Расчет состава бетона методом абсолютных объемов

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-строительный институт

Кафедра «СМиИ»

 

 

Курсовая работа

Расчет состава бетона методом абсолютных объемов

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

Руководитель                             __________               Василовская  Н.Г.

                                            подпись, дата       

     

 Студент  гр. СФ 10-71             __________                       Самусев К.Г

                                                   подпись, дата 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2013 г.

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………….……3
2. Номенклатура продукции………………………………….………………5
3. Задание……………………………………………………………………...6
4. Расчет состава бетона……………………………………………………...7
5. Библиографический список………………………………………………10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

В гражданском и промышленном строительстве около 90 % сборного железобетона составляют типовые унифицированные конструкции, при разработке которых в качестве одного из, основных учтено требование заводской технологичности изделий. Это обусловливает предельную массу элементов и их размеры, форму и сечение элементов, их армирование и пр.

Железобетон – это материал, в котором соединен в единое целое бетон и стальная арматура. Бетон частично защищает металл арматуры от коррозии и воспринимает в этом композите сжимающие напряжения, а арматура – растягивающие усилия: известно, что металл хорошо работает на растяжение, а относительно хрупкий бетонный камень – на сжатие.

Цемент и вода являются активными составляющими бетона – в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементом и заполнителем не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Однако, крупный заполнитель (щебень горных пород или известняка) и мелкий заполнитель (кварцевый, он же речной песок) существенно влияют на структуру и свойства бетона.

В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель.

Одной из разновидностей железобетона является напряжённый железобетон. За счет применения специальных технологических приемов, в процессе изготовления материалов из напряженного железобетона арматура замоноличивается в бетоне в частично растянутом виде.

Перекрытия жилых и общественных зданий выполняют из сборных железобетонных сплошных, пустотных или ребристых плит (рис. 1). Плиты сплошного сечения имеют длину до 6, 6 м, ширину 3 м и толщину 120—160 мм, масса их до 7 т.

Пустотелые плиты перекрытий изготовляют с цилиндрическими пустотами длиной до 6 м, шириной до 2,4 м и толщиной 220 мм, массой до 4 т или длиной до 9—12 м, шириной до 1,5 м, толщиной 300 мм. Ребристые плиты изготовляют П-образного сечения длиной до 8,8 м, шириной до 1,5 м, высотой до 400 мм, их масса до 4 т.

При больших пролетах применяют ребристые плиты типа 2Т. Они выполняются длиной до 15 м, шириной до 3 м и высотой до 600 мм, масса до

Для изготовления плит применяют тяжелый бетон, а также легкий конструкционный бетон. При использовании легкого конструкционного бетона масса панелей по сравнению с панелями из тяжелого бетона снижается на 20 %.

Плиты перекрытий армируют сетками и каркасами из стали класса А-III и проволоки BP-I. Если пролеты плит больше Зм, их целесообразно изготовлять предварительно напряженными с использованием высокопрочной арматуры. Изготовляют плиты преимущественно по конвейерной и поточно-агрегатной технологии, а большой длины — по стендовой.

Рис. 1. Плиты перекрытий многоэтажных зданий

а) плита сплошного сечения;   б) многопустотная   плита;   в) ребристая   плита; г) плита 2Т.

 

2. Номенклатура выпускаемой продукции

 

Железобетонные плиты перекрытий для жилых зданий должны изготовляться и соответствовать требованиям ГОСТ 26434-85.

Плиты подразделяют на следующие типы:

1П - сплошные  однослойные плиты толщиной 120 мм;

2П - то  же, толщиной 160 мм;

1ПК - многопустотные  плиты толщиной 220 мм, с круглыми  пустотами диаметром 159 мм;

2ПК - то  же, с круглыми пустотами диаметром 140 мм;

ПБ - многопустотные плиты толщиной 220 мм безопалубочного формования.

Плиты типов 2П и 2ПК изготовляют только из тяжелого бетона.

Плиты всех типов могут быть предусмотрены для опирания по двум или трем сторонам или по контуру.

В жилых зданиях с встроенными или пристроенными помещениями общественного назначения для перекрытий этих помещений допускается применять плиты типов и размерами, установленными для перекрытий общественных зданий.

Плиты в перекрытии здания следует располагать таким образом, чтобы их координационная длина равнялась соответствующему поперечному или продольному шагу несущих конструкций здания.

Плиты в зависимости от их расположения в перекрытиях применяют под расчетные равномерно распределенные нагрузки (без учета собственного веса плит), равные 3,0; 4,5; 6,0 и 8,0 кПа (соответственно 300, 450, 600 и 800 кгс/м ).

Плиты должны обеспечивать предел огнестойкости, предусмотренный СНиП II-2-80 в зависимости от требуемой степени огнестойкости здания.

 

 

4. Расчет состава бетона

 

Исходные данные:

Марка бетона – 300;

Объем изделия–1,07 м3;

ОК=2 см;

Ж=14сек.

Характеристики песка:

ρп=2,67г/см3; ρн.п=1,60г/см3; W=3%; Вп=8.

Характеристики цемента:

Марка цемента – 500;

ρц=3,1 г/см3; ρн.п=1,2г/см3.

Характеристики крупного заполнителя:

Щебень, ρг=2,95г/см3; ρн.г=1,48г/см3; W=3%.

Dнаиб.круп.=20 мм;

Качество заполнителя - высокого качества.

Принцип расчета состава всех видов бетона один, основан на использовании зависимости, установленных большим объемом экспериментальных работ и известен под названием метода абсолютных объемов. При подборе составов специальных бетонов необходимо учитывать дополнительно некоторые особенности: качество исходных материалов, требования к бетону.

Метод абсолютных объемов исходит из предположения, что в уплотненной бетонной смеси сумма абсолютных объемов всех компонентов равна 1000 л:

Vaц+Vaщ+Vaп+Vaв=1000 л.

В расчетах состава бетона используют средние зависимости прочностибетона от различных факторов: 

Rб=A-Rц(Ц/B - 0,5)       (1)при В/Ц >0,4(Ц/В < 2,5)

Rб=A-Rц(Ц/B + 0,5)      (2)при В/Ц >0,4(Ц/В ≥ 2,5)

 

Приступая к расчету состава бетона, необходимо выбрать вид цемента и марку цемента.

Марка бетона 300,значит марка цемента 500.

Предварительно для выбора формулы1 или 2 определяем Ц/В по графику.

Пользуясь формулами (1) или (2), находим Ц/В и соответственно В/Ц.

А=0,65 т.к. предварительно определенное Ц/В=2, следовательно выбираем формулу (1):

Rб=A-Rц(Ц/B - 0,5)

В/Ц=0,7

Расход воды, исходя из требуемой подвижности бетонной смеси, ориентировочно находят из требуемой по графикам.Расход воды на практике окончательно уточняется по подвижности путем пробных замесов.

В=168 л

По найденному расходу воды (В), зная Ц/В отношение, находят расход цемента:

Ц = Ц/В-В=1,42∙168=239кг;

Расход крупного и мелкого заполнителя определяют, исходя из получения бетона плотной структуры и обеспечения минимального расхода цемента. Формулы для определения расхода заполнителей из решения системы двух уравнений:

Первое уравнение вытекает из метода абсолютных объемов, второе - из положения, что для получения плотной структуры пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены цементным раствором с некоторой раздвижкой зерен, которая учитывается коэффициентом α:

α=1,32

кг

Расход мелкого заполнителя находим, исходя из суммы абсолютных объемов выше найденных расходов цемента, воды и щебня:

кг

Рассчитав номинальный состав бетона, выразим его в виде пропорции, где за единицу принять расход цемента

Ц:П:Щ=1:2,08:5,5

Так как на практике заполнители всегда имеют влажность, следующим этапом является пересчет лабораторного состава на производственный с учетом естественной влажности материалов. Пересчет ведется по следующей формуле:

кг

кг

л

Заполнители обладают большой пустотностью, поэтому выход бетонной смеси из бетономешалки всегда меньше по объему суммы естественных объемов, загружаемых компонентов бетона. Для учета этого факта вводится понятие коэффициента выхода бетона, определяемого по формуле:

 

 

Зная коэффициент выхода бетона, можно рассчитать расход компонентов на реальный объем изделия:

 кг

кг

кг

 л

Вхим=168 0,15=25,2

%

Бетон после укладки при нормальных условиях (t =18 ±2°С при 100% влажности) набирает расчетную марку в возрасте 28 суток.

После пропаривания (способа ускорения твердения бетона) бетон набирает 70-80% марочной прочности. Затвердевший бетон всегда имеет пористость, обусловленную рядом причин. Одной из основных причин является использование избыточного количество воды сверх необходимого для химической реакции. Избыточная вода нужна для получения необходимой удобоукладываемости бетонной смеси. Поэтому, исключая другие причины, можно рассчитать пористость бетона по формуле:

Коэффициент плотности бетона (Кт) рассчитывается по формуле:

Кт=100-Пб=100-0,143=99,857

Компоненты	Состав бетона на 1м2	Состав компонентов на изделие
Цемент	239 кг	194 кг
Песок	499,3 кг	418  кг
Щебень	1315,8 кг	1102 кг
Вода	168 л	92 л

 

 

7.Библиографический список

 

1. Методические указания к курсовому проекту по «Технологии бетонных и железобетонных изделий». Василовская Н.Г.
2. Баженов Ю.М. Технология бетонных и железобетонных изделий. Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1984.-672 с.
3. ГОСТ 26434-85.