Загальні властивостi будiвельних матеріалів (стр. 9 из 12)

.

Середня густина бетонної суміші

.

Витрати піску і щебеню за масою m_п і m_щ знайдені як похідні відповідних їх витрат за об’ємом на значення насипних густин (m_п=45·1,5=67,5 т, m_щ=78·1,45=113,1 т), а витрата води m_в – як похідну витрати цементу на В/Ц (m_в=32·0,7=22,4 т).

Для того, щоб знайти середню густину бетону r_об при випаровуванні всієї надлишкової води, треба врахувати її при визначенні маси бетону, а замість всієї витрати води тільки кількість хімічно зв’язаної води m_х.в=32·0,2=6,4 т;

.

Дійсну густину бетону знаходять за формулою

.

Абсолютні об’єми компонентів бетонної суміші:

v_а.ц=32:3,1=10,32 м³;

v_а.п+v_а.щ=(67,5+113,1):2,65=67,1 м³;

v_х.в=6,4:1=6,4 м³.

Пористість бетону

.

Пористість бетону орієнтовно можна визначити і за іншою формулою:

,

де w_х – кількість хімічно зв’язаної води в частках від маси цементу; В і Ц – витрата води і цементу на 1 м³ бетонної суміші;

В=m_в/v_б.см=22400/100=224 кг/м³;

Ц=m_ц/v_б.см=32000/100=320 кг/м³;

.

73.Бетон на матеріалах рядової якості при В/Ц=0,5 через n=14 діб твердіння показав міцність на стиск Rб=25 МПа. Визначити орієнтовно активність цементу.

Для орієнтовного визначення активності цементу можна скористатися формулою Боломея–Скрамтаєва:

R_б=А·R_ц·(Ц/В–0,5),

де А – коефіцієнт якості вихідних матеріалів (приймаємо 0,6); R_б – міцність бетону в 28–добовому віці; Ц/В – цементно–водне відношення (Ц/В=1:0,5=2).

Орієнтовну міцність бетону у 28–добовому віці знаходимо за формулою Б.Г.Скрамтаєва:

.

Визначаємо орієнтовно активність цементу: 32=0,6·R_ц·(2–0,5), звідки R_ц=32/(0,6·1,5)=35 МПа.

74.Бетон М300 з ОК=9–12 см на цементі М400 після тепловологісної обробки виробів повинен мати межу міцності при стиску 70% марочної. Досягнення необхідної міцності бетону після теплової обробки потребувало завищення марки бетону до М400.Для економії цементу було прийняте рішення ввести комплексну хімічну добавку, яка містить пластифікатор і прискорювач твердіння. Яка може бути досягнута економія цементу, якщо пластифікуюча добавка дозволяє на 8% зменшити витрату води для досягнення потрібної рухливості бетонної суміші без зниження міцності бетону, а прискорювач твердіння дозволяє забезпечити 70%–у міцність бетону М350 після тепловологісної обробки? Найбільша крупність піску і щебеню 40 мм.

Знайдемо спочатку економію цементу за рахунок прискорювача твердіння при переході бетону із М400 у М350.

Із формули R_б=АR_ц(Ц/В–0,5) випливає Ц/В=(R_б+0,5R_ц)/(А·R_ц).

Витрата цементу Ц=(Ц/В)·В.

За рис. 4.2. можна зробити висновок, що необхідна витрата води повинна бути 195 кг.

Для бетону М400 розрахункові значення Ц/В і Ц відповідно складають:

.

При зміні марочної міцності бетону

DЦ/В=DR_б/(А·R_ц,)

де DЦ/В – різниця цементно–водних відношень, необхідних для відповідних марок бетону; DR_б – різниця меж міцності бетону при стиску для порівнюваних марок.

При переході бетону від М400 до М350

DЦ/В=(40–35)/(0,6·40)=0,21.

Економія цементу при введенні прискорювача твердіння DЦ₁=(DЦ/В)·В=0,21·195=41 кг, що складає 10% витрати цементу, необхідного для отримання бетону М400.

Додаткову економію цементу за рахунок введення пластифікуючої добавки можна знайти за формулою

DЦ₂=(Ц/В)·DВ,

де DВ – зменшення водовмісту бетонної суміші.

Для бетону М350 Ц/В, вирахуване за приведеною вище формулою, складає 1,96; DВ=195·0,08=13,65 кг; DЦ₂=1,96·13,6»27 кг.

Загальна економія цементу за рахунок комплексної пластифікатора і прискорювача твердіння DЦ=DЦ₁+DЦ₂=41+27=68 кг.

Вона складає приблизно 17% від витрати цементу до введення добавки.

75.Встановити склад змішаного розчину М50 для кладки стін будівель із порожнистої цегли. Рухливість розчину повинна складати 7 см. В’яжуче – портландцемент активністю30 МПа і насипною густиною r_оц=1200 кг/м³. Неорганічна добавка – вапняне тісто із середньою густиною r_ов=1400 кг/м³, пісок – дрібний кварцовий з насипною густиною r_о.п=1350 кг/м³ і вологістю 6%.

Визначаємо витрати матеріалів на 1 м³ піску.

За табл. 4.3 витрата цементу складає Ц=185 кг, а його об’єм v_ц=185:1,2=154 л.

Витрата вапняного тіста v_Вп=170(1–0,002·Ц)=170·0,630=107 л, а його маса Вп=107·1,4»150 кг.

Складаємо пропорцію об’ємних частин розчину:

.

Витрата води В=0,50·(Ц+Вп)=0,50·(185+150)=167 кг.

Отриманий розрахунковий склад повинен бути відкоригований на пробних замісах.

76. Визначити коефіцієнт виходу і витрату матеріалів на 1 м³ вапняного розчину складом вапно:пісок 1:3 (за об’ємом) при об’ємі порожнин в піску П=40%.

Коефіцієнт виходу b=v_р/(v_Вп+v_п).

Об’єм розчину, отримуваного з 1 м³ вапняного тіста і 3 м³ піску, v_р=1+3·(1–П/100)=1+3·(1–0,4)=2,8 м³.

Коефіцієнт виходу b=2,8/(1+3)=0,7.

Витрата вапна на 1 м³ розчину

.

Витрата піску v_п=0,36·3=1,08 м³.

Таблиця 4.3

Марка розчину	Рекомендована марка в’яжучого	Rв·mв	Витрата в'яжучого на 1 м3
			піску	розчину
200150100755025	500400500400300500400300500400300200400300200200	1801401028156	360450280350470205255340160200270405140185280155	410490330400510245300285195240310445175225325190

Примітка: R_б – активність в’яжучого, m_в – маса в’яжучого. Наведені витрати в’яжучих належать до цементно–вапняних та цементно–глиняних розчинів і піску у рихло–сипучому стані при вологості 3–7%.

5. Штучні без випалювальні кам’яні матеріали

77. Визначити необхідну витрату вапна, води для гашення і піску для отримання n=1000 шт. силікатної цегли густиною r_с.ц=1800 кг/м³ при вологості w_ц=6%. Активність вапна А=85%, вологість піску w_п=6%. Активність вапняно–піщаної маси (вміст СаО) А_м=8% за масою. Прийняти, що при гасінні вапна добавка води В_ф=120 % розрахункової.

Маса 1000 шт. силікатної цегли із вологістю 6% складає m_к=b·h·l·n·r_о.к=0,12·0,065·0,25·1000·1800=3510 кг, де b=0,12, l=0.25 і h=0,065 – розмір цегли, м.

Маса 1000 шт. сухої цегли

.

Вміст СаО m_СаО=m_ц.с·А_м/100=3300·0,08=264 кг.

При активності 85% вміст негашеного вапна у масі

.

Розрахункова витрата води на гасіння вапна можна знайти з реакції

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

56 18 74

56 — 18

264 — В_р

В_р=264·18/56=84,8 кг.

Витрата води В_ф=(В_р·120)/100==(84,8·120)/100=102 кг.

Витрата сухого піску П_с=m_ц.с–m_Вп–В_ф=3300–310–102=2888 кг.

Витрата вологого піску П_w=П_с+П_с·w_п/100=2888+2888·0,06= =3061 кг.

78. Порівняти теплопровідність звичайної керамічної цегли масою 3,41 кг, одинарної і потовщеної цегли масою відповідно 3,7 кг і 4,3 кг, а також пустотілого силікатного каменю масою 5,96 кг. Розміри звичайної керамічної і одинарної силікатної цегли 0,25х0,12х0,065 м, потовщеної силікатної цегли – 0,25х0,12х0,088м і пустотілого силікатного каменю – 0,25х0,12х0,138 м.

Знаходимо середню густину звичайної керамічної цегли:

r_з.к.ц=3, 41/(0,25·0,12·0,065)=1748 кг/м³; одинарної силікатної цегли: r_о.с.ц=3,7/(0,25·0,12·0,065)=1897 кг/м³; потовщеної силікатної цегли r_п.с.ц=4,3/(0,25·0,12·0,088)=1628 кг/м³; пустотілого силікатного каменю r_п.с.ц=5,96/(0,25·0,12·0,138)=1440 кг/м³.

Орієнтовно можна підрахувати, що теплопровідність кам’яних матеріалів пропорційна їх середній густині. Тоді, умовно прийнявши теплопровідність звичайної керамічної цегли за 1, значення теплопровідності порівнюваних силікатних виробів будуть відповідно 1,08, 0,93 і 0,82.

79. В каналізаційний колектор, помилково збудований із силікатної цегли, попадають промислові стічні води, які містять соляну кислоту у кількості с=13 г на 1 м³ води. Розрахувати, яка кількість вапна буде розчинена із цегляних стін колектора за місяць його експлуатації, якщо за добу через нього проходить v=100 м³ стічних кислих вод, а у реакцію вступає m=40% кислоти. Через колектор в місяць проходить стічних вод

V=30·v=30·100=3000 м³.

В реакцію вступає кислота:

.

Руйнування цегли проходить в результаті реакції вапна із кислотою:

Са(ОН) + 2НСl = CaCl₂ + H₂O

Складаємо пропорцію:

73 кг НСl – 74 кг Са(ОН)₂

15,6 кг НСl – x кг. Са(ОН)₂

x=15.6·74/73=15,7 кг.

80. Підібрати склад газосилікату при міцності R_r=5 МПа середньою густиною в сухому сані r_o.г=600 кг/м³. Газоутворювач – алюмінієва пудра ПАК–3. Активність вапна А_Вп=70%. В’яжуче змішане – вапно : пісок (1:1).