Контрольная работа по материаловедению. Контрольная работа по материаловедению
 Скачать 20.79 Kb.
|
|
Контрольная работа по материаловедению. Цель работы: Проектирование состава тяжелого бетона. Состав бетона - это рациональное соотношение между его компонентами, обеспечивающее получение бетона с требуемыми показателями качества при минимуме материальных и энергетических затрат. Исходные данные для определения состава обычно содержатся в техническом проекте строительства и включают, по меньшей мере, два требования: получить бетон необходимой прочности, а бетонную смесь – заданной удобоукладываемости. Ход работы: Этап 1. Определяем номера заданий из таблицы 2 (последние цифры зачетной книжки -16). Предпоследняя цифра 1, а последняя 6, что соответствует набору цифр 2147. Исходные данные, соответствующие данному набору цифр, определяем из таблицы 1: Таблица 1. Исходные данные для расчета
Этап 2. Определяем удобоукладываемость бетонной смеси. В качестве характеристики удобоукладываемости используем: - для подвижных смесей «осадка конуса» - разность высот (см) металлической формы конуса и осевшей бетонной смеси согласно таблицы 4.1. выбор удобоукладываемости определяется видом конструкций и условиями проведения бетонных работ согласно таблицы 4.2. Таблица 4.1 Классификация бетонных смесей
Таблица 4.2 Удобоукладываемость бетонной смеси
Этап 3. Определяем расход воды В, необходимый для получения бетонной смеси с заданной удобоукладываемости согласно таблицы 4.3. Таблица 4.3 Расход воды на 1м3 бетонной смеси для тяжелого бетона
Этап 4. Для получения удобоукладываемой бетонной смеси отношение воды к цементу обычно принимают В/Ц = 0,4…0,7, в то время как для химического взаимодействия цемента с водой требуется не более 20% воды от массы цемента. Избыточная вода, не вступившая в химическое взаимодействие с цементом, испаряется из бетона, образуя в нём поры, что ведёт к снижению плотности и соответственно прочности бетона. Определим оптимальное значение цементно-водного отношения (Ц/В) с помощью уточнённой и расширенной формулы, которая представлена отечественными учёными: И.Г.Малюгой, Н.М.Беляевым, Б.Г.Скрамтаевым. - для бетонов с Ц/В меньше или равно 2,5 Ц/В = (Rб / АRц) + 0,5 - для бетонов с Ц/В больше 2,5 Ц/В = (Rб / А1Rц) - 0,5 Где: Ц/В-цементно-водное отношение – отношение массы цемента к массе воды в единице объёма бетонной смеси за вычетом воды, поглощаемой заполнителями; Rб – предел прочности бетона при сжатии в возрасте 28 сут. нормального твердения, Па; Rц – активность (марка) цемента, Па (по таблице 4.4) А, А1 - безразмерные коэффициенты, зависящие от свойств и качества применяемых материалов (таблица 4.5) Таблица 4.4 Рекомендуемая марка цемента в зависимости от проектируемой марки бетона
Таблица 4.5. Значения коэффициентов А и А1
Подставляем данные: Ц/В = (Rб / АRц) + 0,5 Ц/В = (50/(0,6×60) + 0,5 ≈ 1,9 Этап 5. Определим расход цемента Ц с учётом уже известных значений: Ц = В × (Ц/В) Ц = 170×1,9 = 323кг что соответствует нормам минимального расхода цемента в бетонных конструкциях (не менее 200 кг/м3). Этап 6. Определим расход крупного заполнителя исходя из положения: - объём плотно уложенного бетона, принимаемый в расчёте 1м3 или 1000 л, слагается из объёма цементного теста, заполняющего пустоты между зернами заполнителя и объёма крупного заполнителя. Это положение выражается уравнением абсолютных объёмов: К =  где: ρтк = 1600 кг/м3 – насыпная плотность крупного заполнителя; ρк = 1690 кг/м3 – истинная плотность крупного заполнителя; ак – пустотность крупного заполнителя; ак = 1 - ρтк/ ρк ак = 1- 1600/1690 = 1-0,95 = 0,05 кр – коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя цементным раствором, характеризующий превышение объёма раствора над объёмом пустот заполнителя (таблица 4.6)
К =  =  =  = 1579,8 кгЭтап 7. Определив расход компонентов Ц, В, К на 1м3 бетонной смеси, вычислим её расчётную плотность (кг/м3) по формуле: ρтб.см = Ц+В+К Известно, что в химическое взаимодействие с цементом вступает всего около 16% воды. Избыточная вода со временем испаряется и образует в цементном камне поры, что снижает плотность и прочность бетона. С учётом этого реальная средняя плотность бетона составит (кг/м3): ρтб.см = Ц+0,16В+К ρтб.см = 323+0,16×170+1579,8 = 1930 кг/м3 Полученный результат соответствует классификации средней плотности бетона (1800…2500 кг/м3). Этап 8. Экономическую эффективность бетонной смеси оценивают коэффициентом выхода бетона β – делением бетонной смеси (1м3) в уплотнённом состоянии на сумму объёмов сухих составляющих, затраченных на её приготовление: β =  =  где: Vц и Vк – объём сухих составляющих, затраченных на приготовление 1 м3 бетонной смеси; ρтк =1600 кг/м3, ρтц = 1300 кг/м3 - насыпная плотность сухих материалов. β =  =  =  ≈0,81Данный результат соответствует нормам коэффициента выхода для крупнозернистого бетона (при наибольшей крупности заполнителя диаметром более 10 мм), он должен быть не менее β = 0,67…0,70. Этап 9 Производственный (полевой) состав бетона по массе вычисляют делением расхода каждого компонента бетонной смеси на расход цемента: Ц/Ц: К/Ц = 323/323: 1579,8/323=1: 4,9 Ц/Ц: К/Ц =1: 4,9 при В/Ц= 170/323 = 0,53 По объёму: (Vц / Vц): (Vк / Vц) = 1:  = 1: (1579,8 / 1600) / (323/1300) = 1:(0,987/0,248) = 1:4При Vв/Vц = (В/ρв) / (  = (170/1000) /(323/1300) = 0,17/0,248 = 0,69(Vц / Vц): (Vк / Vц) = 1:3,8 при Vв/Vц = 0,69 |