Расчет состава бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

"Расчет состава бетона"



Исходные данные для расчета

Харакиеристика бетона	Хар-ка цемента	Хар-ка песка	Хар-какрупного заполнителя	Качество заполнителя
Вид конструкции	Условия служб	Способ укладки	Mб	Pабс	Pнасып.	Pабс.	Pнасып.	Wn	Bn		Pабс.	Pнасып.	W
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Плиты аэродромные	Мрз не более 200ц	На виброплощадке	400	3,3	1	2,78	1,55	3	8	Щ	3,2	1,50	1	Высококачественные

Объем задания

1. Рассчитать методом абсолютных объемов номинальный и производственный состав тяжелого бетона;

2. Определить коэффициент выхода бетона;

3. Рассчитать расход материалов на один замес бетономешалки емкостью, указанной в задании;

4. Рассчитать прочность бетона в возрасте, указанном в задании;

5. Исходя из условий службы бетона указать какой вид цемента предпочтительнее для приготовления данной бетонной смеси. Дать подробное обоснование;

6. Рассчитать коэффициенты плотности и прочности бетона, если на химическое взаимодействие с цементом расходуется 15-20% воды от массы цемента;

7. Указать какова будет прочность при использовании пропаривания, как способа ускорения твердения;

8. Исходя из характеристик тела, рассчитать модуль крупности песка;

9. Решить задачу по теме "Бетоны".



1. Выбор марки цемента

Для проектирования состава бетона необходимо знать:

? марку бетона и срок, к которому она должна быть достигнута;

? вид и назначение (условия эксплуатации) конструкции, условия уплотнения бетона;

? удобоукладываемость бетонной смеси, выраженную осадкой стандартного конуса в сантиметрах или показателем

жёсткости в секундах;

? зерновой состав заполнителей;

? истинную и насыпную плотность цемента и заполнителей в сухом состоянии, насыпную плотность заполнителей в естественном состоянии, а также влажность заполнителей.

Проектирование состава бетона начинают с оценки характеристик материалов, используемых для изготовления бетона.

Таблица №1.1. Рекомендуемые марки цемента для бетонов разных классов

Марка бетона	М150	М200	М250	М300	М350	М400	М500	М600
Марка цемента	300	300..400	300..400	400..500	400..500	500..600	500..600	600
Класс бетона	В10	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45

Исходя из таблицы 1.1, для М_б=400 соответствует М_ц=500-600



2. Ориентировочная оценка Ц/В с целью выбора знака в формуле основного закона прочности (см. рис. №1)

Рис.1. График зависимости марки бетона от водоцементного отношения для цементов разных марок (цифры над кривыми обозначают марку цемента).

Исходя из графика (рис.№1), В/Ц=0.53

3. Точный расчет Ц/В по формуле

Уравнение Боломея-Скрамтаева:

Rб = ARц (Ц/В ? 0,5) , при В/Ц ? 0,4, Ц/В ? 2,5;

Rб = А1Rц(Ц/В + 0,5), при В/Ц < 0,4, Ц/В > 2,5

где Rб - заданная марка бетона в возрасте 28 сут; Rц - активность (марка) цемента или смешанного вяжущего; А-коэффициент, учитывающий качество заполнителей



Таблица №1.2. Значение заполнителей бетона.

Характеристика заполнителей бетона	А
Высококачественные Рядовые Пониженного качества	0.65 0.60 0.55

Примечание:

Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности и портландцемент высокой активности; заполнитель чистый, промытый, фракционированные, с оптимальным зерновым составом смеси фракций.

Рядовые материалы: заполнители среднего качества, в том числе гравий, отвечающие требованиям стандарта, портландцемент средней активности и высокомарочный шлакопортландцемент.

Материалы пониженного качества: крупный заполнитель низкой активности и мелкие пески, цементы низкой активности.

Из начальных условий нам известно, что дается высококачественный бетон, для которого коэффициенты А равен 0.65 (см.таб.№1.2);

Т.кВ/Ц>0.4 (рис.№1), имеем Rб = AR_ц (Ц/В ? 0,5);

Рассчитая, Ц/В с помощью уравнения Боломея-Скрамтаева, получаем:400=0,65*500(Ц/В-0,5)

Ц/В=1,73

4. Расчет расхода воды

Расход воды определяют в зависимости от требуемой удобоукладываемости смеси и крупности заполнителя.

Подвижность - способность бетона перемещаться под действием собственного веса.

Согласно таблицам СНИП(см.таб.№1.3) и исходным данным (ОК=1-2 см.,D_наиб=13-20 сек.₎, в зависимости от вида конструкции, определим расход воды (В_п) 1 м³ бетона , при наибольшей крупности. В_п=150 кг.

Таблица №1.3. Расход воды на 1 м³.

5. Корректировка расхода воды по водопотребности песка

Если В_п>7% ,то на каждый процент +5 л., а если В_п<7% , - 5 л.

Исходя из исходных данных В_п=8%, следовательно, В_п(отк.)=155 кг.

6. Расчет расхода цемента

Ц=(Ц/В_п)В_п(отк.)

Ц=268.15 кг/м³

Таблица №1.4. Значение минимально допустимого расхода цемента



Исходя из приведенных данных в таблице, за расход цемента берется значение приближенное к полученному, т.е Ц=240 кг/дм³.

7. Расчет расхода заполнителя

Расчёт расхода заполнителей определяют, опираясь на следующие предположения:

а) объём плотно уложенного бетона, принимаемый в расчёте равным 1 м3 или 1000 дм3, без учёта воздушных пустот слагается из объёма зёрен мелкого и крупного заполнителей и объёма цементного теста, заполняющего пустоты между зёрнами заполнителей. Это положение выражается уравнением абсолютных объёмов

Ц/с_ц + В/ с_в + П/ с_п + К/ с_к = 1000;

б) пустоты между зёрнами крупного заполнителя должны быть заполнены цементно-песчаным раствором с некоторой раздвижкой зёрен.

Ц/с_ц + В/ с_в + П/ с_п= КК_р.з.П_пуст.к/ с_нас.к

где Ц, В, П, К - расходы цемента, воды, песка и крупного заполнителя (кг);

с_ц , с_в , с_п , с_к - плотность этих материалов (кг/м³); с_нас.к - насыпная плотность крупного заполнителя, (кг/м³); П_пуст.к - пустотность крупного заполнителя в насыпном состоянии в долях единицы объёма, вычисляемая по формуле:

П_пуст.к =1-с_нас.к/с_к,



К_р.з.- безразмерный коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя цементно-песчаным раствором

Расход крупного заполнителя вычисляется по формуле:

К=

V_{ц.теста}= Ц/с_ц + В/с_в V_{ц.теста}=227.72 кг/ м³

П_пуст=1-с_нас/с П_пуст=0.44

К_р.з. найдем из графика (см.рис.№2)

К_р.з^.=1.25

Щ=1000/((К_рз*П_пуст/с_нас.щ)+1/с_щ)

Щ=1487 кг

П=[1000-((Ц/с_ц)+(Щ/с_щ)+В_в)]*с_п=915

П=855 кг

Рис.№2. Значения Крз? для пластичных бетонных смесей.

8. Номинальный (лабораторный) состав бетона по массе и по объёму

Состав бетона удобно представить в относительных единицах по массе или объёму. За единицу при этом принимают массу (объём) цемента, выражая количество других компонентов по отношению к цементу.



Расходные материалы:

Ц=240 кг. П=855 кг

Щ=1487кг. В_п(отк.)=155 кг

?М=2737 кг

Состав бетона по массе:

где Ц, В, П, К - расходы цемента, воды, песка и крупного заполнителя в кг на 1 м³ бетона.

В/Ц=0.64

Состав бетона по объему:

где - расходы цемента, воды, песка и крупного заполнителя в кг/м³ бетона.

, ,

м³

м³

м³

В/V_ц=0.64



9. Рабочий состав бетона по массе и по объёму

Расчёт состава бетона производят исходя из условия, что заполнители находятся в сухом состоянии. Полученный состав бетона называют лабораторным. В действительности песок и крупный заполнитель всегда содержат некоторое количество воды, что необходимо учитывать при назначении рабочего состава бетона. В этом случае определяют влажность заполнителей и учитывают содержащуюся в них воду при дозировке компонентов (масса заполнителей будет несколько больше, чем в лабораторном составе, а воды настолько же меньше).

Ц=Ц_р

П_р=

Щ_р=

В_р= В_п(отк.) - -

где W_п - влажность песка;

W_щ - влажность щебня,

- количество воды содерж. в песке,

- количество воды содерж. в щебне.

Ц_р=240 кг

П_р=880.65 кг

Щ_р=1501.87 кг

В_р=114.48 кг

?М=2737 кг

Состав бетона по массе:



В_р/Ц_р=0.47

Состав бетона по объему:

V_р.п.=

V_р.щ.=

V_р.ц.=

с_нас.п.р= с_нас.п+

с_нас.щ.р= с_нас.щ+

с_нас.п.р=1.59 кг/ м³

с_нас.щ.р=1.54 кг/ м³

V_р.п=553.86 м³

V_р.щ=975.24 м³

V_р.ц=240 м³

В_р/V_р.ц.=0.47

10. Расчет коэффициента выхода бетона

в=0.6…0.7

в=

в=0.601



11. Рассчитать расход материала на объем бетономешалки (один замес)

V_б=2500 л.

Ц_Vб.м= кг

П_Vб.м= кг

Щ_Vб.м=

В_Vб.м= кг

V_б - объем бетономешалки, Ц_Vб.м, П_Vб.м, Щ_Vб.м - расход цемента, воды, песка и крупного заполнителя на замес бетономешалки вместимостью V_б (кг).

12. Рассчитать ожидаемую прочность в возрасте 12-65 суток

R_n=R₂₈lg(n)/lg(28)

В 12 суток ожидаемая прочность будет составлять:

R₁₂=R₂₈lg(12)/lg(28)=299.77МПа;

В 65 суток ожидаемая прочность будет составлять:

R₆₅=R₂₈lg(65)/lg(28)=503.58МПа

13. Дорожный портландцемент

Наиболее подходящим цементом для наших условий является дорожный портландцемент.

Дорожный портландцемент предназначается для бетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов. Требования, предъявляемые к этому цементу, вытекают из требований к бетонным дорогам и условий производства дорожных работ. Дорожный цемент должен обладать высокой прочностью и морозостойкостью, истираемостью и ударной вязкостью. Удовлетворение этих требований достигается применением для бетонных дорог портландцемента повышенной прочности (марки не ниже 400) с относительно невысоким содержанием трехкальциевого алюмината (3CaO·Al2O3(C3A)) (не более 10%) наименее морозостойкого минерала клинкера. Повышение предела прочности при изгибе цемента наблюдается с увеличением содержания C3S и С4AF.Сопротивление истиранию заметно повышается с увеличением трехкальциевого силиката и уменьшением двухкальциевого силиката. Последнее способствует также снижению усадочным деформациям. Понижают морозостойкость цемента активные минеральные добавки, поэтому применение последних в дорожном портландцементе не допускается, за исключением доменных, гранулированных шлаков в количестве не более 15% от массы цемента. При строительстве дорог возникает необходимость транспортировать бетонные смеси на значительное расстояние. При этом причинам начало схватывания дорожного портландцемента должно наступать не ранее 2 ч (обыкновенного портландцемента не ранее 45 мин.). В остальном свойства дорожного портландцемента аналогичны свойствам обыкновенного цемента.

14. Расчет плотности и пористость бетона

с_сух.=Ц+П+Щ+В_{х.р.сух.}(16-20%)

с_сух.=2582.16 кг/м³

П_пор=*100

П_пор=15.48%



15. Задача по теме "Бетоны"

Поднимет ли кран грузоподъемностью 10 т. бадью, полностью наполненную бетонной смесью, если масса пустой бадьи 1 т. и внутренние габариты 2.5x2.5x1 м. , а бетонная смесь имеет состав по массе 1:2:4 при В/Ц=0.55.

бетон замес песок пропаривание

Дано: mбад=1000 кг a=2.5 м b=2.5 м h=1 м P(m)=1:2:4 В/Ц=0.55 снас.п=1.55 кг/м3 снас.ц=1 кг/м3 снас.щ=1.5 кг/м3 снас.в=1 кг/м3

Решение:

P(m)=

Ц/Ц=1

V_б=6.25 м³

П/Ц=2

m=Vс

Щ/Ц=4

Ц=Ц

П=2Ц

Щ=4Ц

В=0.55Ц

V_п.=, V_щ.=, V_ц.=, V_в.=

V_п=1.29Ц, V_ц=Ц, V_щ=2.6Ц

V_бет= V_п+ V_щ+ V_ц+ V_в

V_бет=5.44Ц

m_бет=7.55Ц

m_бет.= V_бет. с_бет

с_бет= m_бет./ V_бет.

с_бет=1.38 кг/м³ *10³

m_бет= с_бет V_бет.

m_бет=8.625*10³ кг

Исходя из расчетов m_бет=8.625*10³ кг и начальных условий m_бад=1 т., грузоподъемность крана 10 т, делаем вывод, что масса груза, которого нужно поднять крану, составляет 9625 кг, что меньше 10000 кг. Следовательно, кран поднимет бадью с бетонной смесью.

Размещено на Allbest.ru