Підбір складу бетону
Підбір складу бетону
Бетон є поширеним будівельним матеріалом, який широко застосовується при виготовленні різноманітних за формою і розмірами бетонних і залізобетонних виробів, деталей і конструкцій.
Бетоном називають штучний кам'яний матеріал, отриманий в результаті твердіння правильно підібраною, ретельно перемішаної і ущільненої суміші мінеральної в'яжучої речовини, води замішування, заповнювачів і, в необхідних випадках, спеціальних добавок. Суміш із зазначених вище матеріалів до початку її затвердіння називають бетонною сумішшю.
Для приготування бетону найбільше застосування серед мінеральних в'яжучих речовин мають портландцемент і шлакопортландцемент.
Марку цементу приймають в залежності від проектного класу бетону, бетонних та залізобетонних збірних виробів і монолітних конструкцій і умов їх твердіння за таблицею 1 згідно СНиП 5.01.23-83.Застосування цементу низьких марок збільшує його витрати, а застосування цементу підвищених марок не завжди призводить до його економії. Вид цементу для різних умов роботи будівельних виробів необхідно вибирати з урахуванням вимог ГОСТ 30515-97 «Цементи. Класифікація».
Вода замішування бетонної суміші повинна відповідати вимогам СТБ 1114-98 «Вода для бетонів і розчинів. Технічні умови». Рекомендується застосовувати питну воду. Можна також використовувати технічні оборотні і природні маломинерализированные води з допустимим вмістом домішок.
В якості дрібного заповнювача для важкого бетону застосовують природний і штучний пісок (ГОСТ 10268, 8736), в якості крупного заповнювача - гравій або щебінь з щільних гірських порід (ГОСТ 10268, 8267, 8268, 10260).
Використовуючи різні види мінеральних в'яжучих речовин і заповнювачів, отримують бетони з різноманітними фізико-технічними властивостями, наприклад: особотяжелые, важкі, легкі, спеціальні та інші.
В будівельному матеріалознавстві мають місце два загальних випадку підбору складу бетону: перший - підбір складу бетону загальнобудівельного призначення, у якого основний нормований показник - межа міцності при стисненні; другий - підбір складу бетону спеціального призначення.
Склад бетону виражають або витратою всіх складових матеріалів по масі на 1 м3 покладеної і ущільненої бетонної суміші (наприклад: цементу - 280, піску - 675, щебеню - 1300, води - 168 кг/м3) або ж відношенням маси складових матеріалів суміші до маси цементу, прийнятої за одиницю, тобто 1:х:у (цемент: пісок: щебінь або гравій) при водоцементном відношенні В/Ц=z. Тоді, цей же склад бетону може бути виражений наступним чином - 1:2,4:4,6 при В/Ц=0,6.
Наше завдання полягає в тому, щоб підібрати склад важкого бетону загальнобудівельного призначення; при цьому, розрізняють номінальний (лабораторний) склад, розрахований для сухих матеріалів, і виробничий (польовий) склад для матеріалів, які перебувають у природно-вологісний стан.
1. Підбір номінального складу бетону
1.1 Визначення водоцементного відносини
Визначають водоцементне відношення В/Ц - відношення маси води до маси цементу - з умови отримання необхідного класу бетону по міцності на стиск в залежності від активності цементу і якості матеріалів за формулами:
при В/Ц0,4; (1)
цемент бетон марка клас
В/Ц = 0,65*55/(30+0,65*0,5*55)=35,75/47,875 = 0,75;
при В/Ц < 0.4, (2)
В/Ц = 0,43*55/(30+0,43*0,5*55) = 23,65/41,83 = 0,57;
де
А1 і А2 - коефіцієнти, що враховують якість матеріалів для отримання складу бетону, приймаються за таблицею 2;
Rц - активність цементу, МПа;
Rв - межа міцності бетону на стиск, МПа.
Таблиця 2 - Значення коефіцієнтів, що враховують якість матеріалів
Характеристика матеріалів для бетону
А1
А2
Високоякісні
0,65
0,43
Пересічні
0,60
0,40
Зниженого якості
0,55
0,37
1.2 Визначення витрати води
Визначають витрата води, кг/м3, в залежності від легкоукладальності бетонної суміші, виду і крупності заповнювачів, керуючись даними таблиці 3.
Таблиця 3 - Водопотребность бетонної суміші, кг/м3
Марка бетонної суміші за легкоукладальністю
Показник легкоукладальності бетонної суміші
Витрата води при крупності гравію і щебеню, мм
За завданням при найбільшій крупності зерен гравію (10 мм) витрата води - 175 кг/м3.
Примітка. Дані таблиці 3 справедливі для бетонної суміші на портландцементі і піску середньої крупності. При використанні пуццоланового портландцементу витрата води збільшується на 20 кг/м3; в разі застосування дрібного піску натомість середнього витрата води збільшується на 10 кг, а при використанні крупного піску зменшується на 10 кг.
1.3 Визначення витрати цементу
Визначають витрату цементу Ц, кг/м3, за відомих значень В/Ц і водопотребности бетонної суміші:
Ц=В:В/Ц, (3)
Ц=175/0,57=307 кг/м3
де В - витрата води, кг/м3;
В/Ц - відношення маси води до маси цементу, що визначається за формулами (1, 2).
Для неармованих збірних бетонних виробів мінімальна норма витрати цементу повинна бути не менше 200 кг/м3, для залізобетонних виробів - не менше 220 кг/м3. Якщо витрата цементу перевищує типові норми, тоді слід проводити заходи по економії цементу; наприклад, шляхом заміни певної частки цементу мінеральними добавками.
1.4 Визначення витрати крупного заповнювача
Визначають витрати крупного заповнювача Щ (Г), кг/м3, за формулою:
, (4)
Г = 1/((0,38*1,1)/1,60)+1/2,67 = 1,59 г/см3 = 1590 кг/м3,
де Vпуст.щ(г) - порожнистість щебеню (гравію) у рыхлонасыпанном стані, підставляється у формулу (4) у вигляді коефіцієнта, визначається за формулою (5);
- насипна щільність щебеню (гравію), г/см3;
- істинна щільність щебеню (гравію), г/см3;
- коефіцієнт розсунення зерен щебеню (гравію), для жорстких бетонних сумішей, при витраті цементу менше 400 кг/м3, коефіцієнт б приймають 1,05...1,15 (в середньому 1,1).
Може бути уточнена по формулі:
, (5)
Vпуст.щ(г)=1-1,60/2,57=0,38 г/см3
де - щільність великого заповнювача в шматку, г/см3.
1.5 Визначення витрат піску
Визначають витрата піску П, кг/м3, за формулою:
, (6)
П = [1-((307/2900)+(175/1000)+(1590/2670)] *2000 = 460 кг/м3
де Ц, В, Щ(Г) - витрата цементу, води, щебеню (гравію) в кілограмах на 1 м3 бетонної суміші; , , , - істинна щільність матеріалів, кг/м3.
1.6 Визначення розрахункової щільності бетонної суміші і коефіцієнта виходу бетону
Визначають розрахункову щільність бетонної суміші , кг/м3 за формулою:
(7)
Рб.см= 307 + 175 + 460 + 1590 = 2533 кг/м3
і безрозмірний коефіцієнт виходу бетону , рівний об'єму бетонної суміші (1 м3) в ущільненому стані, поділеній на суму об'ємів сухих складових, витрачених на її приготування за формулою:
, (8)
в = 1/(307/1100) + (460/1600) + (1590/1600) = 1/1,56 = 0,64,
де Ц/сн.ц.=Vц, П/ сн.ц.=Vп, Щ(Г)/ сЩ(Р)=Vщ (Р) - відповідні обсяги сухих складових матеріалів, витрачених на приготування 1 м3 бетонної суміші, м3; Ц, П, Щ(г) - витрата сухих матеріалів на 1 м3 бетону, кг; - насипна щільність сухих матеріалів, кг/м3.
Значення коефіцієнта виходу бетону зазвичай знаходиться в межах = 0,55...0,75.
2. Експериментальна перевірка і коригування номінального складу бетону
Для експериментальної перевірки номінального складу бетону готують пробний заміс бетонної суміші об'ємом 30...50 літрів, на якому визначають легкоукладальність бетонної суміші. Легкоукладальність характеризує здатність бетонної суміші заповнювати форму (опалубку) бетонованого вироби і ущільнюватися в ній під дією сили тяжіння або зовнішніх механічних впливів. Це властивість оцінюється рухливістю або жорсткість бетонної суміші. При недостатній легкоукладальності бетонної суміші збільшують витрату води і цементу на 5...10%, не змінюючи при цьому водоцементного відносини. При підвищеній легкоукладальності збільшують кількість крупного заповнювача і піску на 5...10%, зберігаючи при цьому їх ставлення незмінним.
Обсяг пробного замісу , м3, задовольняє після коригування складу бетонної суміші вимогам легкоукладальності, визначають за формулою:
, (9)
де - маса витрачених матеріалів на пробний заміс, кг; - середня щільність бетонної суміші, кг/м3.
Маючи об'єм бетонної суміші (м3) і витрата матеріалів на пробний заміс (кг), визначають номінальний витрата матеріалів Ц, У, П, Щ(Г) в кілограмах на 1 м3 бетонної суміші за такими формулами:
; ; ; . (10)
Відкоригувавши легкоукладальність бетонної суміші, перевіряють міцність бетону на стиск за методикою. Для цього готують ще два пробних замісу: один з В/Ц більшим на 10...30%, другий - з меншим на 10...30%, ніж у основного пробного замісу.
Величину В/Ц змінюють, збільшуючи або зменшуючи витрату цементу, змінюється також відповідно витрата піску; витрата крупного заповнювача при цьому залишається незмінним. Після випробування бетонних зразків на міцність будують графік залежності міцності бетону від В/Ц і визначають істинне значення В/Ц, що відповідає бажаному межі міцності бетону, після чого уточнюють витрата матеріалів на 1 м3 бетону. Потім, при необхідності, перевіряють водонепроникність і морозостійкість бетону. У разі невідповідності необхідним значенням складу бетону коригують знову зміною В/Ц і потім знову уточнюють витрата матеріалів на 1 м3 бетону; таким чином, остаточно отримують відкоригований номінальний лабораторний складу бетону.
Через відсутність техніки, ми не можемо проводити коригування. Умовно візьмемо, що легкоукладальність оптимальна.
3. Підбір виробничого складу бетону і розрахунок матеріалів на заміс бетонозмішувача
В реальних умовах будівництва заповнювачі зазвичай бувають у природно-влажностном стані, тому виробничий склад бетону розраховують з урахуванням води, що міститься в них. Для цього слід вирахувати кількість наявної води в щебеню (гравію) і піску з розрахунку на 1 м3 бетону і відняти її з загальної витрати води, зазначеного у відкоригованому номінальному складі бетону. До витрати щебеню (гравію) і піску слід додати деяку кількість їх у вологому стані, що відповідає вмісту води в них.
Витрата матеріалів на один кубічний метр виробничого складу бетону - (кг/м3), з урахуванням природної вологості заповнювачів, розраховують за такими формулами:
= 307 кг/ м3;
= 460(1 + 2,5/100) = 471,5 кг/ м3;
=1590(1+1,25/100)=1609,88 кг/м3; (11)
= 175 - (1590*1,25/100 + 460*2,5/100) = 175 - (19,875 + 11,5) = 143,6 кг/м3;
де Ц, Щ(Г), П, В - витрата матеріалів у відкоригованому номінальному складі, кг/м3; ,- вологість щебеню (гравію) і піску у природному стані, %.
На дослідному замісі виробничого складу бетону, підібраного з урахуванням природної вологості заповнювачів, перевіряють заново легкоукладальність бетонної суміші. Якщо легкоукладальність відрізняється від заданої, то склад бетонної суміші коригують зміною витрати води.
Для перевірки міцності бетону на стиск виготовляють не менше двох серій контрольних зразків - кубів розміром 150*150*150 мм на кожен термін випробувань через 7 і 28 діб зберігання в нормальних умовах.
Щільність бетону вважається задовільною, якщо вона відрізняється від заданої на ±3%. Коригування складу бетону слід проводити зміною складу витрат цементу, для чого можна використовувати раніше отриману залежність між міцністю і витратою цементу.
Виробничий склад бетону за масою вираховують шляхом ділення витрат кожного компонента бетонної суміші на витрату цементу:
= 1: 471,5/307: 1609,88/307 = 1:1,5:5,2. (12)
За обсягом складу бетону висловлюють наступним чином:
= 1:0,29/0,28:1/0,28 = 1:1:3,6
де , - виробничий витрата матеріалів на 1 м3 бетонної суміші за масою, кг; - те ж, за об'ємом, м3.
У заключній частині підбору складу бетону слід провести розрахунок дозування складових бетонної суміші на один заміс бетонозмішувача певного обсягу з урахуванням знайденого за формулою (8) коефіцієнта виходу бетону :
=0,64*0,050*307/1= 9,8 кг;
= 0,64*0,050*143,6/1 = 4,6 кг;
= 0,64*0,050*471,5/1 = 15,1 кг;
= 0,64*0,050*1609,88/1 = 51,5 кг;
де - відповідно маса цементу, води, піску, щебеню або гравію (кг), необхідна на обсяг готового замісу бетонозмішувача V (м3); - виробничий витрата матеріалів з природною вологістю (кг) на 1 м3 бетону, який визначається за формулою (11).
Висновок
В процесі виконання роботи ми закріпили теоретичні знання з будівельного матеріалознавства, отриманих в ході вивчення дисципліни.
Узнали, что цемент и вода являются активными составляющими бетонной смеси. Цементное тесто, образующееся при затворении цемента водой, обволакивает зерна песка (мелкий заполнитель), щебня или гравия (крупный заполнитель), проникает в промежутки между зернами заполнителей и играет роль своеобразной смазки, придающей бетонной смеси в период укладки ее в дело необходимую подвижность. Затем цементное тесто, постепенно затвердевая, переходит в камневидное состояние (цементный камень) и надежно связывает зерна заполнителей в прочный конгломерат.
Визначили номінальний склад проектного бетону: цемент-307 кг/м3; вода - 175 кг/м3;пісок - 460 кг/м3; гравій - 1590 кг/м3. Разом 2533 кг/м3. У співвідношенні 1:1,5:5,2 при В/Ц = 0,57.
Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні
Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам
Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону
Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)
Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных
Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть
Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)
- Сучасний заміський будинокНе останнє місце при будівництві заміського будинку займає обробка як внутрішня, так і зовнішня. Зовнішнє оздоблення виконує не тільки захисну функцію, але і не менш важливу естетичну. Потрібно будувати так, щоб високоякісна зовнішня обробка і стильн
- Будинок з мансардою - практично і красиво?Будівництво будинку з мансардою має безліч переваг, у першу чергу - це економія кошти при порівняно невеликій втраті корисної площі. Мансардний поверх обійдеться трохи дешевше повноцінного, так як зверху немає плит з / б, альо вартість 1 м. кв. обштука