Расчет номинального состава тяжелого бетона. Активность цемента мпа rц


Проектирование состава бетона | Рефераты KM.RU

Проектирование состава бетона

Курсовая работа по материаловедению студента

Группа

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра СкиМ

Санкт-Петербург

2003 год

Проектирование состава обычного бетона в надземной зоне напорного сооружения.

Спроектировать состав бетона (определить три параметра состава бетона) по следующим данным:

-Класс бетона по прочности В=25.

-ОК=7 см.

-Крупный заполнитель-непромытый гравий,Dнаиб=80 мм.

Решение.

R28= B/0,78 (значение средней прочности)

R28=25/0,78=32,05 МПа=320,5 кг/см2

Марка бетона на сжатие М300.Марка цемента М400.

Активность цемента Rц=42,9 МПа=429 кг/см2. А=0,55.

Определение В/Ц.

1.1.Аналитический способ (по формуле):

R28=А*Rц(Ц/В-0,5)

В/Ц=(А*Rц)/R28+0,5*А*Rц=(0,55*429)/(320,5+0,5*0,55*429)=0,54

1.2.Экспериментальный способ.

Готовят несколько бетонных смесей с различным В/Ц и постоянными Ц и r,взятыми произвольно.Из каждой бетонной смеси готовят образцы-кубы и испытывают их на прочность в соответствующем возрасте.На основе полученных данных строят график зависимости R28=f(В/Ц) (см. рис.1).

По графику по заданной прочности находят В/Ц.

В/Ц

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

R28,МПа

36,4

29,8

25,7

23,1

21,4

20,2

19,5

По графику получим, что В/Ц= 0,53

Значит, выбираем В/Ц=0,53

2)Определение rопт (оптимальной доли песка первой смеси заполнителей).

r опт определяется двумя экспериментальными способами:

а)по наименьшему объему пустот в смеси заполнителей.

Готовят несколько сухих смесей песка и крупного заполнителя с различным значением r и определяют для каждой объем пустот.Строят график зависимости объема пустот от r.По графику для наименьшего объема пустот находят rопт.

б)по наибольшей подвижности бетонной смеси.

Готовят несколько бетонных смесей с различным r и постоянными Ц и В/Ц.Ц берут произвольно в существующих пределах,В/Ц берут из пункта 1).Для каждой смеси определяют ОК, и строится график зависимости ОК=f(r),по наибольшей ОК находят rопт.

В/Ц=0,53 ;Ц=275 кг/м3 (рис.2).

r

0,30

0,32

0,34

0,35

0,40

0,45

0,50

OK,см

1

1,5

2

2

1,5

1

0

По рисунку 2 определили,что rопт=0,345

3)Определение расхода цемента.

Расход цемента определяется экспериментальным способом.Готовят несколько бетонных смесей с различным расходом цемента(Ц) и постоянными значениями В/Ц и r.Для каждой бетонной смеси определяют осадку конуса(ОК) и строят графики зависимости ОК=f(Ц).По графику для заданной ОК находят Ц.

В/Ц= 0,53;r = rопт=0,345

Ц, кг/м3

225

250

275

300

325

350

375

ОК,см

0,56

1,12

2,24

5,04

7,84

11,2

14

По графику на рисунке 3 устанавливаем,что заданное значение ОК= 7см обеспечивается при расходе цемента Ц=318,125 кг/м3

4)Расчет состава бетонной смеси методом абсолютных объемов.

Метод основан на следующем предположении:объем плотноуложенной бетонной смеси равен сумме абсолютных объемов входящих в нее материалов.

Ц= 318,125кг/м3 ,r = 0,345 ,В/Ц=0,53.

gц=3,10 г/см3 ,gп=gкр=2,65 г/см3,gв=1 г/см3.

В=В/Ц*Ц=0,53*318,125= 174,97 кг/м3

1=Ц/gц+В/gв+П/gп+Кр/gкр

r =П/П+Кр

1=318,125/3100+174,97/1000+П/2650+Кр/2650

0,345=П/П+Кр

П=660,09 кг/м3 ,Кр=1253,21 кг/м3

Таким образом, расход материалов составляет на 1 м3:

Ц=318,125кг,В=174,97кг,П=660,09кг,Кр=1253,21кг

Всего:2406,40 кг

5)Проверка результатов проектирования.

Готовят бетонную смесь запроектированного состава и определяют для нее осадку конуса.Из этой бетонной смеси готовят образцы-кубы и испытывают их на прочность в соответствующем возрасте.Смесь считается запроектированной правильно,еслиполученные величины удовлетворяют зависимости:

ОКфакт=ОКзад±1см,

Rфакт=Rзад (1,0¸1,15)

Результаты оценки агрессивности воды-среды.

Вид коррозии

Показ-ль агрессивности, ед.измерения.

Знач. показателя агрессивности

Вид цемента

Плотность бетона

Вывод об агрессивности

Фактич.

Допуст.

1)Выщелачивающая

Временн.жесткость,мг-экв/л

8,2

³1,7

Повышенн.

Неагрессивная

2)Общекислотная

рН

6,6

>5,9

Повышенн.

Неагрессивная

3)Углекислая

[CO2]своб,мг/л

54

<N,где

N=120,4

Повышенн.

Неагрессивная

4)Магнезиальная

Mg2+,мг/л

1550

1550

1501-2000

<2000

Повышенн.

Особоплотн.

Слабоагрессивн.

Неагрессивная

5)Щелочная

K++Na+, мг/л

75

75

61-80

61-80

Повышенн.

Особоплотн.

Среднеагрессив.

Слабоагрессивн.

6)Сульфатная

SO42-,мг/л

410

<450

Повышенн.

Неагрессивная

7)Общесолевая

Общ.соленость воды,г/л

11

Неагрессивная

Вода неагрессивна по большинству показателей.В бетоне использован обычный портландцемент,бетон имеет особую плотность, соответственно марку по водонепроницаемости не нижеW8.

Проектирование состава гидротехнического бетона.

Проектом крупного гидротехнического сооружения предусмотрено применение бетона двух марок со следующими показателями:

1) В20 , W6(8) ,ОК=8см

2) В30 , W20 , F=300 ,ОК=5см.

Крупный заполнитель-промытый щебень, фракционированный с Dнаиб=80мм.

Требуется спроектировать составы бетонов для каждой марки.

Решение.

1)Подводная зона сооружения.

В20,W6(8),ОК=8см.

R180=20/0,78=25,64МПа=256,4кг/см2

Марка бетона на сжатие М250.Марка цемента М400.

2)Надводная зона сооружения.

В30 , W20 , F=300 ,ОК=5см

R180=30/0,78=38,46 МПа=384,6 кг/см2

Марка бетона на сжатие М350. Марка цемента М400.

1)Строим график с оптимальной кривой просеивания при крупности щебня Dнаиб=80мм (рис.4).С помощью кривой просеивания находим долю каждой фракции в смеси заполнителей.

Фракции

0¸5

5¸10

10¸20

20¸40

40¸80

Доля фракции,%

33

11

13

18

25

2)Определение водопотребности бетонной смеси.

Водопотребность-это такое количество воды, которое требуется для получения заданной ОК.

По графику зависимости В= f(ОК) устанавливают водопотребность бетонной смеси на щебне с наибольшей крупностью зерен Dнаиб=80мм.

ОК, см

0

2,24

6,72

15,68

20,16

22,4

В

151,25

162,5

187,5

200

243,75

280

При ОК=8см, расход воды В=190 л/м3(подводная зона сооружения)

При ОК=5см, расход воды В=177 л/м3(надводная зона сооружения)

3)Определение В/Ц.

Для определения В/Ц готовят несколько бетонных смесей с различным значением В/Ц, но так, чтобы ОК была постоянной. Из каждой бетонной смеси готовят три серии образцов: 1-кубы для испытания на прочность,2-цилиндры на испытание водонепроницаемости, - кубы на испытание на морозостойкость. В нижеприводимой таблице даем результаты экспериментов, полученные при испытании бетонов на прочность и водонепроницаемость:

В/Ц

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

R1801),2),МПа

48,144

39,412

33,984

30,562

28,32

26,668

25,724

W1),2),МПа

3,0

2,3

1,7

1,3

1,0

0,8

0,7

F,циклич.

375

285

220

180

145

120

100

Строим графики R=f(В/Ц) (рис.6) и W=f(В/Ц) (рис.7) и F=f(В/Ц) (рис.8) по ним выбираем наименьшее В/Ц.

1)Для подводной зоны В/Ц=0,750

2)Для надводной зоны В/Ц=0,540

Расход цемента находим по формуле:1)Ц=В/(В/Ц)=190/0,750=253,3 кг/ м3

2)Ц=В/(В/Ц)=177/0,540=327,8 кг/ м3

4)Расчет состава бетонной смеси на 1м3 бетона.

Объемная масса бетона gб=2400 кг/ м3.

1)В=190 кг/ м3, Ц= 253,3 кг/ м3 ,В/Ц= 0,750 ,r=0,33

П+Кр=gб-В-Ц=2400-190- 253,3 = 1956,7 кг/ м3

П= r(П+Кр)=0,33*1956,7 =645,7 кг/ м3

Кр=1956,7-645,7=1311 кг/ м3

Проверка:В+Ц+П+Кр=gб

190+253,3+645,7+1311=2400

Таким образом, состав бетонной смеси на 1м3 бетона:

Цемент= 253,3кг ,Вода=190кг(тесто =443,3 кг)

Заполнители= 1956,7кг :песок= 645,7кг ,щебень фракц.:

5-10 -215,2 кг

10-20 -254,4 кг

20-40 -352,2 кг

40-80 -489,2 кг

ВСЕГО: 2400 кг.

2)В=177 кг/ м3, Ц=327,8 кг/ м3 ,В/Ц= 0,540 ,r=0,33

П+Кр=gб-В-Ц=2400-177- 327,8 =1895,2 кг/ м3

П= r(П+Кр)=0,33*1895,2= 625,4 кг/ м3

Кр=1895,2-625,4=1269,8 кг/ м3

Проверка:В+Ц+П+Кр=gб

177+327,8+625,4+1269,8=2400

Таким образом, состав бетонной смеси на 1м3 бетона:

Цемент= 327,8кг,Вода=177кг(тесто = 504,8 кг)

Заполнители=1895,2кг :песок=625,4кг ,щебень фракц.:

5-10 -208,5 кг

10-20 -246,4 кг

20-40 -341,1 кг

40-80 -473,8 кг

ВСЕГО: 2400 кг.

Дата добавления: 13.05.2004

www.km.ru

Задача 1 2

Содержание: Задача 1 2

Задача 2 4

1 Минералогический состав клинкера портландцемента и его влияние на свойства 5

2 Теория твердения цемента по А.А. Байкову 7

3 Шлакопортландцемент: получение, свойства, применение 10

4 Основные положения проектирования состава бетона 13

5 Твердение бетона и способы его ускорения 15

Технологическая схема 17

Список использованных источников: 19

Задача 1

Определить минимально необходимую емкость бетономешалки и объемную массу бетонной смеси, если при одном замесе получается 2 т бетонной смеси состава 1:2:4 (по массе) при В/Ц=0,6 и коэффициенте выхода К=0,7. Насыпная плотность использованных материалов: песка – 1,8 т/м3, щебня – 1,5 т/м3 и цемента – 1,3 т/м3.

Решение:

Коэффициент выхода бетонной смеси определяется по формуле:

где - объем бетонной смеси, м3

Примем массу цемента равной х, тогда масса песка – 2х, щебня – 4х.

Плотность бетонной смеси можно определить:

Составим уравнение:

Откуда х=0,2872 т, соответственной Ц=0,2872 т

Ответ: минимальный объем бетономешалки согласно размерному ряду на 1000л; плотность бетонной смеси 2183 кг/м3.

Задача 2

Бетон в возрасте 14 сут имел прочность на сжатие 15 МПа. Определить активность цемента, если В/Ц=0,7

Решение:

Прочность бетона в возрасте 28 суток составит:

Прочность бетона определяется:

где Rц- активность (прочность) цемента, МПа;

Ц/В – цементно-водное отношение;

А – коэффициент учитывающий качество материала, для рядовых А=0,6.

Ответ: активность цемента составит 33,9 МПа^ Ответ:Важнейшими минералами портландцементного клинкера являются:

1. Трехкальциевый силикат (алит)- 3СаО·SiO2 - 40-65%;

2. Двухкальциевый силикат (белит)- 2СаО·SiO2 - 15-45%;

3. Трехкальциевый алюминат- 3СаО·Al2O3 - 4-12%;

4. Четырехкальциевый алюмоферрит- 4СаО·Al2O3·Fe2O3 - 12-25%.

Кроме указанных важнейших минералов в клинкере содержатся в небольших количествах и другие алюминаты и алюмоферриты кальция, а также феррит кальция. Наряду с кристаллическими фазами в клинкере имеется аморфное вещество в виде незакристаллизованного стекла (6-10%). В небольших количествах (не более 5%) в клинкере содержится окись магния, так как карбонат магния - это почти неизбежная природная примесь в известняках. В клинкере иногда встречается свободная окись кальция (до 1%) как результат неполного обжига клинкера, т.е. погрешностей в технологии обжига. Наконец, в клинкере могут быть соединения (до 1-2%), образованные щелочными окислами- окисями натрия и калия. Эти окислы переходят в клинкер из сырьевых материалов и золы твердого топлива.

Трехкальциевый силикат (алит) химически очень активен в реакции с водой. Об этом свидетельствует величина его тепловыделения при гидратации, особенно за первые трое суток. Он обладает способностью быстро твердеть и при твердении развивает большую прочность. Поэтому высокое содержание трехкальциевого силиката имеет важное значение для качества цемента. Высокомарочные и быстротвердеющие цементы должны содержать большое количество алита.

Двухкальциевый силикат (белит) значительно менее активен, на что указывает не только тепловой эффект гидратации, но и медленный ход тепловыделения: за трое суток выделяется только 10% от всего тепла гидратации. Твердеет он очень медленно. Но на протяжении нескольких лет прочность при благоприятных для твердения условиях неуклонно возрастает.

Трехкальциевый алюминат является наиболее активным клинкерным минералом; у него наибольшее тепловыделение, причем за трое суток выделяется не менее 80% от тепла гидратации. Трехкальциевый алюминат очень быстро твердеет. Однако продукт твердения имеет низкую прочность.

Четырехкальциевый алюмоферрит по величине тепловыделения при реакции с водой занимает промежуточное положение между трехкальциевым и двухкальциевым силикатом. Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет значительно медленнее, чем трехкальциевый силикат, но быстрее, чем двухкальциевый. Прочность тоже выше, чем у продукта гидратации двухкальциевого силиката. ^ Ответ:

В соответствии с теорией твердения цемента, созданной академиком А. А. Байковым и развитой в дальнейшем другими советскими учеными (профессорами В. Н. Юнгом, Ю. М. Буттом, А. Е. Шейниным), процесс твердения представляет собой сложное физико-химическое явление: в составе цементного камня образуются новые соединения, которых не было в цементном клинкере.

Основное химическое соединение, входящее в состав цементного клинкера трехкальциевый силикат —- подвергается гидролизу разложению водой) и гидратации (соединению с водой) с образованием двух новых соединений: двухкальциевого гидросиликата 2СаО • SiO2 и гидрата окиси кальция. Разложение идет по следующей реакции:

ЗСаО • SiO2+nН2О=2СаО • SiO2(n-1 )Н2О + Са(ОН)2.

Таким образом, при твердении цемента выделяется свободный гидрат окиси кальция Са(ОН)2.

Другое соединение в цементном клинкере — двухкальциевый силикат—гидратируется очень медленно и образует

2СаО • SiO2 •mh3O.

Трехкальциевый алюминат подвергается быстрой гидратации по реакции:

ЗСаО • А12О3+6Н2О=ЗСаО • А12О3 • 6Н2О.

Под воздействием воды на поверхности цементных частиц образуются двухкальциевый гидросиликат, гидрат окиси кальция и трехкальциевый гидроалюминат. Гидросиликат кальция почти нерастворим в воде и выделяется в коллоидальном состоянии, в виде студенистых оболочек, на поверхности црментных частиц. Гидроокись кальция и трехкальциевый гидроалюминат растворяются в воде, но в небольшом количестве, и раствор быстро становится насыщенным, а в дальнейшем пересыщенным. Вследствие этого при продолжающейся химической реакции новые порции гидроокиси кальция и трехкальциевого гидроалюмината выделяются также в коллоидальном состоянии. Все указанные вещества образуют вокруг частиц цемента оболочку так называемого геля (студня).

Гель обладает склеивающей способностью, которая тем больше, чем меньше он разжижен водой, т. е. чем меньше водоцементное отношение -гель склеивает частицы цемента, а в цементно-песчаном растворе и зерна песка. В результате цементное тесто начинает густеть и терять пластичность — оно схватывается.

В дальнейшем гидроокись кальция и трехкальциевый гидроалюминат из коллоидального состояния переходят в более устойчивое мелкокристаллическое; выделяющиеся микрокристаллы пронизывают гель и срастаются. Одновременно гель, состоящий теперь главным образом из гидросиликата кальция, уплотняется, отчасти потому, что высыхает (если цемент твердеет на воздухе), отчасти из-за что внутрь цементных частиц отсасывается вода. Вода проникает в глубь частиц цемента постепенно, и в результате все и новые его порции вступают в химическую реакцию.

Гидросиликат кальция может в дальнейшем частично выкристаллизоваться. Соотношение между объемами гелеобразной и кристаллической частей твердеющего цементного камня в каждый данный момент влияет на его прочность, усадку, ползучесть и другие свойства, как это доказано проф. А. Е. Шейкиным.

Если цемент твердеет на воздухе (всегда содержащем углекислый газ), то имеет место еще карбонизация гидроокиси кальция:

Са(ОН)2+СО=СаСО3+Н2О.

Она происходит главным образом с поверхности цементного камня или бетона.

Процессы образования геля, его кристаллизации и уплотнения, а также карбонизации приводят к превращению цементного теста в искусственный высокопрочный каменный материал. Эти процессы протекают сначала быстро, затем медленнее; в особенности медленно гель уплотняется. В соответствии с этим прочность цементного камня в первые 3—7 дней нарастает быстро, затем медленнее, а спустя 3 месяца — очень мало. Прочность цемента обычно испытывают через 3, 7 и 28 дней.

Даже через несколько месяцев твердения цемента внутренняя часть его зерен, наиболее крупных, еще не успевает вступить в реакцию с водой. При повторном помоле затвердевшего цемента и смешивании с водой он может снова твердеть, но прочность получается уже невысокой.^ Ответ:

Шлакопортландцемент является вяжущим гидравлическим веществом, который получают посредством измельчения цементного клинкера, определенного количества гипса и шлака гранулированного. Как правило используется доменный шлак, являющийся вторичным продуктом металлургического производства. Основными видами сырья, применяющимися в производстве этого шлакопортландцемента, являются стандартный клинкер и доменные шлаки, так же обладающие вяжущим гидравлическим свойством. Клинкер служит активизатором шлаков в составе шлакоцемента.

Технология производства шлакопортландцемента состоит в высушивании шлака в специальных сушилках до влажности не более 1%. Затем шлак, клинкер и гипс загружают в бункер цементной мельницы, где вся загруженная смесь подвергается измельчению до гомогенного тонкодисперсного порошка.

В процессе производства шлакоцемента применяют как основные, так и кислые шлаки. Причем, для создания клинкера используют шлаки как гранулированные, так и не гранулированные. В первую очередь значение имеет не физическая структура, а химический состав материала. Это очень важный момент в выборе исходного сырья. По экономическим соображениям предпочтение стоит отдать гранулированным видам, поскольку использование не гранулированных сильно усложняет производственный процесс. Во всяком случае, основные шлаки, которые будут добавляться после обжига, непременно должны быть гранулированными.

Ввиду того что шлакопортландцемент получают из дешевого сырья и обжигу здесь подвергается только клинкер, этот цемент приблизительно на 13% дешевле обыкновенного. Выпуск его составляет более 25% от общего производства всех цементов.

По свойствам шлакопортландцемент мало отличается от обыкновенного: удельный вес его немного ниже (2,9—3,0), соответственно меньше и объемный вес. Тонкость помола и равномерность изменения объема такие же.

По ГОСТ шлакопортландцемент разделяется на шесть марок: 150, 200, 250, 300, 400 и 500, определяемых при испытании образцов, изготовленных из раствора жесткой консистенции.

Шлаковые цементы всех видов (кроме гидрофобных) не следует долго хранить на складах, так как их активность со временем понижается в большей степени, чем активность обыкновенного портландцемента.

Шлакопортландцемент отличается от портландцемент (при одинаковом составе клинкера) более медленным схватыванием (начало обычно через 4-6 часов, конец через 10-12 часов после затворения) и замедленным твердением в первые 7-10 дней. Замедление твердения, особенно проявляющееся при пониженных температурах, нежелательно, так как отодвигается срок распалубки и использования сооружений. Однако это не является препятствием для применения шлакопортландцемента.

Этот цемент при содержании в клинкере С3А

По отношению к действию концентрированных растворов магнезиальных солей шлакопортландцемент не стоек. Свободные кислоты, встречающиеся, например, в болотных, сточных промышленных и других водах, разрушают его.

Шлакопортландцемент не оказывает коррозирующего действия на заложенную в бетон стальную арматуру и дает достаточно прочное сцепление с ней, поэтому его можно применять в железобетонных конструкциях наравне с обыкновенным цементом.

Выделение тепла при схватывании и твердении шлакопортландцемента меньше, чем у обыкновенного цемента. Это качество ценно при бетонировании массивных сооружений, в особенности летом, так как устраняется опасность больших температурных деформаций. Наоборот, при зимних бетонных работах малое выделение тепла и значительное замедление схватывания и твердения вынуждают отказываться от этого цемента при производстве работ на открытом воздухе. В этом случае необходим искусственный прогрев бетона (пропаривание, электропрогрев)

Шлакопортландцемент можно применять в бетонных и железобетонных конструкциях в зависимости от требуемой прочности (для железобетона желательно иметь цемент марки не ниже 250 при испытании в жестком растворе), для бетонных фундаментов, массивных бетонных сооружений, в том числе гидротехнических, и вообще для сооружений, находящихся в обычной и минерализованной грунтовой воде, для бетонных камней и полов, для растворов в каменной кладке и штукатурке.^ Ответ:

Проектирование (подбор) состава бетона заключается:

- в выборе материалов – цемента, мелкого и крупного заполнителей,

- определении соотношения между ними и установлении водоцементного отношения, при котором при минимальном расходе цемента получается бетонная смесь требуемой пластичности, а после затвердевания бетон будет иметь прочность не ниже требуемой.

При этом выбранный состав должен обеспечивать получение бетона максимальной плотности, так как высокая плотность бетона является основным условием его долговечности. В зависимости от условий, в которых будет находиться бетон в сооружении, к нему предъявляются обязательные требования: высокая морозостойкость, стойкость при воздействии агрессивных вод и др.

Состав бетонной смеси выражают двумя способами:

- соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента. Количество цемента принимается за 1, поэтому соотношение между компонентами бетона записывают в виде 1:х:у с указанием В/Ц (например 1:2:4 при В/Ц = 0,5).

-· расходом материалов по массе, кг, на 1 м3 (например: цемента 360 кг, песка 720 кг, щебня 1200 кг, воды 180 кг; итого 2460 кг).

Различают лабораторный (номинальный) состав бетона, устанавливаемый для высушенных материалов, и производственный (полевой) для материалов в естественно-влажном состоянии.

Проектирование состава бетона производится в следующем порядке:

1. Первоначально на основе проектной документации, технических условий и действующих нормативов определяют весь комплекс свойств, которые должны быть обеспечены в процессе проектирования состава бетона. Чаще всего они определяются в архитектурно-строительной части проекта, затем с учетом условий производства устанавливают требования к бетонной смеси, которые также должны быть обеспечены в процессе проектирования состава бетона. Чаще всего они задаются в проекте производства работ, выполненном для конкретной организации с учетом ее технической вооруженности и технологий, обеспечивающих получение заданных требований к бетону. При этом учитываются исходные характеристики применяемых материалов.

2. Рассчитывается расход материалов для 1 м3 уплотненной бетонной смеси и пробного замеса.

3. Корректируется состав бетонной смеси по подвижности и прочности.

4. Осуществляется переход от номинального состава к полевому и рассчитывается расход материалов на один замес бетономешалки.

^ Ответ:

При нормальных условиях (20°С и относительная влажность воздуха 90-100%) расчетную прочность (марку) бетон приобретает обычно через 28 суток.

В нормальных условиях недельная прочность бетона составляет 60-70% от 28-суточной прочности образцов. Через 3 мес. прочность бетона повышается на 25%, а через год на 75% по сравнению с прочностью 28-суточных образцов. Для бетона, приготовленного на средних марках портландцемента и твердеющего в нормальных условиях, прочность нарастает пропорционально десятичному логарифму времени твердения, если число суток твердения не меньше 3.

Для получения расчетной прочности (марки) бетона необходимо, чтобы в первые 10-15 суток после бетонирования твердение его проходило в теплых и влажных условиях.

Часто для улучшения условий твердения бетон покрывают пленками из пластмасс, обрабатывают специальными эмульсиями, образующими на его поверхностях паронепроницаемые пленки, а также укрывают мокрым песком, опилками и т. п.

При небрежном уходе даже тщательно уложенный бетон с правильно подобранным составом может значительно снизить марку против расчетной. Бетоны, в состав которых входят цементы с активными минеральными добавками или со шлаком, особенно нуждаются в усиленном увлажнении.

Чтобы ускорить твердение и получить так называемую «отпускную» прочность бетона, составляющую не менее 70% от проектной, применяют различные методы ускорения твердения бетона. При всех методах ускорения твердения повышают температуру бетона при сохранении его влажности. В этих условиях увеличивается скорость реакций взаимодействия цемента с водой и значительно повышается начальная прочность бетона. На заводах бетонных и железобетонных изделий наиболее широко применяют пропаривание бетона в камерах периодического или непрерывного действия. При производстве бетонных работ зимой необходимо обеспечить условия для взаимодействия цемента с водой, т. е. предупредить замерзание бетона. Для этой цели используют следующие способы.

Подогрев материалов осуществляют при низких положительных температурах и при морозе до -5° С. Теплотехническим расчетом определяют требуемую при укладке температуру бетонной смеси, не превышающую 40° С.

Способ термоса применяют для массивных, медленно охлаждающихся конструкций. При этом утепляют все поверхности бетона с тем, чтобы он остыл до 0° С не раньше, чем приобретет нужную прочность. Способ термоса эффективен для конструкций, у которых модуль поверхности (отношение поверхности к объему бетона) не превышает 6.

Электропрогрев бетона осуществляется при пропускании переменного тока через бетонную смесь. Для электропрогрева используют пластинчатые или стержневые электроды или термоактивную опалубку, в которой влажные опилки прогревают током, что создает вокруг бетона теплую рубашку. Электропрогрев требует довольно сложных устройств, большого расхода энергии и тщательного надзора за работами во избежание несчастных случаев. При этом способе возможно пересушивание бетона и значительное ухудшение его качества.

Пропаривание и электропрогрев дают возможность вести бетонирование круглый год.

Электроподогрев бетонной смеси — метод, при котором готовую смесь в бункере, до ее укладки в формы или опалубку, в течение 10-15 мин нагревают электрическим током. Нагретую смесь укладывают и уплотняют, а затем применяют пропаривание, электропрогрев или способ термоса.

Введение в бетонную смесь химических ускорителей твердения (хлористый кальций, нитрит натрия, поташ и др.)—метод, при котором бетон может твердеть при отрицательных температурах.^ Составить технологическую схему изготовления цельносекционной железобетонной обделки для тоннелей

Ответ:

Технологический процесс начинается с чистки машиной для очистки и смазки одной из форм. Для поверхности форм используется специальная смазка, которая наносится распылителем тонким слоем.

Затем производится раскладка арматуры по форме и установка закладных деталей.

После раскладки арматурных каркасов начинается процесс формовки железобетонных изделий.

С помощью кран-балки формовочная машина устанавливается в начале дорожки, на которой расположена форма. Формовочная машина представляет собой движущийся вибропресс.

Бетонная смесь подается из бетоносмесительного узла в контейнер, который кран-балкой устанавливается на бункер формовочной машины и автоматически или вручную открывается.

В дальнейшем бетонная смесь, подвергаясь объёмной виброобработке, разжижается и укладывается в форму.

После окончания формовки машина устанавливается кран-балкой на пост мойки и производится тщательная мойка бункера и формообразующего узла машины.

Затем происходит перенос формы с отформованным изделием на вагонетку, откуда она отправляется в камеру ТО.

После набора изделием отпускной прочности, происходит распалубка формы. Обязательной операцией является контроль ОТК.

Готовые изделия при помощи специального захвата кран-балкой укладываются на вывозную тележку, перемещающуюся по рельсам, и вывозятся на открытый склад готовой продукции или складируются в цехе.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства цельносекционной обделки для тоннелей

Список использованных источников:

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1987. - 415 c.

2. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. — М.: Высшая школа, 1988. - 527 с.

3. Попов К.Н. Строительные материалы и изделия. - М.: Высшая школа, 2001. -367 с.

skachate.ru

Расчёт состава бетонной смеси (водоцементное отношение - 0,54, плотность бетона

2. БЕТОНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Проектирование состава бетонной смеси.

Расчёт состава бетонной смеси выполняется исходя из заданных в задании водоцементного отношения (В/Ц=0,54) и плотности бетона (2400кг/м3).

Водоцементное отношение – В/Ц – отношение массы воды к массе цемента из условий получения требуемого класса бетона в зависимости от активности цемента и качества материалов можно определить по формуле

   при  В/Ц>0,4     (2.1)

где А1 – коэффициент, учитывающий качество материалов, который принимается по таблице 4.3 [2]; Rц – активность цемента, МПа;  Rb – предел прочности бетона на сжатие, МПа.

Прочность бетона -Rb ориентировочно можно определить по графику зависимости (рисунок 4.1 [2]), используя заданное водоцементное отношение. Получим, прочность бетона приблизительно равна, Rb=27,25МПа.

Из формулы (2.1) выразим неизвестную активность цемента Rц (коэффициент А1 примем равным  А1=0,55 – как для материалов пониженного качества):

Принимаем шлакопортландцемент марки 400 активность RЦ=40МПа

Заполнители для проектируемой бетонной смеси имеют следующие характеристики:

Песок: истинная плотность =2540кг/м3;

насыпная плотность =1430кг/м3;

крупность песка =1,35;

Щебень: средняя плотность зёрен =2700кг/м3;

насыпная плотность =1500кг/м3;

пустотность  =43%;

наибольшая крупность =40мм

Характеристики шлакопортландцемента примем по таблице 2.1 [2]:

Шлакопортландцемент: активность =40МПа;

истинная плотность  =2900кг/м3;

насыпная плотность =1100кг/м3;

НГЦТ = 32% 

По таблице 4.4 [2] определяем расход воды (осадку конуса примем равной ОК=5…7):

В=185+20+5=210кг/м3;

Определяем расход цемента Ц, кг/м3, по известному В/Ц и водопотребности бетонной смеси:

Ц=В:В/Ц=210/0,54=388,89кг/м3;

Определяем расход крупного заполнителя (щебня) Щ, кг/м3,по формуле

, где   - пустотность щебня; - насыпная плотность щебня; - истинная плотность щебня; - коэффициент раздвижки зёрен щебня, который принимается по таблице 4.5 [2] (принимаем =1,466).

Определяем расход песка, кг/м3

В результате проведённых расчётов получим следующий состав бетона, кг/м3

Цемент 388,89

Вода 210

Песок 476,1

Щебень 1264,8

Итого 23379,79

vunivere.ru

Расчет номинального состава тяжелого бетона — КиберПедия

Водоцементное отношение В/Ц вычисляют по формулам Боломея-Скрамтаева:

- для обычного бетона при В/Ц³0,4

В/Ц=АRц/(Rб+ 0,5АRц) (2.2)

- для высокопрочного бетона при В/Ц< 0,4

В/Ц=А1Rц/(Rб - 0,5А1Rц) (2.3)

где Rб- проектная прочность бетона (марка), МПа;

Rц- активность цемента, МПа;

А,А1- коэффициенты, учитывающие качество материалов (см табл. 2.2).

Таблица 2.2

Значения коэффициентов качества материалов

Характеристика заполнителей и цемента А А1
Высококачественные Рядовые Пониженного качества 0,65 0,6 0,55 0,43 0,4 0,37

Примечание. Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности, портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством активной минеральной добавки, заполнители промытые, фракционированные с оптимальным зерновым составом смеси.

Рядовые материалы: заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности, высокомарочный шлакопортландцемент.

Материалы пониженного качества: крупные заполнители низкой прочности и мелкие пески, цементы низкой активности.

Расход воды (водопотребность смеси) В (кг на 1 м3 бетонной смеси) определяют ориентировочно по табл. 2.3, исходя из заданной удобоукладываемости смеси, вида заполнителя и крупности его зерен.

Таблица 2.3

Водопотребность бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси Расход воды, кг/м3, при наибольшей крупности зерен, мм
гравия щебня
Осадка конуса ОК, см Жесткость по стандартному вискозиметру, с            
1- 2 3- 4 5 - 6 7 - 8 9 - 10 120- 90 80 -60 50 - 30 15 - 30 - - - - -

Примечание. Данные таблицы справедливы для бетонной смеси на портландцементе и песке средней крупности. При использовании пуццоланового портландцемента расход воды увеличивается на 20 кг/м3, в случае применения мелкого песка взамен среднего расход воды также увеличивается на 10 кг/м3, а при использовании крупного песка соответственно уменьшается на 10 кг/м3.

Расход цемента Ц(кг/м3) рассчитывают по формуле

Ц=В/(В/Ц) (2.4)

и сравнивают с минимально допустимым.

Минимальный расход цемента в бетонной смеси определяется условием необходимой удобоукладываемости, т.к. при снижении расхода цемента уменьшается связность смеси и увеличивается опасность расслоения смеси, образования в ней пустот и снижения прочности бетона.

Если при определении состава бетона в результате расчета будет получен расход цемента, меньший, чем минимально допустимый, указанный в таблице 2.4, то в дальнейших расчетах используют значение минимально допустимого расхода цемента.

 

 

13 Таблица 2.4

Минимальные расходы цемента, обеспечивающие

получение нерасслаиваемой бетонной смеси

Характеристика смеси по удобоукладываемости Расход цемента ( кг/м3) при наибольшей крупности заполнителя, мм
Особо жесткая (Ж³20 с) Жесткая (Ж=10 - 20 с) Малоподвижная (Ж=5 - 10 с) Подвижная (ОК=1 -10 см) Очень подвижная (ОК=10-16 см) Литая (ОК>16 см)

Примечание. Жесткость указана по стандартному вискозиметру.

 

Расход заполнителей - песка П, щебня или гравия Щ(Г) (кг/м3) вычисляют исходя из двух условий :

а) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетонной смеси в уплотненном состоянии равна 1 м3:

Ц/rц + В/ rв + П/rп + Щ(Г)/ rш(г) = 1 (2.5)

б) цементно-песчаная смесь заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен для обеспечения удобоукладываемости:

Ц/rц + В/ rв+ П/rп = a Vпщ(г)( Щ(Г)/ rнщ(г) ), (2.6)

где Ц;В;П;Щ(Г)- расходы цемента, песка, воды и щебня(гравия), кг/м3;

rц ; rв; rп ; rщ(г)- истинные плотности материалов, кг/м3;

rнш(г)- насыпная плотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии, кг/м3;

a -коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия), принимаемый в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения в соответствии с таблицей 2.5 для пластичных смесей и 1,05 - 1,1 - для жестких;

Vпщ(г)- пустотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии ( об. доли).

Таблица 2.5

Значения коэффициентов раздвижки зерен крупного заполнителя

для пластичных смесей

Расход цемента, кг/м3 Значение коэффициента a при В/Ц
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
- - 1,32 1,4 - 1,3 1,38 1,46 1,26 1,36 1,44 - 1,32 1,42 - - 1,38 - - -

Примечание. При других значениях Ц и В/Ц коэффициент находят интерполяцей.

 

Расход щебня (гравия) Щ(Г) ( кг/м3) определяют по формуле:

 

Щ(Г) = 1/(a Vпщ(г)/ rнш(г) + 1/rш(г) ) (2.7)

Расход песка П(кг/м3 смеси) вычисляют как произведение истинной плотности песка на разность между проектным объемом смеси (1 м3) и суммой абсолютных объемов цемента , воды и щебня(гравия) в этом объеме:

 

П=[1- (Ц/rц + В/ rв+ Щ(Г)/ rш(г) )]·rп (2.8)

 

Расчетную среднюю плотность бетонной смеси rбс (кг/м3) определяют по формуле

rбс=Ц + В + Щ(Г)+ П (2.9)

 

Коэффициент выхода бетонной смеси bрассчитывается по формуле:

b=1/(Ц/rнц + П/rнп + Щ(Г)/ rнщ(г)) (2.10)

 

Значение коэффициента выхода бетонной смесиb должно находиться в пределах от 0,55 до 0,75.

 

cyberpedia.su


Смотрите также