2020-01-14
142
А) По имеющимся исходным данным, приведенным в таблице 1, рассчитать недостающие показатели, характеризующие бетоны.
Таблица 6
| Характеристики бетона | Номер варианта | ||||
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
| Марка цемента (Rц) | 300 | 300 | ? | 500 | 300 |
| Марка бетона (Rб ) | 100 | ? | ? | ? | 400 |
| Цементно-водное отношение (Ц/В) | ? | 3 | 1,5 | ? | ? |
| Качество заполнителей (А) | 0,6 | - | 0,55 | ? | - |
| Качество заполнителей (А1) | - | 0,4 | - | - | 0,43 |
| Прочность бетона в возрасте 28 сут., МПа | 10 | ? | ? | ? | ? |
| Прочность бетона в возрасте 90 сут., МПа | ? | ? | 30 | 20 | ? |
| Расход воды (В), л/м3 | 190 | 190 | 190 | 180 | ? |
| Расход цемента (Ц), кг/м3 | ? | ? | ? | 180 | 480 |
Методика решения
Недостающие данные, которые требуется найти, определяются с использованием формулы проф. Б.Г. Сакрамтаева:
для бетонов с Ц/В 
2,5
R б = Rц А 
– 0,5 (6)
для бетонов с Ц/В > 2,5
Rб = Rц А1 
+ 0,5 (7)
где Rц – активность цемента;
Rб – марка бетона, определяемая по прочности бетона в возрасте 28 суток нормального твердения;
A, А1 – коэффициенты, характеризующие качество используемых заполнителей и цемента.
Для бетонов характерно увеличение прочности с течением времени, нарастание прочности происходит по логарифмическому закону:
Rn - R28 
(8)
где R n – прочность бетона в возрасте n суток,
R28 – марка бетона,
n – число дней твердения.
Б) На основе исходных данных и рассчитанных значений в таблице 6 определить состав компонентов бетонной смеси.
Общими для всех вариантов являются следующие данные.
Истинные плотности: цемента рц=3100 кг/м3;
песка рп=2200 кг/м3;
крупного заполнителя (щебня) рщ=2600 кг/м3;
насыпная плотность щебня рнщ=1400 кг/м3.
После определения цементно-водного отношения и расхода цемента определим расходы мелкого и крупного заполнителя исходя из следующих положений.
Объем 1м3 (1000 дм3) плотно уложенного бетона слагается из объема зерен мелкого и крупного заполнителей и цементного теста, заполняющего пустоты между зернами заполнителей, что выражается уравнением абсолютных объемов (9):
+ 
+ 
+ 
= 1 (9)
где Ц, В, П, Щ - расходы соответственно цемента, воды, песка и крупного заполнителя (щебня), кг;
, 
, 
- истинные плотности этих материалов, кг /м3.
Пустоты между зерен должны быть заполнены раствором. При равенстве растворной смеси объему межзерновых пустот такую бетонную смесь уложить нельзя, так как зерна не будут склеиваться между собой из-за отсутствия свободного цементного слоя на поверхности зерен. Каждое зерно должно обволакиваться цементом или растворной смесью, однако при этом зерна раздвигаются, то есть увеличивается объем межзерновых пустот. Увеличение объема межзерновых пустот учитывается коэффициентом раздвижки зерен (Kpaзд). Данное положение иллюстрируется выражением (10).
= 
+ 
+ 
(10)
где 
- насыпная плотность щебня;
Vпуст – пустотность крупного заполнителя, определяемая по формуле (11):
V = 
(11)
Коэффициент раздвижки для пластичных смесей определяется по таблице в зависимости от объема цементного теста (по формуле 12 и таблице 7):
V цт = + 
(12)
Таблица 7 - Значения К разд для пластичных бетонных смесей
| Vцт.дм3 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | 325 | 350 | 375 | 400 |
| Кразд | 1,2 | 1,25 | 1,32 | 1,36 | 1,42 | 1,45 | 1,48 | 1,53 | 1,55 |
Решая совместно уравнения (10) и (11) получаем формулу для определения расхода крупного заполнителя:
Щ = 
(13)
Расход мелкого заполнителя (песка) определяем из формулы (14)
П = 
(14)
Найденный состав бетона в виде расхода основных компонентов выражают в виде соотношения (15) основных компонентов к массе цемента.
1: В/Ц: П/Ц: Щ/Ц (15)
Таблица 8. Соотношение классов и марок при сжатии для тяжелого бетона
| Класс | Rb,МПа | Марка | Класс | Rb, МПа | Марка |
| BbЗ,5 | 4,5 | Mb 50 | Bb30 | 39,2 | Mb 400 |
| Bb5 | 6,5 | Mb 75 | Bb35 | 45,7 | Mb 450 |
| Bb7,5 | 9,8 | Mb 100 | Bb40 | 52,4 | Mb 500 |
| Bb10 | 13 | Mb 150 | Bb45 | 58,9 | Mb 600 |
| Bb12,5 | 16,5 | Mb 150 | Bb50 | 65,4 | Mb 700 |
| Bb15 | 19,6 | Mb 200 | Bb55 | 72 | Mb 700 |
| Bb20 | 26,2 | Mb 250 | Bb60 | 78,6 | Mb 800 |
| Bb25 | 32,7 | Mb 300 |
Рекомендуемая литература.
Основная
1. Строительные материалы: Учебник /Под общей ред. В.Г. Мигульского – М.: Изд-во АСВ, 2000. – 536 с., с илл.
2. Рыбьев И. А. Строительное материаловедение: Учебное пособие для строительных ВУЗов. – М.: Высшая школа, 2004 – 701 с.
3. Байер В.Е. Строительные материалы: Учебник. – М.: Архитектура-С, 2004. – 240 с., ил.
Дополнительная
1. Дурнев В.Д., Федюкин В.К. Материаловедение: Учеб.пособие по спец. 060801, 060816 /СПбГИЭУ. – СПб., 1997. – 82 с.
2. Аханов В.С., Ткаченко Г.А. Справочник строителя. 5-е изд., доп.и перераб. – Ростов н/Д.: Феникс, 2004. – 480 с.
3. Елизаров, Ю.Д.; Шепелев, А.Ф. Материаловедение для экономистов/Ю.Д.Елизаров, А.Ф.Шепелев. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002 – 576 с.
4. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М., 1987.
5. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. - М., 1999.
6. Безбородов В.А. и др. Сухие смеси в современном строительстве./Под. ред. В.И. Белана. Новосибирск, 1998.
7. Буглай Б.М., Гончаров Н.А. Технология изделий из древесины. - М.: Стройиздат, 1985.
8. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.,1986.
9. Гончаров А.А., Котова Е.А. Материаловедение для арматурщика-бетонщика. - М., 1994.
10. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов и изделий. -М.: Высшая школа, 1989.
11. Домокеев А.Г. Строительные материалы. - М.: Высшая школа, 1989.
12. Киреева Ю.И., Лазаренко О.В, Строительные материалы и изделия. -Мн: «Дизайн - ПРО», 2001.
13. Комар А.Г. Строительные материалы. - М., 1988.
14. Материаловедение и технология металлов: Учеб.для студентов машиностроит.спец.вузов /Г.П. Фетисов, М.Г.Карпман, В.М.Матюнин и др.; под ред. Г.П.Фетисова. – М.: Высш.шк., 2002. – 638 с.: ил. *
15. Материалы для конструирования защитных покрытий. Учеб.пособие/ С.В.Максимов., П.Г.Комохов, В.Б.Зверев; под редакцией С.В.Максимова: Изд-во АСВ, 2000. – 180 с. *
16. Онищенко А.Г. Отделочные работы в строительстве. - М.: Высшая школа, 1989.
17. Оценка качества строительных материалов: Учебное пособие /К.Н.Попов, М.Б.Каддо, О.В.Кульков – М.: изд-во АСВ, 1999. – 240 с., ил.
18. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. - М., 1989.
19. Салтыков В.А., Федюкин В.К. Основы технологии заготовительного производства: Учеб.пособие. – СПб.: СПбГИЭУ, 2003. – 116 с. *
20. Шубенкин П.Ф., Кухаренко Л. В. Строительные материалы и изделия. Сборник задач. - М.,1998.- 202 с.
