43191
Проектирование состава тяжелого цементного бетона на плотных заполнителях
Курсовая
Архитектура, проектирование и строительство
Корректировка состава бетонной смеси по удобоукладываемости. Расчет расхода материалов на заданный объем бетоносмесителя. Проектирование состава имеет цель установить такой расход материалов на 1 бетонной смеси при котором наиболее экономично обеспечивается получение удобоукладываемой бетонной смеси и заданной прочности бетона а в ряде случаев необходимой морозостойкости водонепроницаемости и специальных свойств бетона. Состав бетонной смеси выражают в виде соотношения по массе реже по объему между количествами...
Русский
2013-11-03
1.7 MB
13 чел.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА
Строительных материалов
Курсовой проект
«Проектирование состава тяжелого цементного бетона
на плотных заполнителях»
ВЫПОЛНИЛА:
студентка гр.БТП09-1
Суханова Валентина
ПРОВЕРИЛ:
Радаев Сергей Сергеевич
Тюмень, 2011 г.
Содержание:
Проектирование состава имеет цель установить такой расход материалов на 1 бетонной смеси, при котором наиболее экономично обеспечивается получение удобоукладываемой бетонной смеси и заданной прочности бетона, а в ряде случаев необходимой морозостойкости, водонепроницаемости и специальных свойств бетона.
Состав бетонной смеси выражают в виде соотношения по массе (реже по объему) между количествами цемента, песка и щебня (или гравия) с указанием водоцементного отношения.
Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), принимаемый для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) для материалов с естественной влажностью. К моменту расчета состава бетонной смеси нужно определить качество исходных материалов: цемента, воды, песка и щебня (гравия) согласно требованиям ГОСТов.
Состав тяжелого бетона рассчитывают по методу «абсолютных объемов», разработанному проф. Б. Г. Скрамтаевым и его школой. В основу этого метода положено условие, что тяжелый бетон, уплотненный в свежем состоянии, приближается к абсолютной плотности, т. е. сумма абсолютных объемов исходных материалов в 1 равна объему уплотненной бетонной смеси. Исходными данными для расчета состава бетона являются заданная прочность бетона R6, характеристика бетонной смеси по степени подвижности или жесткости, а также характеристика исходных материалов активность цемента #ц, плотности песка, Щебня или гравия и пустотность щебня или гравия.
В зависимости от условий, в которых будет находиться бетон в сооружении или конструкции, к нему могут предъявляться также и другие требования, например степень морозостойкости, стойкость к воздействию агрессивных вод, водонепроницаемость. Высокая морозостойкость и непроницаемость плот-ноуложенного бетона регулируются В/Ц и расходом вяжущего, отсюда вытекает необходимость нормирования В/Ц в гидротехническом, дорожном и других специальных бетонах. Состав бетонной смеси, т. е. количество цемента, воды, песка и щебня (гравия), вначале устанавливают ориентировочно методом расчета, а затем уточняют испытанием пробных замесов бетонной смеси.
Марка бетона
Активность цемента
Подвижность ОК 5 см
Вид крупного заполнителя гравий
Диаметр наибольший
Качество составляющих - низкое
Влажность песка
Влажность крупного заполнителя
Объем бетоносмесителя
Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате формования и твердения правильно подобранной бетонной смеси, состоящей из минерального вяжущего, воды, заполнителей и специальных добавок.
Тяжелым бетоном называют плотный бетон на цементном вяжущем и плотных крупных и мелких заполнителях (плотность тяжелого бетона 1800-2500).
Смесь из указанных выше материалов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.
Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе 1 уложенной и уплотненной бетонной смеси (например, в 1 бетонной смеси содержится: цемента 280 кг, песка 675 кг, щебня 1300 кг, воды 168 кг) или же в долях, за масштабную величину берется расход цемента, т.е. 1:X:Y (цемент : песок : щебень) при .
Общие технические требования к плотным цементным бетонам на плотных заполнителях выражаются следующими характеристиками:
- классами по прочности на сжатие (В 3,5 … В 80, МПа), осевое растяжение , растяжение при изгибе , определяющими гарантированное значение прочности бетона с обеспеченностью 95%;
- марками по морозостойкости , то есть количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, насыщенных водой образцов, при котором потеря прочности не превышает 5%, для бетонов конструкций, подверженных попеременному замораживанию и оттаиванию;
- марками по водонепроницаемости (W 2 … W 20, ), т.е. максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивание через контрольные образцы, для бетонов конструкций с повышенными требованиями по водонепроницаемости, плотности, коррозийной стойкости.
Крупный заполнитель гравий это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы с размером частиц от 5 до 70 мм. Он выполняет роль несущего каркаса.
Мелкий заполнитель песок рыхлая смесь зерен крупностью 0,16-5 мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения твердых горных пород.
Цемент применяют в качестве вяжущих материалов.
Состав бетона для пробных замесов рассчитывают в следующем порядке: вычисляют цементно-водное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расходы крупного и мелкого заполнителя на 1 бетонной смеси.
, где
- марка бетона,
- активность цемента,
- коэффициент, учитывающий качество материалов.
При знак «-»
При знак «+»
Расход воды (водопотребность) ориентировочно определяют, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси.
При ОК=5 см и
Расход цемента на 1 бетона:
.
Расход крупного заполнителя (гравия) определяют исходя из двух условий:
Из совместного решения уравнений этих двух условий выводим расчетную формулу для определения количества крупного заполнителя:
пустотность крупного заполнителя в рыхлом состоянии;
насыпная плотность крупного заполнителя,
истинная плотность крупного заполнителя,
коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя.
Объем цемента равен =77л.
При получении промежуточного значения объема цементного теста значение принимают по интерполяции:
200 1,17 250 1,31 |
50 0,14 |
Находим расход песка:
№ п/п |
Материал |
Расход, кг на 1 |
1. |
Гравий, |
1666,7 |
2. |
Песок, |
445,2 |
3. |
Цемент, |
240,5 |
4. |
Вода, |
185 |
плотность бетонной смеси
Расчет расхода компонентов на лабораторный замес.
Приготовление бетонной смеси.
Состав бетона, полученный расчетом, является только ориентировочным и часто не отвечает полностью физико-механическим свойствам бетона и бетонной смеси. Для уточнения его готовят
пробный замес объемом 6 литров (), сохраняя массовое соотношение исходных материалов, получаемое расчетом.
Приборы и материалы:
Методика выполнения работы:
1. Отвешивают необходимое количество всех компонентов бетона для лабораторного замеса и готовят смесь.
2. Перед началом работы противень, в котором предстоит готовить смесь, протирают влажной тканью.
3. Всыпают на противень песок и цемент, смешивают в сухом состоянии.
4. Всыпают гравий и перемешивают его с цементно-песчаной смесью.
5. В последнюю очередь в сухую смесь вливают воду и смесь тщательно перемешивают вручную в течении 5 минут.
Материалы |
Расход, кг |
|
на 1 |
На замес |
|
гравий |
1666,7 |
|
песок |
445,2 |
|
цемент |
240,5 |
|
вода |
185 |
|
Определение показателя подвижности бетонной смеси
Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или внешних механических воздействий. Это свойство оценивают подвижностью или жесткостью.
Подвижностью называется способность бетонной смеси растекаться под собственным весом Определяется осадкой конуса.
Приборы и материалы:
Методика выполнения работы:
Подвижность смеси получилась неудовлетворительной, следовательно, состав корректируем. Бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, следовательно, увеличиваем количество цемента и воды без изменения цементно-водного отношения.
Добавка воды 200г
Добавка цемента:
Осадка конуса 6 см
Определение показателя жесткости бетонной смеси
Жесткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.
Приборы и материалы:
Методика выполнения работы:
Состав бетонной смеси на замес, V=6 л |
Добавки, г |
Состав лабораторного замеса с добавками, г |
Состав, откорректированный по удобоукладываемости() |
|
- |
|
|
|
- |
|
|
|
260 |
|
|
|
200 |
|
|
Находим фактический объем замеса:
5. Формование контрольных образцов и определение их прочности.
Изготовление контрольных образцов кубов.
Для определения предела прочности при сжатии бетона изготавливают контрольные образцы кубы, размеры которых определяются наибольшей крупностью зерен заполнителя.
При 20 мм, размер грани 100 мм
За базовый образец принимается образец с рабочим сечением 150 150 мм.
Изготавливают в разборных стальных или чугунных формах. Уплотняют штыкованием или вибрированием.
Определение марки и класса бетона по прочности.
Марка бетона числовая характеристика прочности, устанавливаемая по результатам испытаний 3-х образцов кубов размерами 15 15 15 см в возрасте 28суток, твердевших в нормальных условиях, округленных до ближайшей ГОСТовской величины.
Предел прочности:
где N разрушающая сила, кгс (кН)
А площадь поперечного сечения образца, см2
Средняя плотность бетона:
где R1 и R2 наибольшие пределы прочности при сжатии 2-х отдельных образцов, кгс/см2(МПа)
В случае, когда кубы по размерам отличаются от стандартных, а время менее 28 суток, то
где - предел прочности бетона в возрасте суток, МПа
k масштабный коэффициент, зависящей от размеров куба
t возраст твердения образцов, сут.
- временной коэффициент
Класс бетона (В)- числовая характеристика прочности с гарантированной обеспеченностью 95%
, где
t- статический критерий, зависящий от обеспеченности: при обеспеченности 0,95t=1,64
v коэффициент вариации, нормативное значение 0,135 (13,5%)
Приборы и материалы:
1. Гидравлический пресс
2. Металлическая рейка
3. Торговые весы (технические)
4. Образцы кубы бетона
Методика выполнения работы:
Образцы после 28 суточного твердения в нормальных условиях должны быть выдержанны в течении 4 часов в помещении с t= и относительной влажностью воздуха не менее 55%.
Опорные грани образцов-кубов выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в форму.
Образец устанавливают на плиту, затем включают электродвигатель гидравлического привода пресса. Нагрузка на образец возрастает непрерывно со скоростью 0,4-0,8 МПа в 1 сек. до разрушения образца.
Состав №1 |
Состав №2 |
Состав №3 |
||||||
Ц/В=(Ц/В)расчет. |
Ц/В>(Ц/В)р. на 20% |
Ц/В<(Ц/В)р. на 20% |
||||||
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
14500 |
13800 |
13200 |
18500 |
17800 |
17200 |
10500 |
9800 |
9200 |
|
|
|
6. Корректировка состава бетона по прочности
Необходимо экспериментально найти точное значение Ц/В, обеспечивающее получение бетона заданной прочности. Для этого нужно приготовить 3 состава смеси и построить экспериментальную зависимость прочности бетона от Ц/В.
За базовый состав принимаем состав №1, а два других должны иметь с ним одинаковые расходы воды и гравия. Расход цемента для состава №2 принимаем меньше на 20%, а для состава №3 больше на 20%.
Состав №1, кг/м3 |
Состав №2, кг/м3 |
Состав №3, кг/м3 |
(Ц/В)0=1,3 |
(Ц/В)2=0,8(Ц/В)0=1,04 |
(Ц/В)3=1,2(Ц/В)0=1,56 |
Ц1=269,8 |
Ц2= 0,8Ц1=215,8 |
Ц3= 1,2Ц1=323,8 |
В1=206,3 |
В2= В1=206,3 |
В3= В1=206,3 |
Г1=1587,3 |
Щ2= Щ1=1587,3 |
Щ3= Щ1=1587,3 |
П1=423,8 |
П2= П1+=423,8+=360,6 |
П3= П1-=423,8-=359,8 |
По полученным данным строим графическую зависимость
(см. приложение 1)
И по полученной экспериментальной графической зависимости устанавливаем для проектной марки бетона оптимальное значение и рассчитываем лабораторный состав бетона, откорректированный по удобоукладываемости и прочности.
7. Расчет номинального состава бетона. Расчет производственного состава бетона.
При расчете номинального состава бетона за масштабную единицу принимается масса цемента или его абсолютный объем.
Номинальный состав по массе:
Номинальный состав по объему:
Полевой состав это состав бетона на 1 м3 с учетом влажности заполнителей (гравия).
8. Расчет расхода материалов на заданный объем бетоносмесителя.
Найдем коэффициент выхода бетонной смеси:
Объем бетоносмесителя
Расход, составляющий на объем бетоносмесителя:
Испытания песка
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,14 |
поддон |
|
а, гр. |
10 |
70 |
150 |
90 |
155 |
435 |
90 |
а, % |
1 |
7 |
15 |
9 |
15,5 |
43,5 |
9 |
А,% |
1 |
8 |
23 |
32 |
47,5 |
91 |
100 |
Где а частные остатки на каждом сите
полный остаток А сумма частных остатков на сите и на ситах с большим номером.
Из таблицы следует, что песок мелкий заполнитель, требует корректировки гранулометрического состава.
Испытания гравия
70 |
40 |
20 |
10 |
5 |
поддон |
|
а, гр. |
0 |
50 |
305 |
2200 |
435 |
10 |
а, % |
0 |
1,7 |
10,2 |
73,3 |
14,5 |
0,3 |
А,% |
0 |
1,7 |
11,9 |
85,2 |
99,7 |
100 |
Список используемой литературы:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
КР Проектирование состава бетона
Разраб.
Суханова В.А.
Провер.
Радаев С.С.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Исходные данные
Лит.
Листов
ГОУ ВПО ТюмГАСУ
ТюмГСТ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
Введение
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
Исходные данные
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
Исходные данные
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
Расчет ориентировочного состава бетона
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
Расчет ориентировочного состава бетона
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
Расчет ориентировочного состава бетона
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
Корректировка состава по удобоукладываемости
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
Корректировка состава по удобоукладываемости
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
Формование контрольных образцов
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Корректировка состава бетона
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
Расчет состава и расхода
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
Испытания песка и щебня
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
Список используемой литературы
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
17769. | Інтернет – як засіб інформаційної підтримки роботи вчителя | 94 KB | |
Інтернет як засіб інформаційної підтримки роботи вчителя Організація мережі Інтернет. Перегляд інформаційних ресурсів в Інтернеті Доступ користувачів до мережі Інтернет. Робота з пошуковими серверами електронними бібліотеками. Пошук потрібних нових гр... | |||
17770. | Основні вимоги до створення навчальної презентації | 51.5 KB | |
Основні вимоги до створення навчальної презентації План Визначення поняття Презентація . Типи презентацій. Алгоритм створення презентацій. Вимоги до структури та змісту презентації. Вимоги до оформлення змісту презентації за Д. Льюїсом. ... | |||
17771. | Інформаційні технології в освіті | 94.5 KB | |
Інформаційні технології в освіті. План 1.Походження терміну Інформація. Поняття інформації. Види інформації. Форми подання. Інформаційні процеси. 2. Визначення основних термінів курсу: технологія інформаційна технологія ІТ інфор... | |||
17772. | Основні напрямки використання ІКТ в навчальній діяльності на уроках іноземних мов | 64.5 KB | |
Лекція 4. Основні напрямки використання ІКТ в навчальній діяльності на уроках іноземних мов. Педагогічні програмні засоби їх класифікація. Підготовка вчителя до уроку з використанням ППЗ Основні форми використання ППЗ на різних етапах уроку. Організ | |||
17773. | Використання можливостей MS Excel у роботи вчителя. Розробка електронного навчального модуля | 281.5 KB | |
Лабораторна робота № 3 Тема. Використання можливостей MS Excel у роботи вчителя. Розробка електронного навчального модуля. II частина Перевірка. Мета . Оволодіння навичками використання MS Excel у роботі : створення тестів для перевірки знань та при підготовці до ба... | |||
17774. | Розробка електронного навчального модуля | 27.65 KB | |
Лабораторна робота № 1 Тема. Розробка електронного навчального модуля. I частина Інформація. Підготовка навчальних презентацій для викладання іноземних мов засобами програми Power Point. Мета . Оволодіння навичками створення електронного навчального мо... | |||
17776. | Розробка електронного навчального модуля | 84.5 KB | |
Лабораторна робота № 2 Тема. Розробка електронного навчального модуля. II частина Практика. Підготовка навчальних матеріалів для закріплення знань учнів з іноземних мов засобами програмно апаратного комплексу Smart Board. Мета . Оволодіння навичками створе... | |||
17777. | ЗАГАЛЬНА ФІЗІОЛОГІЯ ЗБУДЛИВИХ ТКАНИН | 1.95 MB | |
Загальна фізіологія збудливих тканин. 1. Фізіологія як наука. Поняття про функцію. Методи фізіологічних досліджень. Нормальна фізіологія наука про обєктивні закономірності протікання функцій організму в їх взаємозвязку і у взаємодії організму із зовнішнім середо | |||