно-монолитных изделий и конструкций. Особенности технологгии изделий из силикатного, жаростойкого, полимерного и др. бетонов.

14. Контроль изготовления железобетонных строительных изделий. Методы, виды и периодичность контроля. Пооперационный контроль и управление качеством продукции. Параметры приемочного контроля.  

5. Лабораторные работы (практикум)

Таблица 3

5.1. Состав и объём лабораторного практикума

№ п.п.	Номер раздела дисциплины	Наименование лабораторной работы	Количество часов
1	2,3,5	Влияние характеристик заполните-лей на свойства бетонной смеси и бетона	4
2	2	Ускоренный способ проектирования состава тяжелого бетона	4
3	3	Свойства бетоооной смеси	4
4	5,14	Определение прочности бетона неразрушающими методами	4
5	2,3,5	Влияние химических добавок на свойства бетонной смеси и бетона	4
6	2,14	Определение оптимальной дозиров-ки золы для экономии цемента	4
7	6	Проектирование и корректировка состава легкого гипсобетона	8
8	8	Испытание арматурной стали и контроль натяжения арматуры	7

 

5.2. Контрольные вопросы по лабораторным работам

Лабораторная работа №1

1. Технические требования к крупному заполнителю для тяжелого бетона

2. Основные характеристики качества мелкого заполнителя для тяжелого бетона

3. Технологические характеристики заполнителей

4. Требования к воде для затворения и поливки бетона

5. Основные свойства портландцемента

6. Способы определения удобоукладываемости бетонной смеси

7. Контроль прочности бетона по результатам испытания образцов кубиков

      Лабораторная работа №2

1. Исходные данные для проектирования состава тяжелого бетона

2. Пронципы проектирования состава тяжелого бетона

3. Сущность ускоренного метода проектирования состава тяжелого бетона

4. Корректировка расчетного состава тяжелого бетона

      Лабораторная работа №3

1. Технические требования и разновидности бетонной смеси

2. Основные операции при изготовлении бетонной смеси

3. Контроль плотности и пустотности бетонной смеси

4. Коэффициент уплотнения бетонной смеси

5. Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси

6. Контроль воздухововлечения бетонной смеси

7. Характеристики и способы определения расслаиваемости бетонной смеси, способы снижения расслаиваемости

8. Сохраняемость свойств бетонной смеси

     Лабораторная работа №4

1. Сущность неразрушающих методов контроля: ультразвукового, склерометрического, пластической деформации, отрывом, скалыванием, молотком Кашкарова и др.

2. Общие требования к неразрушающим методам определения прочности

3. Правила отбраковки анормальных результатов

4. Построение градуировочной завосимости «Прочность – косвенная характеристика», оценка погрешности градуировочной зависимости

5. Статистический контроль прочности бетона

     Лабораторная работа №5

1. Классификация химических добавок по основному эффекту действия

2. Ограничения по применению добавок

3. Комплексные добавки в технологии сборного железобетона

4. Технико-экономическая эффективность применения химических добавок

     Лабораторная работа №6

1. Разновидности минеральных добавок

2. Требования к золе-унос тепловых электростанций и рекомендации по ее применению

3. Оценка эффективности применения минеральных добавок

4. Влияние минеральных добавок на свойства тяжелого бетона

     Лабораторная работа №7

1. Технические требования к легким и ячеистым бетонам

2. Разновидности и свойства пористых заполнителей для легкого бетона

3. Пронципы проектирования состава легкого бетона

4. Способы регулирования плотности и прочности легкого бетона

5. Корректировка состава легкого бетона

     Лабораторная работа №8

1. Разновидности арматурной стали

2. Основные физико-механические свойства стали

3. Определение предельной растяжимости, условных пределов упругости и текучести, модуля упругости арматурной стали

4. Факторы, влияющие на свариваемость и коррозионную стойкость арматурной стали

5. Принцип действия приборов для контроля предварительного напряжения арматуры

 

6. Практические занятия

Таблица 4

Состав и объём практических занятий

№ п.п.	Номер раздела или темы	Наименование и краткое содержание практических занятий	Характер занятий и цель	Коли-чество часов
1	2	Характеристики свойств материалов для бетона	Расчет показателей свойств	2
2	2	Проектирование состава тяжелого бетона	Овладение метода-ми расчета состава	2
3	5	Свойства тяжелого бетона	Расчет показателей свойств	2
4	5,14	Статистический контроль прочности бетона	Определение тре-буемой прочности	2
5	6	Проектирование состава легкого и ячеистого бетона	Знакомство с рас-четными методами проектирования	2
6	8	Механическое напряжение арматуры	Технологические расчеты	2
7	8	Электротермическое напряжение арматуры	Технологические расчеты	2
8	11	Ускорение твердения бетона	Расчет параметров термосных режимов прогрева	2
9	13	Способы производства сборного железобетона	Технологические расчеты	2

6.1. Контрольные вопросы к практическим занятиям

     Практическое занятие №1

· определение и подсчет пустотности песка,

· подсчет удельной поверхности заполнителей,

· корректировка грансостава песка,

· определение водопотребности заполнителей,

· расчет модуля эффективности и коэффициентов прочности заполнителей,

· расчеты, связанные с применением добавок, эффективность применения минеральных добавок.

     Практическое занятие №2

· исходные данные для проектирования состава тяжелого бетона,

· требования ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава»,

· основные этапы подбора состава бетона,

· расчетные методы определения номинального состава бетона, учет влажности материалов,

· правила корректировки состава.

     Практическое занятие №3

· плотность, влажность, водопоглощение бетона,

· расчетно-эксперниментальные методы определения пористости бетона,

· прочность бетона при сжатии, осевом растяжении и растяжении при изгибе,

· определение призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона,

· усадка и ползучесть бетона.

      Практическое занятие №4

· начальный период установления статистического контроля прочности бетона,

· определение ститистических характеристик прочности,

· анализируемый период, среднее значение партионного коэффициента вариации прочности бетона,

· расчет требуемой прочности, среднего уровня прочности и верхней предупредительной границы,

· критерии приема партии железобетонных изделий по прочности бетона,

· построение карты контроля прочности бетона в изделиях.

     Практическое занятие № 5

· методика определения состава крупнопористого бетона,

· расчет состава силикатного бетона,

· расчет начального состава полимербетона,

· подбор состава бетона на пористых заполнителях,,

· расчет состава безавтоклавного газобетона.

 

     Практическое занятие №6

· определение свойств стальной арматуры: площади поперечного сечения, относительного удлинения после разрыва, временного сопротивления, условного предела текучести, модуля упругости,

· критерии оценки пригодности арматурной стали по физико-механическим свойствам для изготовления железобетонных изделий,

· определение тягового усилия гидродомкрата для группового напряжения стержневой арматуры механическим способом,

· определение требуемого удлинения арматуры и хода поршня гидродомкрата при механическом напряжении,

· расчет потери предварительного напряжения арматуры.

Практическое занятие №7

· определение допускаемой погрешности при напряжении арматуры,

· расчет коэффициентов точности натяжения арматуры при электротермическом способе,

· расчетное удлинение арматуры при электротермическом напряжении,

· расчет длины арматурной заготовки и длины отрезаемого стержня,

· расчет полного требуемого удлинения арматуры,

· определение термического удлинения арматуры, выбор режима нагрева,

· определение тока, напряжения и мощности трансформатора для электротермического напряжения арматуры,

· параметры электронагрева при непрерывной навивке проволочной арматуры.

Практическое занятие №8

· определение температуры нагрева и отпускной влажности керамзитобетонных изделий,

· расчет параметров термосного режима тепловой обработки,

· контроль прочности бетона при тепловой обработке изделий в кассетных машинах.

     Практическое занятие №9

· технологические расчеты стендовых линий,

· технологические расчеты поточных линий,

· оценка трудоемкости изготовления сборных железобетонных конструкций,

· расчет экономических показателей производства сборного железобетона.

 

 

7. Самостоятельная работа студентов (СРС)

По данной дисциплине студенты выполняют курсовую работу в 7 семестре, курсовой проект в 8 семестре и пишут рефераты по предлагаемой тематике. Тематика рефератов может быть выбрана студентом самостоятельно, в этом случае она согласовывается с преподавателем.

Таблица 5