Расчет состава бетона. расчет состава бетона. Методическое пособие для студентов специальности 1 70 01 01 Производство строительных изделий и конструкций
![]()
|
3.2.4. Расчет состава автоклавных изделий из плотного силикатного бетона Исходные данные. Марка бетона M; Средняя плотность бетона ρб, кг/м3; Содержание активных СаО+ MgO в бетонной смеси Асм, %. Активность применяемой извести Аи, %.; Содержание тонкомолотого кварцевого песка Пм, % ; Водотвердое отношение В/ Т; Равновесная влажность бетона Wб , % ; Карьерная влажность песка Wп, %; Порядок расчетов. 1. Теоретический расход Иа извести (100% активности ) для получения заданной активности бетонной смеси Асм, рассчитывается по формуле Иа ![]() 2. Фактический расход Иф извести (реальной активности Аи) определяется по формуле Иф ![]() 3. Расход сухого молотого песка (кремнеземистого компонентаaвтоклавного вяжущего) ![]() ![]() Значения Асм и Пмпринимаются по [12] в зависимости от проектируемой марки бетона М. Соответствующая масса песка карьерной влажности ![]() ![]() 4. Общая масса вяжущего Рвяж, расходуемого на 1 м3 бетона: Рвяж=ИФ+Р ![]() 5. Расход воды на гидратацию извести Вг рассчитывается, исходя из уравнения гашения извести СаО + Н20 = Са(ОН)2 , м.м.40+16=56 м.м.=18 м.м.74 из которого следует, что Вг = ![]() 6. Расход гидратированного вяжущего ![]() ![]() где ![]() 7. Расход ![]() ![]() где Вмех – свободная влага, содержащаяся в бетоне, кг, рассчитывается по формуле ![]() где Wб – остаточная влажность бетона через сутки после автоклавной обработки, %. 8. Расход песка-заполнителя карьерной влажности ![]() ![]() 9. Общий расход воды затворения ![]() ![]() 10. С учетом влаги карьерного песка-заполнителя ![]() ![]() Если в исходных данных проекта не приведены параметры бетонной смеси и состав вяжущего, их можно назначать по [11], исходя из требуемой прочности плотного силикатного бетона по таблице 7. Таблица 7 Соответствие между параметрами бетонной смеси и маркой бетона
Минимальное содержание в бетонной смеси активных СаО + MgO при использовании воздушной извести и свободной СаО в случае применения вяжущих известково-белитового типа составляет соответственно 4 и 2 %. Другими словами, если при подборе состава получается в эксперименте Асм =3,5, необходимо принимать в проекте минимально допускаемое значение Асм = 4 %. Для бетонов, приготовленных по гидратному способу (на пушонке), минимальное содержание суммы оксидов кальция и магния должно быть 5 %, а свободной окиси кальция – 3 %. Результаты расчета необходимо свести в таблицу расхода сырьевых материалов на 1 м3 плотного силикатного бетона. 3.2.5. Пример расчета состава автоклавных изделий из плотного силикатного бетона Исходные данные. Проектируемая марка бетона М = 200; Средняя плотность бетона ρб = 1950 кг/м3; Активность применяемой извести Аи = 75 %; Содержание в бетонной смеси активных СаО + MgO = Асм=6,5 %; Содержание тонкомолотого песка Пм=6 %; Равновесная влажность бетона Wб = 5 % ; Карьерная влажность песка Wп = 3 %; Водотвердое отношение В/Т = 0,12. Порядок расчетов. 1. Рассчитываем теоретический расход извести ![]() ![]() 2. Фактический расход извести ![]() ![]() 3. Расход сухого молотого песка ![]() ![]() что соответствует расходу песка карьерной влажности ![]() ![]() 4. Определяем массу вяжущего Рвяж, расходуемого на 1 м3 бетона: Рвяж = Иф+ ![]() 5. Расход воды Вг на гидратацию извести определяем как Вг = 0,32 ·127 = 41 кг. Потребность в дополнительной воде ![]() ![]() ![]() 6. Расход количества гидратированного вяжущего ![]() ![]() ![]() ![]() 7. Количество сухого песка-заполнителя Псух найдем по формуле Псух=ρб – ( ![]() ![]() 8. Расход песка-заполнителя карьерной влажности ![]() ![]() Масса воды в карьерном песке-заполнителе Вкар составляет величину Вкар = Пвл – Псух= 1572 – 1526 = 46 кг. 9. Общий расход воды затворения Вобщ примет значение Вобщ = Рсух·В/Т = ( ![]() 10. С учетом влажности карьерного песка-заполнителя необходимая дозировка воды на 1 м3 бетона составит В = Вобщ – Вкар + ![]() Результаты расчета сводим в таблицу 8. Таблица 8 Расход сырьевых материалов на 1 м3 плотного силикатного бетона марки 200 средней плотности 1950 кг/м3
3.3. Расчет расхода карбонатной породы для получения строительной извести Исходными даннымидля расчета являются химический или минералогический состав применяемой породы, ее карьерная влажность и степень диссоциации карбонатной породы, достигаемая при конкретных условиях ее обжига, Согласно ОНТП-10-85 в качестве сырья для производства извести должны применяться карбонатные породы классов А и Б с содержанием карбонатов кальция и магния в сумме не менее 92 %. Порядок расчета проследим на следующем примере. Пусть необходимо рассчитать расход известняка для получения 1 т негашеной комовой извести. Карьерная влажность известняка W= 4 %, содержание СаСО3 = 87 %, MgCO3 = 5 %, глинистых примесей 4 %, песчаных примесей 4 %, степень диссоциации сырья при обжиге η =0,97. Вначале решим обратную задачу. Рассчитаем выход извести из единицы массы известняка, например, из 1 т. Порядок расчета следующий. Поскольку химический и минералогический состав пород всегда приводится в расчете на сухое вещество, необходимо начать с определения массы известняка ![]() ![]() В процессе обжига известняка его составные части либо претерпевают химические превращения, либо остаются неизменными. Последнее относится к песчаным примесям, которые в неизменном виде перейдут из известняка в известь. Массу песчаных примесей в извести определим как ![]() Состав глинистых примесей в процессе обжига изменяется, происходит их дегидратация - удаление химически связанной воды. Условно будем считать, что минералогический состав глины представлен каолинитом А12О3·2SiO2·2H2О. Чтобы определить, какая доля массы глинистых примесей потеряется за счет дегидратации, надо подсчитать молярную массу каолинита и молярную массу химически связанной воды в нем, что составит ![]() Тогда массу глинистых примесей mг в извести рассчитаем как mг = ![]() где ![]() Подставляя исходные значения ![]() mг = 0,04· 960 · (1 – 0,14 ) = 33 кг. В процессе обжига вначале произойдет декарбонизация магнезита по уравнению MgCO3 → MgO + CО2, а поскольку температура получения воздушной извести значительно превышает температуру разложении магнезита, декарбонизация его пройдет полностью, и количество оксида магния, перешедшего в известь, можно рассчитать из уравнения реакции его декарбонизации. Предварительно надо определить массу карбоната магния ![]() ![]() Молярная масса магнезита составит 24 + 12 + 48 = 84, а оксида магния 24 + 16 = 40, тогда количество активного оксида магния в извести определится из пропорции
При повышенных температурах (900 – 1000 ºС) протекает декарбонизация карбоната кальция – основного компонента карбонатного сырья. Исходное его количество ![]() ![]() В процессе обжига произойдет его декарбонизация по уравнению CaCO3 → СаО + СО2↑ . Молярная масса карбоната кальция составляет 40 + 12 + 48 = 100, а оксида магния 40 + 16 = 56, тогда количество оксида кальция mк, выделившегося при разложении ![]()
Поскольку степень диссоциации карбоната кальция для нашего примера составляет 0,97, масса активного СаО в извести составит mк = 467,7· 0,97 =453,7 кг. Неразложившаяся часть карбоната кальция перейдет в известь в виде недожога, масса которого тн может быть рассчитана как тн= ![]() Теперь можно рассчитать валовой выход И извести из 1 т карбонатной породы: И = mк + тм+ т ![]() Активность полученной извести рассчитывается как процентное содержание в ней оксидов кальция и магния ![]() т.е. полученная известь по активности может быть отнесена ко второму сорту. Зная выход извести изтонны сырья, определим расход известнякаРи для получения 1 т извести как ![]() Полученную в расчете величину Ри следует увеличить с учетом пылеуноса, который составляет в % от общего количества загружаемого в печь известняка для шахтных печей : 0,5–1 %; для вращающихся печей со слоевыми подогревателями сырья: 4-6%; для длинных вращающихся печей : 8–10 %. Удельный расход карбонатного сырья с учетом пылеуноса должен находиться в пределах, соответствующих требованиям ОНТП-10-85, приведенным в табл. 9. Таблица 9 Допустимые нормы расхода карбонатного сырья
Удельный расход условного топлива q0 на получение извести с активностью Аи = 80 % принимается по ОНТП-10-85 и составляет в зависимости от вида печей значения, приведенные в табл. 10. Таблица 10 Нормы расхода условного топлива на получение извести с Аи = 80
Рассчитать удельный фактический расход топлива qф на производство извести фактической активности ![]() ![]() Для расчета потребности предприятия в сырье в час, смену, сутки, год по ОНТП принимается режим его работы как непрерывный круглогодовой с числом рабочих дней в году 365. Режим работы сырьевых отделений, отделений дробления и помола извести допускается устанавливать 260 или 305 дней в году при наличии промежуточных емкостей, обеспечивающих необходимый запас материалов (не менее 10-часового). Годовой фонд чистого рабочего времени рассчитывается по формуле То = 8760 · Kи·Kг, где Kи – коэффициент использования, равный 0,92 независимо от типа печей (учитывает время простоев в ремонте); K г – коэффициент готовности, учитывающий устранение случайных отказов работы оборудования, принимается равным 0,98. |