Учебное пособие по СМ.07. Учебное пособие по СМ. Учебное пособие для выполнения исследовательских лабораторных работ Издание шестое, Переработанное и дополненное Челябинск
 Скачать 6.27 Mb.
|
|
9 В чем отличие дробленых заполнителей от природных? 1 В форме и размерах зерен. 2 В поверхности зерен 3 В пористости. 4 В водопоглощении. 10 На какие фракции подразделяют крупный заполнитель? 1 5-15, 15-30, 30-50, 50-70. 2 5-10, 10-20, 20-40, 40-70. 3 5-20, 15-30, 40-50, 50-70. 4 10-15, 15-25, 30-40, 40-60. 11 Какая форма зерен щебня предпочтительней для качественного заполнителя? 1 Пластинчатая форма. 2 Близкая к кубической форме. 3 Игловатая форма. 4 Близкая к форме параллелепипеда. Лабораторная работа № 11 РАСЧЕТ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА Общие сведения Расчет состава тяжелого бетона производится для получения необходимых свойств бетона в конструкциях, установленных государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимальном расходе цемента. От правильного назначения состава бетона зависят его свойства, долговечность и экономическая эффективность. Для правильного назначения количества компонентов бетона на единицу его объёма (обычно на 1 м3) студенты четко должны представлять факторы, влияющие на качество и свойства бетона, понимать основные принципы метода расчета. Для расчёта состава тяжелого бетона используется метод абсолютных объёмов, который базируется на следующих принципах: − прочность бетона зависит от активности вяжущего, качества применяемых материалов, цементно-водного отношения (Ц/В) и средней плотности; − так как для тяжелого бетона применяются плотные заполнители, то средняя плотность бетона зависит от степени уплотнения бетонной смеси, количества воды затворения и соотношения компонентов; − в бетонной смеси оптимального состава компоненты находятся в «абсолютно плотном состоянии». Пустоты крупного заполнителя заполняются мелким заполнителем, а пустоты мелкого заполнителя заполняются цементным тестом. Если такая бетонная смесь хорошо уплотнена, то и бетон из неё будет достаточно плотным, прочным и долговечным; − существенное влияние на качество бетона оказывает цементно-водное отношение (Ц/В), которое характеризует плотность цементного камня. Чем больше воды приходится на единицу массы цемента в бетоне, тем больше останется при определённых условиях твердения несвязанной химически и адсорбционной воды, что будет повышать пористость цементного камня, снижать его плотность, прочность и долговечность. Цель работы Изучить и овладеть порядком расчёта состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов. Порядок выполнения работы На лабораторном занятии студенты изучают теоретические предпосылки и этапы расчёта состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов. Затем каждый студент выполняет самостоятельно один из вариантов задания на расчёт состава тяжёлого бетона, приведённых в таблице 47. Пример расчёта состава бетона Требуется подобрать состав тяжелого бетона М 300 (В 22,5), предназначенного для изготовления железобетонных забивных свай при коэффициенте вариации прочности бетона V п = 10 %, обеспечивающий получение после тепловлажностной обработки ТВО отпускной прочности R о. Бетон изготовляется из бетонной смеси с маркой по удобоукладываемости П 2 (осадка конуса 4…6 см) и маркой бетона по морозостойкости F 200. Проектное задание на расчет состава бетона с необходимыми характеристиками исходных материалов приведено в таблице 31. Таблица 31 − Задание на расчет состава тяжёлого бетона
В качестве вяжущих веществ для приготовления тяжелого бетона следует применять портландцемент и его разновидности, отвечающие требованиям ГОСТ 10178, а также сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ 22266 и цементы по действующим техническим условиям. Марку цемента следует выбирать в зависимости от проектной марки (класса) бетона по прочности при сжатии (таблица 31). Для бетонов, подвергаемых ТВО, следует применять цементы I или II групп эффективности при пропаривании по ГОСТ 22236 (таблица 32), применение цементов III группы одинаковых видов и марок нецелесообразно, так как вызывает значительное повышение расхода цемента. Таблица 32 − Группы цементов по эффективности при пропаривании
При использовании цемента высоких марок для получения бетонов низких марок рекомендуется для обеспечения требуемой удобоукладываемости вводить в состав бетонной смеси активные минеральные добавки АМД: золы, молотые доменные гранулированные шлаки, природные пуццоланы. При наличии цементов разных видов и марок следует учитывать коэффициенты их эффективности (таблица 33). Таблица 33 − Коэффициенты эффективности различных видов и марок цемента
* – для бетона сборных конструкций 1,05, монолитных – 1,10. Выбор вида цемента для различных условий работы конструкций следует производить по ГОСТ 10178, ГОСТ 23464 с учетом требований ГОСТ 26633, касающихся условий использования цементов для производства различных видов конструкций и предъявляемых к ним требований. Применение пуццолановых цементов для бетонов сборных ЖБК из-за повышенной водопотребности не рекомендуется. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор ЛЭП должен применяться портландцемент на основе клинкера с нормированным минералогическим составом (С3А ≤ 8 %). Для бетона дорожных оснований допускается применение ШПЦ. Для бетонов с марками по морозостойкости F 200, F 300 рекомендуется применять портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5, ПЦ Д-20, использование ШПЦ или ППЦ для таких бетонов не допускается. Для бетонов с маркой по морозостойкости F 400 и выше следует использовать портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5 или сульфатостойкие портландцементы. Введение добавок при изготовлении изделий из бетона или железобетона обязательно в следующих случаях: − для приготовления высокоподвижных или литых бетонных смесей с осадкой конуса не менее 10 см, а также при марке бетона равной или большей марки цемента необходимо использование пластификаторов или суперпластификаторов; − для изделий из бетона с повышенной морозостойкостью (марки F 200 и более) необходимо введение воздухововлекающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок; − для агрессивных условий эксплуатации должны вводиться добавки повышающие стойкость бетона и его защитные свойства по отношению к арматуре; − для бетона с повышенными требованиями по водонепроницаемости (марка W 6 и более) вводятся уплотняющие добавки. Помимо обязательных случаев химические и минеральные добавки могут применяться для регулирования качества бетонной смеси и бетона, придания бетону специальных свойств, а также для экономии цемента. Наибольшая крупность заполнителя (НК) принимается в зависимости от вида бетонируемой конструкции и способа транспортирования бетонной смеси. НК не должна превышать 3/4 минимального расстояния между стержнями арматуры, для плитных изделий НК должна быть не более половины толщины плиты. При подаче бетонной смеси по хоботам и бетононасосами НК должна быть не более 1/3 внутреннего диаметра хобота или трубопровода, а при укладке бетонной смеси в скользящую опалубку не должна превышать 1/6 размера наименьшего сечения бетонируемой конструкции. При назначении НК предпочтительно применение максимально допустимого значения для заданного изделия. Принимаем НК = 20 мм. Определение состава бетона производится расчетно-экспериментальным способом, который включает: − установление исходного расчетного состава; − экспериментальную проверку и корректировку исходного состава по консистенции бетонной смеси и по прочности бетона с получением лабораторного состава на сухих заполнителях; − определение производственного состава на влажных заполнителях и расчет расхода материалов на один замес бетоносмесителя. Исходный состав тяжелого бетона определяется в следующем порядке. 1 Проектирование состава бетона осуществляется для обеспечения среднего уровня прочности, который принимается с учетом фактической однородности бетона по прочности, характеризуемой коэффициентом вариации (V n). Если отсутствуют данные о фактической однородности бетона, средний уровень прочности принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105 для бетона данной марки (класса) при V n = 13,5 % для всех конструкций из тяжелого бетона, кроме гидротехнических, для которых V n = 17 %. Средний уровень прочности в зависимости от V n определяется по формулам R у = R т. К мп = R н. К т1 . К мп (27) R у = В н . К т . К мп, (28) где R т – требуемая прочность МПа; R н – нормируемая по маркам прочность, МПа; В н – нормируемая по класса прочность, МПа; К мп, К т1, К т – коэффициенты, зависящие от V n, приведены в таблице 34. Таблица 34 − Коэффициенты для расчета среднего уровня и требуемой прочности
V n, = 10 %. К мп = 1,09, К т = 1,14 Из условия задачи находим, что R у = 22,5*. 1,14*. 1,09 = 28 МПа. 2 Определение Ц/В Определение Ц/В производится по формулам Rц + 0,37 Rцп + 3,22 (Ц/В)1 = --------------------------- = 2,199 (29) и 0,43 Rцп + 5,6 Rц - 0,06 Rц + 10 (Ц/В)2 = ------------------------- = 1,561, (30) 0,24 Rц + 10 где | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
