Расчет состава бетона. расчет состава бетона. Методическое пособие для студентов специальности 1 70 01 01 Производство строительных изделий и конструкций
 Скачать 268.21 Kb.
|
|
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)  определяется по формуле Значения Асм и Пмпринимаются по [12] в зависимости от проектируемой марки бетона М. Соответствующая масса песка карьерной влажности  составит  кг.4. Общая масса вяжущего Рвяж, расходуемого на 1 м3 бетона: Рвяж=ИФ+Р  кг.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 =  Иакг.6. Расход гидратированного вяжущего  на 1 м3 плотного силикатного бетона определяем по формуле кг,где  .7. Расход  сухого немолотого песка-заполнителя определяем по формуле 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  определяется по формуле  кг.9. Общий расход воды затворения  определяем как л.10. С учетом влаги карьерного песка-заполнителя  необходимая дозировка воды на 1 м3 плотного силикатного бетона составит  л.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  (100 % активности) как  2. Фактический расход извести  получаем из выражения 3. Расход сухого молотого песка на приготовление вяжущего составит  = 117 кг,что соответствует расходу песка карьерной влажности  в количестве = 121 кг.4. Определяем массу вяжущего Рвяж, расходуемого на 1 м3 бетона: Рвяж = Иф+ = 169 + 121=290 кг.5. Расход воды Вг на гидратацию извести определяем как Вг = 0,32 ·127 = 41 кг. Потребность в дополнительной воде  на реакцию гидратации извести после введения влажного песка составит = Вг–  = 41 – (121 – 117) =41 – 4 =37 кг. 6. Расход количества гидратированного вяжущего выполняется по формуле = Рвяж + =Иф+  = 169+121 +37 =327 кг.7. Количество сухого песка-заполнителя Псух найдем по формуле Псух=ρб – ( + Вмех)=1950 – (327+ ) = 1950 – 424 = 1526 кг. 8. Расход песка-заполнителя карьерной влажности определяется из выражения кг.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 = ( + Псух)·В/Т = ( 327 + 1526 )·0,12 = 222 л . 10. С учетом влажности карьерного песка-заполнителя необходимая дозировка воды на 1 м3 бетона составит В = Вобщ – Вкар + =222 – 46 +37 = 213 л.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  после подсушивания (удаления механически связанной влаги).  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  = 0,04·960 = 38,4 кг.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  - масса глинистых примесей в сухом известняке. Подставляя исходные значения = 0,04 · 960, получимmг = 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  в исходной сухой породе, которая составит для нашего примера  = 0,05 · 960 =48 кг.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 породе составит в нашем случае = 0,87 · 960 = 835,2 кг.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 определится из пропорции
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= · (1 – η) =835,2 · 0,03 =25,1 кг. Теперь можно рассчитать валовой выход И извести из 1 т карбонатной породы: И = mк + тм+ т  + mг + мн= 453,7+ 22,8+ 38,4+ 33+ 25,1 =573 кг. 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  т/т извести.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  можно по формуле  кг/кг.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. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
кг.
.