Определение и уточнение требований, предъявляемых к бетону и бетонной смеси. Оценка качества и выбор материалов для бетона. Расчет начального состава бетона. Определение и назначение рабочего состава бетона. Расчет суммарной стоимости материалов.
W4 = 43,60-39,20=4,4 МПА. в) Определяем среднеквадратическое отклонение прочности бетона в 4-й партии: S m, 4= Wm , 4/a a - коэффициент, определяемый по табл. 2) Определяем среднее значение коэффициента варианта прочности бетона по m партиям за анализируемый период (межпартионный): тяжелый бетон 4) Определяем средний уровень прочности бетона в проектном возрасте: R m u= Km u* Rd где Kmu - коэффициент, среднего уровня прочности, определяемый по табл. 5) Определяем средний уровень прочности бетона R m u, 8 в промежуточном возрасте t = 3 суток, составляющий 100% (n t= 1) от прочности бетона R mu в проектном возрасте 28 суток (см. 3.3 гост 7473-94 включает в себя степень готовности бетонной смеси (БСГ), класса по прочности на сжатие (В50), марка по удобоукладываемости (П3), морозостойкости (F50), водонепроницаемости (W4) и обозначения настоящего стандарта: БСГ В35 П1 F150 W4 ГОСТ 7473-94 [1, п.Оценка качества и известнякового щебня по радиоактивности, прочности, морозостойкости, содержанию зерен слабых пород, содержанию зерен пластинчатой формы( лещадной) и игловатой форм, содержанию пылевидных и глинистых частиц, содержанию примесей, средней плотности и водопоглощению оформлена в таблице. № п/п Показатели качества Требуемое значение по ГОСТ 26633-91 ГОСТ 8267-93 Фактическое значение из задания на КР Вывод 3.4 приложения ГОСТ ], Требуемое значение марки ? 1000 Dmw = 14%, это соответствует марке 800 [1,табл 2.1.1, с.67 ] НЕ соотв. требов. 4 Содержание зерен слабых пород 1)Не более 10% при марке по прочности щебня 800 [1, табл. 1.6.7, с.78] 7%, щебень принадлежит к 1-й группе по содержанию лещадных зерен [1, табл.
План
7 Содержание органических примесей Не темнее эталона Светлее эталона Соотв. требов. ГОСТ
8 Средняя плотность 1) От 2000 до 3000 кг/м3 [1, п. 1.6.3, с.79] или от 2,0 до 3,0 г/см3 2) Не менее 2,5 г/см3 [1, п. 3.6, с.79]. Требуемое значение: 2,5…3,0г/см3 2,68 г/см3 Соотв. требов. ГОСТ
9 Водопоглощение Не более 0,5% [1, п. 3.6, с.79] 0,2% Соотв. требов. ГОСТ
10 Содержание в щебне зерен размером <5 мм 0%[6]
Список литературы
1) Для обеспечения нормируемого содержания вовлеченного воздуха применяем воздухововлекающую добавку ЩСПК с дозировкой 0,25 % от расхода цемента;
2) Для обеспечения нормируемого максимального расхода цемента в составе бетона применяем для бетона пластифицирующую добавку ЛСТМ-2 с дозировкой 0,2 % от расхода цемента;
3) Для обеспечения заданной прочности бетона в промежуточном возрасте используем добавку-ускоритель CACI2 в количестве 3% от расхода портландцемента и назначаем повышенный средний уровень прочности бетона R m u = 71,4 МПА.
3.2 Расчет начального состава бетона по методу «абсолютных объемов»
Приняты следующие исходные данные из задания на КР: -марка по подвижности: П1;
-марка бетона по морозостойкости: F150;
-марка бетона по водонепроницаемости: W4;
-подвижность бетонной смеси: h q = 4 см;
-наибольшая крупность заполнителя: D max = 40 мм;
-модуль крупности песка: M f = 2,686;
-нормальная густота цементного теста: wn c = 27 % [1, п.5.7, с. 52];
-расчетная прочность бетона, выраженная средним уровнем прочности: R m u = 71,4 МПА
-ограничение по водоцементному отношению: (Mw/Мс) мах = 0,52;
-нормируемые минимальный и максимальный расходы цемента: M c, min = 240 кг/м3, Mc,max = 376,7 кг/м3 ;
-активность цемента: R c = 49 МПА ;
-плотность цемента: rc = 3100 кг/ м3;
-насыпная плотность цемента: r s, c = 1300 кг/ м3 [2, с. 53];
-плотность песка: r s = 2,57 m/ м3;
-насыпная плотность песка: r s, s = 1480 кг/ м3 [2., с. 53];
-насыпная плотность щебня: rm, g = 2,68 m/ м3;
-насыпная плотность щебня: r s, g = 1420 кг/ м3 [2, с. 53];
-плотность воды: rw = 1000 кг/м3;
-содержание добавки ЛСТМ-2 ?zl = 0,2 % от Mc;
-заполнители рядового качества (k1=0,6);
-a0=171;
-a1=2,32.
1) Определяем водоцементное отношение Mw/Mc: а) из условия обеспечения прочности бетона и при Mw/Mc ? 0,4
где k1 - коэффициент, определяемый по табл. 3.1, k1 = 0,6 б) проверяем выполнение условия обеспечения плотности бетона
Mw/Mc ?(Mw/Mc)max
Mw/Mc = 0,341?(Mw/Mc)max = 0,52.
Не удовлетворяет условию Mw/Mc ? 0,4, принимаем 0.52
2) Определяем расход воды Mw, исходя из подвижности h q = 3 см: Mw = a0 a1hq, Mw = 171 2,32 * 3 = 177,96 кг/м3;
3) Находим расход цемента и химдобавки:
Mc = 177,96 / 0,52 = 342,23 кг/м3.
Сравниваем с нормируемыми минимальным M c, min и максимальным M c, max расходами цемента, проверяем выполнение неравенства
M c, min < M c <M c, max;
240 кг/м3< 342,23 кг/м3< 376,7 кг/м3
Неравенство выполняется, поэтому назначаем расход цемента, равный расчетному: Mc=342,23
Определяем расход добавки ЛСТМ-2
M z1 = jz1 * M c / 100;
где jz = 0,2%, что составляет рекомендуемую дозировку добавки от расхода цемента по массе в расчете на сухое вещество [1, табл. 2.4.6, с.131]
M z1 = 0,2 * 342,23 / 100 = 0,68 кг/м3;
Определяем расход добавки-ускорителя CACI2: M z2 = jz2 * M c / 100;
M z 2 = 3 * 342,23 / 100 = 10,26 кг/м3.
4) Определяем расход крупного заполнителя: где a - коэффициент раздвижки, определяемый по табл. 3.3 (по линейной интерполяции a = 1,38);
n s, g - пустотность крупного заполнителя, определяемая по формуле n s, g = 1 - r s,g / r m, g: n s, g = 1 - 1,42 / 2,68 = 0,47;
M g = 1 / (1,38 * / 1400 1 / 2680) = 1196,02 кг/ м3
5) Определяем расход мелкого заполнителя: M s = (1 - (342,23/ 3100 177,96/ 1000 1196,02 /2680)) * 2570 = 701,19 кг/м3;
6) Определяем расчетную среднюю плотность свежеуложенного бетона: r m, d = M c M w M s M g M z 1 M z 2 ;
r m, d = 342,23 177,96 701,19 1196,02 0,68 10,26= 2428,35 кг/м3
7) Начальный состав бетона в частях выражаем соотношениями: по массе
-из условия, что подвижность в соответствии с ГОСТ 10181-2000 определяются дважды. Так как объем стандартного конуса № 1 равен Vcon,nl 5,5 дм3 тогда объем замеса равен
Для изменения водоцементного отношения в дополнительных составах при условии постоянства расхода цемента назначим коэффиценты варьирования расхода воды в замесах для 1-го дополнительного состава Kvar1=0,85 и для 2-го - Kvar2=1,15.
Таким образом, расходы компонентов на замес в дополнительных составах согласно предлагаемому плану одноэтапной опытной проверки должны отличаться расходами воды: -для 1-го дополнительного состава mw1,mix=kvar1mw,mix;
-для 2-го дополнительного состава mw2,mix=kvar2mw,mix;
Результаты определения расходов компонентов бетона на замесы основного и двух дополнительных с учетом варьирования расходами воды, а также содержания фракций в смеси щебня представлены в таблице.
Результаты расчета расходов материалов на замес
3.4 Расчет расходов компонентов по фактическим зависимостям и назначение номинального состава бетона.
Рассчитываем номинальный состав бетона с помощью полученных зависимостей: 1) Зависимость расхода воды от подвижности бетонной смеси вида M w, obs = f (h q): M w, obs = 0,1289 3,6 * 10-3h q;
Определяем фактический расход воды номинального состава бетона при заданной подвижности h q = 4 см: M w, obs = 0,1289 3,6 * 10-3* 4 = 0,1433 т/м3.
2) Зависимость водоцементного отношения от предела прочности бетона вида M w / M c = f(R b): (M w/ M c) obs = 0,9875 - 0,0116 * R m,b.
Определяем фактическое значение водоцементного отношения в номинальном составе для расчетной прочности R m,u = 71,4 МПА: (M w/ M c) obs = 0,9875 - 0,0116 * 71,4 = 0,159 МПА.
Сравниваем полученное значение водоцементного отношения (M w/ M c) obs с максимально допускаемой его величиной по условию плотности (M w/ M c) max: так как (M w/ M c) obs = 0,159 меньше, чем (M w/ M c) max = 0,52 и не удовлетворяет условию (M w/ M c) 0,4 , то принимаем
(M w/ M c) obs = 0,52
3) Зависимость средней плотности свежеуложенного бетона от расхода воды вида r m, b, obs = f (M w, obs): r m, b, obs = 2,6632 - 1,644 * M w, obs;
Устанавливаем фактическую среднюю плотность бетона номинального состава при расходе воды в номинальном составе, равном M w, obs = 0,143 т/м3: r m, b, obs = 2,6632 - 1,644 * 0,143 = 2,4228 т/м3.
4) Определяем содержание песка в смеси заполнителей r в номинальном составе бетона, используя расходы песка и щебня, вычисленные при расчете начального состава бетона: r = M s / M s M g;
8) Определяем расход щебня M g, obs в номинальном составе бетона: M g, obs = M s, obs* (1-r) / r = 0,736 * (1 - 0,369) / 0,369 = 1,259 т/м3
9) Проверка расчета: V b = M c, obs / r c M s, obs / r s M g, obs / r m, g M w, obs S M z, i , obs / r z, i;
где r z, 1 = 2,1 т/м3 r z, 2 = 2,2 т/м3;
V b = 0,275/3,1 0,737/2,57 1,259/2,68 0,143/1 5,5* 10-4 /2,1 8,25 *10-3/2,2 = 0,997
Ошибка не существенная - в пределах точности расчета на микрокалькуляторе: ((0,993-1,0)/1,0)*100% = - 0,7%
Вывод: назначение номинального состава выбрано правильно.
10) Вычисляем фактический коэффициент выхода номинального состава бетона: b = 1/(M c / r s, c M s / r s, s, w M g / r s, g, w) ;
b = 1/(0.275/1,3 0,737/1,48 1,259/1,42)=0,625
11) Рассчитываем номинальный состав бетона в частях по массе: 1:0,737/0,275:1,259/0,275 = 1:2,68:4,57;
12) рассчитываем номинальный состав бетона в частях по объему: 1:2,68*1,3/1,48:4,61*1,3/1,42 = 1:2,35:4,22
Результаты расчета номинального состава бетона
Компонент Расход компонента, кг/м3
Цемент 275
Песок 737
Щебень 1259
Вода 143
Добавка ЛСТМ-2 0,55
Добавка CACI2 8,25
4. Назначение и корректировка рабочего состава бетона
4.1 Расчет и назначение рабочего состава бетона
1) Назначение и корректировку рабочего состава выполняем, имея в виду, что расходы цемента и химических добавок ЛСТМ-2 и CACI2 в рабочем составе остаются неизменными по сравнению с фактическим номинальным составом: M c, w = M c, obs = 0,275 т/м3;
M z 1 = 5,5 * 10-4 т/м3;
M z 2 = 8,25 * 10-3 т/м3.
2) Номинальные расходы песка M s, obs и щебня M g, obs должны быть уточнены, так как в песке содержится гравий содержанием j g = 2,35 % а в щебне песок отсутствует, т.е. j s = 0%: M*s, obs = (M s, obs * ( 1- j s) - M g, obs* j s) / (1 - (j s j g));
3) Определяем расходы влажных заполнителей, увеличивающиеся на массу содержащейся в них воды (согласно п. 6. Задания w s = 4 % и w g = 1,2 %): M s, w = M* s, obs (1 w s / 100);
M s, w = 0,754 * ( 1 4/100) = 0,784 т/м3
M g, w = M* g, obs (1 w g / 100);
M g, w = 1,241 * (1 1,2/100) = 1,255 т/м3.
4) Определяем расход воды, уменьшающийся на ее массу в заполнителях: M w, w = M w, obs - (M*s, obs * ( w s - kw am, s) / 100 M*g, obs * ( w g - kw am, g) / 100);
M w, w = 0,143 - ( 0,754*( 4 - 0*0,02)/ 100 1,241 * ( 1,2- 0*0,3)/ 100) = 0,09 т/м3, где k = 0,так как применяется заполнители из плотных горных пород с водопоглощением wam,g(s)<0,5 %.
5) Вычисляем коэффициент выхода рабочего состава бетона.
По графику зависимости влияния влажности песка на его насыпную плотность, при влажности w s = 4 % насыпная плотность r s,s, w = 1,002 т/м3.
Насыпная плотность влажного щебня увеличится на количество содержащейся в нем воды, а именно: r s, g, w = r s, g * (1 w g / 100);
r s, g, w = 1,42 * (1 0,00235) = 1,42 т/м3.
Коэффициент выхода рабочего состава бетона вычисляем по формуле: b = 1/(M c / r s, c M s / r s, s, w M g / r s, g, w) ;
5. Рассчитываем номинальный состав бетона в частях по массе: 1 : 0,784 / 0,275 : 1,255 / 0,275 = 1 : 1,285 : 4,56
6. Рассчитываем номинальный состав бетона в частях по объему: 1 : 1,285 * 1,3 / 1,2 : 4,56* 1,3 / 1,42 = 1 : 1,39 : 4,20.
Результаты расчета рабочего состава бетона
КОМПОНЕНТРАСХОД компонента, кг/м3
Цемент 275
Песок 784
Щебень 1285
Вода 90
Добавка ЛСТМ-2 0,55
Добавка CACI2 8,25
4.2
Расчет рабочих дозировок компонентов бетона на замес в бетоносмесителе
Так как емкость барабана бетоносмесителя V b m = 4500 дм3 указана в задании, исходя из суммарной загрузки сыпучими материалами, то дозировки компонентов бетона на замес бетоносмесителя m b m, i определяем с учетом выхода бетона по формуле m b m, i = b w * V b m * M i, w : m b m, c = 0,53 *4,5 * 0,275 = 0,655 т;
m b m, s = 0,53 *4,5 * 0,784 = 1,869 т;
m b m, g = 0,53 *4,5 * 1,285 = 3,064 т;
m b m, w = 0,53 *4,5 * 0,09 = 0,214 т;
m b m, z 1 = 0,53 *4,5 * 5,5 * 10-4 = 13,117 * 10-4 т;
m b m, z 2 = 0,53 *4,5 * 8,25 * 10-3 = 19,676 * 10-3 т.
4.3 Расчет суммарной стоимости материалов на 1 м3 бетона рабочего состава
На основе фактических расходов по рабочему составу вычисляем суммарную стоимость материалов на 1 м3 бетона. Результаты расчета оформляем в таблицу с учетом Региональных цен за единицу материала [1, табл. П7.1 приложения 7, с 218-227].Текущие цены с учетом территориальных коэффициентов, принятых для Вологодской области материала [1, табл. П7.2 приложения 7, с 225-227], количество и стоимость компонентов также показаны в таблице.
Так как цена заполнителей указана за единицу насыпного уплотненного объема, то пересчитываем их расходы по массе на расходы по объему с использованием значений их насыпной плотности в уплотненном состоянии.
Находим насыпную плотность влажного песка r s, s, d, w в уплотненном состоянии: r s, s, d, w = 1,1 * r s, s, w = 1,1 * 1002 = 1102,2 кг/ м3.
Находим насыпную плотность влажного щебня r s, g, d, w в уплотненном состоянии: r s, g, s, d, w = 1,05 * r s, g, w = 1,05 * 1420 = 1491 кг/ м3.
Материал Ед. изм. Цена за единицу, руб. Количество Стоимость, руб.
Региональная Коэффициент Текущая т/м3 м3/м3
Цемент т 5300 0,85 4505 0,275 - 1238,87
Вода м3 15 0,66 9,9 0,09 - 0,891
Добавка ЛСТМ-2 м 32545 0,66 21479,7 5,5*10-4 - 11,81
Добавка CACL2 м 901,27 0,66 594,83 8,25*10-3 - 4,907
Песок м3 50 0,66 33 0,784 0,593 19,6
Щебень: 1,285
Фракции 5-10 мм (15 %) м3 500 0,66 330 0,193 0,129 42,71
Фракции 10-20 мм (25 %) м3 500 0,66 330 0,321 0,215 70,95
Фракции 20-40 мм (60 %) м3 500 0,66 330 0,771 0,517 170,61
Итого 1560,34
Литература
1. Кузьмин В. И., Кузьмин И. В., Лукьянчик Г. В., Коноплев С. Н., Тихонов В. Б. Проектирование составов специальных тяжелых цементных бетонов / ВИТУ. СПБ.,2004.
2. Тихонов В.Б., Кузьмин В.И., Оболдуев А.Т., Саксеев В.А., Тихомиров А.П. Строительные материалы для объектов Министерства обороны: Учебник/Виси.-СПБ.,1994.
3. Кузьмин В.И., Лукьянчик Г.В., Саксеев В.А. Автоматизированные расчеты при подборе составов и контроле качества строительных материалов / ВИСИ. - СПБ., 1996.
4. Кузьмин В.И., Оболдуев А.Т., Тихомиров А.П. Черемский А.Л. Лабороторные работы по курсу строительных материалов для объекта Министерства обороны. В 2-х ч. Ч. I и II / ЛВВИСКУ. - Л., 1989.
5. Журнал лабораторных работ.
6. Дополнительные справочные материалы лаборатории кафедры № 13.
7. Инструкция по использованию программного обеспечения автоматизированных расчетов на ЭВМ.
8. Кузьмин В.И. Новый высокоэффективный способ состава бетона ///АО «Учебно-научный центр «Перспектива»». - СПБ ., 1994.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
