Расчёт состава обычного тяжёлого бетона (стр. 1 из 2)

Оглавление

Введение. 3

Исходные данные. 4

Расчётсостава обычного тяжёлого бетона. 5

Сопоставление с ГОСТом.10

Заключение. 11

Библиографический список. 12

Введение

Термин «искусственный камень» подчеркивает ту мысль, что человек, создавая этот строительный материал, подражал природе. Действительно, в результате выветривания из первичных горных пород образуются зернистые породы, которые впоследствии или в процессе отложения в реках или в морях скреплялись связующим (как, например, известковая вода или кремнекислота) в «бетон». Возникающие таким образом «природные горные породы» геологи обозначают термином «упрочненные осадки». Нам известны такие породы, как брекчии, конгломераты и смешанные конгломераты из осадочных и изверженных пород.

Что же касается принципа изготовления (т. е. скрепления вяжущим рыхлых пород), бетон — очень древний строительный материал. Работы над бетоном материаловедческого и технологического характера не прекращаются. В наше время нет отрасли народного хозяйства, которая могла бы обойтись без бетона.

Широко бетон применяется и в строительстве. Например, для изготовления лестничных маршей применяется железобетон, изготовленный на основе тяжёлого бетона. Тяжелый бетон – это основной вид бетона, используемый при изготовлении железобетонных конструкций. Также тяжелый бетон при своем использовании способствует защите стальной арматуры от коррозии, что имеет важное значение для конструкций, которые работают при плохих климатических условиях.

Исходные данные

Назначение бетона: лестничные марши

Характеристика	Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Значение показателей
Бетона	Прочность (марка)	Rб,	МПа	30
Бетонной смеси	ПодвижностьЖёсткость	ОК Ж	см с	3 –
Цемента	Наименование (вид)Активность (марка)ПлотностьПлотность насыпная	– Rц ρц	МПа г/см3 г/см3	ПЦ 40 3,1 1,3
Песка	ГруппаМодуль крупностиПлотностьПлотность насыпнаяВлажностьВодопотребность	– Мк ρп ωп Вп,	– – г/см3 г/см3 % %	Мелкий 2,0 2,6 1,6 2,0 8,0
Крупного заполнителя	Вид (горная порода)ПлотностьПлотность насыпнаяНаибольшая крупностьВлажность	– ρкз НК ωкз,	– г/см3 г/см3 мм %	Щебень 2,68 1,51 20 3

Расчётсостава обычного тяжёлого бетона

Требуется определить состав обычного тяжёлого бетона марки «300» с подвижностью бетонной смеси по осадке конуса 3 см, предназначенного для изготовления лестничных маршей.

Расчёт и назначение исходного состава производится в следующем порядке.

1. Исходя из основного закона прочности обычного тяжёлого бетона, определяется водоцементное отношение. При этом весьма важным является выбор эмпирического коэффициента А.

В данном примере расчёта материалы являются рядовыми и коэффициент А принимается равным 0,6

В/Ц = АR_ц/(R_б+0,5АR_ц)

В/Ц = 0,6*40/(30+0,5*0,6*40) =0,57

2. Определение расхода воды производится по графикам в зависимости от консистенции бетонной смеси и наибольшей крупности заполнителя с последующей корректировкой.

По графику устанавливаем предельный расход воды при подвижности бетонной смеси, соответствующей ОК = 3 см и наибольшей крупности щебня 20 мм, расход воды равен 178 л/м³. Учитывая характеристики применяемых материалов, производим его корректировку: водопотребность мелкого песка составляет 8%, поэтому расход воды увеличиваем на 5 л, на использование щебня необходимо добавить ещё 10 л. Тогда окончательный расход воды составит

В = 178 + 5 + 10= 193 л/м³

3. Определение расхода цемента

Ц = В : В/Ц = 193 : 0,57 = 339 кг/м³

4. Определение расхода крупного и мелкого заполнителя производится по методу абсолютных объёмов, который предполагает, что сумма абсолютных объёмов компонентов бетонной смеси равна 1000 л (1 м³), то есть смесь находится в состоянии предельного уплотнения. Цементно-песчанный раствор должен заполнить все пустоты между зёрнами крупного заполнителя (в стандартно-рыхлом состоянии) с некоторой раздвижкой их, что необходимо для получения удобоукладываемой бетонной смеси и связывания зёрен заполнителя в единый прочный монолит.

Коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя α для подвижных бетонных смесей определяем по формуле

определяется по следующему графику

Если

= =302 дм³,

то

=1,41, а значит α=1,41+(7-8)*0,03=1,38

При В/Ц = 0,57 и Ц = 339 кг/м³ коэффициент α = 1,38,

Для определения расхода крупного заполнителя (щебня) необходимо рассчитать значение его пустотности

V_пуст = 1 –

/ρ_кз = 1 – 1,51/2,68 = 1 – 0,56 = 0,44.

Расход крупного заполнителя

Кз=1000/( αV_пуст/

+1/ ρ_кз) = 1000/(1,38*0,44/1,51 +1/2,68) = 1290 кг/м³

Расход песка

П = (1000-(Ц : ρ_ц + В + Кз: ρ_кз))* ρ_п = (1000-(339/3,1+213+1290/2,68))*2,6 =562 кг/м³

Исходный расчётный состав проверяют и при необходимости корректируют в пробных лабораторных замесах.

Номинальный (лабораторный) состав, устанавливаемый для сухих материалов, выражают двумя способами:

а) В виде расходов материалов по массе на 1 м³ уложенной и уплотненной бетонной смеси:

цемент 339 кг;

песок 562 кг;

крупный заполнитель 1290 кг;

вода 193 кг.

б) В виде соотношения по массе между цементом, песком и крупным заполнителем (принимая расход цемента за единицу) с обязательным указанием водоцементного отношения

= 1: 1,66 : 3,81 при В/Ц = 0,57

Расчётная средняя плотность уложенной и уплотнённой бетонной смеси подсчитывается суммированием расходов по массе составляющих на 1 м³

ρ_б.см. = Ц + П + Кз + В =339+562+1290+193=2384 кг/м³

Производственный состав определяется с учётом влажности заполнителей, которая может изменяться в зависимости от условий и времени их хранения. При этом количество влажных заполнителей увеличивают настолько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчётному, а количество вводимой в замес воды уменьшалось на величину, равную содержанию воды в заполнителях, то есть В/Ц и средняя плотность бетонной смеси не изменяются:

П₁= П(1+ω_п/100) = 562*(1+2,0/100) = 573 кг/м³;

К_З1 = Кз(1+ω_кз/100) = 1290*(1+3,0/100) = 1329 кг/м³;

В₁ = В – (ω_пП/100 + ω_кзКз /100) =213 – (11+38) = 143 л/м³.

Производственный состав бетона на влажных заполнителях будет следующим:

цемент 339 кг;

песок 573 кг;

крупный заполнитель 1329 кг;

вода 143 кг.

Средняя плотность бетонной смеси 2384 кг/м³. В виде соотношения

1 : 1,69 : 3,92 при В/Ц=0,57.

Так как объём бетоносмесителя чаще всего таков, что выход готовой бетонной смеси не равен 1 м³, то для составления дозировки материалов на один замес необходимо производственный состав бетона пересчитать в соответствии с ёмкостью бетоносмесителя. В новых моделях бетоносмесителей ёмкость их барабана указывается в литрах готового замеса бетонной смеси (V_зам). В старых моделях ёмкость бетоносмесителей указывалась по суммарному объёму загрузки сухих компонентов бетона – заполнителей и цемента.

При использовании новых моделей бетоносмесителей для составления дозировки на замес необходимо количество каждого компонента из производственного состава (на 1000 л) пропорционально пересчитать на объём бетоносмесителя.