Технология бетона

Величину (Ц/В)₂, обеспечивающую заданный уровень прочности пропаренного бетона в проектном (марочном) возрасте, определяют:

где R_28Ц – активность цемента после тепловой обработки в возрасте 28 суток, МПа.

R_28Ц  = 40 МПа – прочность по марке цемента.

При F150 и W4 (Ц/В) не менее 1,75. Принимаем для подбора начального состава бетона значение (Ц/В)₁=2,55, т.к. оно больше (Ц/В)₂.

Подвижность бетонной смеси	Расход воды на 1 м3 бетонной смеси, л, при максимальной крупности заполнителя 20 мм
5…10 сек.	170
1…4 см.	185

2.1 Определение расхода воды

2.1 Определение расхода воды

Расход воды для начального состава бетона принимается в  зависимости от заданной удобоукладываемости бетонной смеси, вида и наибольшей крупности заполнителя:

Таблица – Расход воды на 1 м³ бетонной смеси.

Так как выбранное нами Ц/В больше 2,5, то количество воды нужно уыеличить на 5%, следовательно в первом случае нам понадобится 179л, а во втором 194л.

НГ= 28,1%

Расход цемента, кг на 1 м³ бетонной смеси, в начальном составе бетона:

Ц_р = (Ц/В)_мах·В.

Расход цемента составит: 

при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

Ц_р1 = 179·2,55 = 456,45 кг/м³.

при уплотнении виброплощадках с частотой 25 Гц:

Ц_р2 =194·2,55 = 494,7 кг/м³.

  Полученный расход цемента сравним с допустимым:                                   

Ц _min ≤ Ц_р ≤ Ц_мах

Ц_мах = Ц_э = К·Ц_б,    

где Ц_б – базовый расход цемента, кг, который равен 450 кг;

К – корректирующий коэффициент.

Ц _min =270 кг.

К = К₁ · К₂ · К₃…K_i,

где К₁, К₂, К₃…K_i – коэффициенты, зависящие от вида и свойств материалов и технологии.

  Так как используется цемент марки 400, отпускная прочность 100% принимаем коэффициент: К₁ = 1,0.   

При нормальной густоте равной 28,1 % К₂ = 1.

Так как в технологии используется цемент первой группы эффективности при пропаривании базовые нормы умножаются на коэффициент: К₃ = 0,93.

Базовые нормы приведены для бетонов на щебне, следовательно К₄ = 0,99.

Наибольшая крупность  заполнителя учитывается коэффициентом  К₅, который при НК = 20 мм равняется 1.

В технологии используется щебень с содержанием лещадных зёрен 30% (по массе), а базовые нормы определены для щебня с содержанием пластинчатой (лещадной) и игловатой форм от 25 до 35 % (по массе).Следовательно, К₆ = 1.

Песок с Мк = 2,7, следовательно коэффициент: К₇ = 1.

К₈=1т.к. песок из отсевов дробления.

Базовые нормы расхода  цемента приведены для бетонных смесей с маркой по удобоукладываемости П1 с осадкой конуса 1…4 см, а при использовании бетонных смесей другой удобоукладываемости вводится коэффициент К₉, который равняется 0,93 для бетонных смесей с Ж = 5…10 с.

К₁₀=1, т.к. бетонная смесь применяется при температуре не выше 25⁰С.

К₁₁=1,08, т.к. при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций с отпуском натяжения арматуры на горячий бетон базовые нормы расхода цемента принимаются по величине нормируемой передаточной прочности, соответствующей отпускной прочности.

 

 2.2 Корректирующий коэффициент:

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

К = 1,0 · 1,0 · 0,93 · 1,0 · 1,0 · 1,0 · 1,0 · 1,05 · 0,93·1,0·1,08  = 0,95.

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 25 Гц:

К = 1,0 · 1,0 · 0,93 · 1,0 · 1,0 · 1,0 · 1,0 · 1,05 · 1,0·1,0·1,08  = 1,024.

Тогда Цэ при уплотнении:

• на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

Ц_э1 = 450 · 0,95= 428 кг.

456,45<428 –не условие выполняется;

• на виброустановках с частотой 25 Гц:

Ц_э2 = 450 · 1,024 = 461 кг.

      494,7 < 461 – условие не выполняется.

Ц¹⁵⁰₁=280 кг, Ц⁴₁=310 кг.

Ц¹⁵⁰₂=260 кг, Ц⁴₂=290 кг.

Расчетный расход цемента  в обоих случаях формования не удовлетворяет условию, то нужно  вводить добавки пластификаторы для снижения количества воды и цемента.

Для нашего случая выберем  ЛСТ в количестве 0,25%, что уменьшит количество воды на 15%

_{Проведем  расчет количества необходимого цемента}

220≤387,98≤428

220≤420,49≤461

Теперь условие выполняется

2.3 Расчитываем количество добавки

 

 

Где А – расход раствора добавки рабочей концентрации, л на 1м³ бетона; Ц – расход цемента, кг на 1 м³ бетона; С – дозировка добавки,0,25% от массы цемента; К – концентрация рабочего раствора добавки, 5%; П – плотность рабочего раствора добавки, 1,021кг/л.

 

 

Расчет количества воды (Вд), которое вводится с раствором добавки рабочей концентрации

 

2.4 Абсолютный объём заполнителей:

где  – плотность воды, кг/л;

 – истинная плотность цемента,  кг/л;

при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

V_з¹ = 1000 – 152,15/1,0 – 387,98/3,1= 722,7 л

 с частотой 25 Гц:

V_з² = 1000 – 164,9/1,0 – 420,49/3,1 = 699,5 л.

2.5 Определим расход песка, кг/м³:

П = V_з · r · ρп,  

r – доля песка в смеси заполнителей по абсолютному объёму;

ρ_п – истинная плотность песка – 2,68 г/см³.

Долю песка в смеси  заполнителей по абсолютному объему (r) выбирают в зависимости от расхода цемента и наибольшей крупности заполнителей по Таблице  

Расход цемента, кг на 1 м3 бетона	Величина r при наибольшей крупности щебня 20 мм
300	0,39
400	0,36

 При уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц расход цемента составил 387 кг/м³.

2.6 Определим долю песка методом интерполяции (Рисунок):

0,39               r₁

 Х₁  

 0,36

 

300                    387           400

 

Рисунок – Определение доли песка методом интерполяции.

 

Х₁/0,03=87/100→ Х₁=0,026

r=0,364

Таблица

Расход цемента, кг на 1 м3 бетона	Величина r при наибольшей крупности щебня 20 мм
400	0,36
500	0,33

 

 

При  уплотнении виброустановках с частотой 25 Гц расход цемента составил 413 кг/м³ (Рисунок ):

 

0,36                     r₂

 Х₂  

 0,33

 

400                    420,49   500

 

Рисунок  – Определение  доли песка методом интерполяции.

 

Х₂/0,03=20/100→ Х₂=0,006

r₂ = 0,36 – 0,006 = 0,354.

По заданию Мк = 2,7, а при увеличении Мк на 0,5, доля песка увеличивается на 0,03:

r₁ ^кор.= 0,364+0,042= 0,406;  r₂^кор.= 0,354+0,042 = 0,396.

2.6 Расход песка (П) в кг на 1 м³ бетона:

П₁=722,7∙0,406∙2,68=786 кг;

П₂=699,5∙0,396∙2,68=742 кг.

Определим расход крупного заполнителя в кг на 1 м³ бетона:

КЗ = V_з·(1 – r)·ρ^и_кз,   

ρ^и_кз – истинная плотность щебня 2,71 г/см³ .

 

Расход крупного заполнителя:

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:             КЗ₁ = 722,7·(1–0,406)·2,71 = 1163 кг/м³;
• при уплотнении виброустановках с частотой 25 Гц:                                                                 КЗ₂ = 699,5·(1–0,396)·2,71 = 1145 кг/м³.

Расчётная средняя плотность  уплотнённой бетонной смеси:

ρ_б.с. = (Ц + П + КЗ + В + Д )/1м³,    

   Тогда расчётная средняя плотность уплотнённой бетонной смеси:

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

ρ_б.с.¹ = (387,98+ 786 + 1163 + 152,15+(19-18,43)) = 2489,7 кг/м³;

• при  уплотнении на виброплощадках с частотой 25Гц:                                                                                

 ρ_б.с.² = (420,49 + 742+ 1145 + 164,9+(20,6-19,98)) = 2473 кг/м³. 

  10. Определим коэффициент выхода бетонной смеси:

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:

 

• при  уплотнении на виброплощадках с частотой 25 Гц:

2.7 Материальный  баланс

Определим расходы и стоимости  материалов на 1 м³ бетона:

Таблица – Расходы и стоимости материалов на 1 м³ бетона. 

Материал для бетона		Единицы измерения	Цена материала, руб.		Расход материалов на 1 м3 при формовании			Стоимость материалов, руб.
					на вибропл. и виброуст. с частотой     50 Гц		виброуст. с частотой     25 Гц	на вибропл. и виброуст. с частотой 50 Гц	виброуст. с частотой     25 Гц
Цемент		т	21,4		0,387		0,420	8,28	8,988
Песок		м3	3,5		0,5		0,472	1,75	1,652
Щебень		м3	9,45		0,775		0,763	7,08	7,21
Вода		л	0,03		0,152		0,164	0,005	0,005
ЛСТ		т	36		0,0006		0,0006	0,0216	0,0216
Итого	17,131			17,8766

• при уплотнении на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц:  = 17,131 руб.
• при  уплотнении на виброплощадках с частотой 25 Гц:                                                             = 17,8766 руб.

Выбираем более дешёвый  способ формования, т.е. на виброплощадках и виброустановках с частотой 50 Гц.

 

Наименование материала	Единицы измерения	Расход материала на 1м³ бетона	Потребность
			В год	В сутки	В смену		В час
Цемент с потерями	т	0.393	37335	151.3		50.3	6.3
Песок с потерями	м³	0.51	48450	196.1		65.4	8.2
Щебень с потерями	м³	0.79	75050	303.8		101.3	12.6
Вода	м³	0.152	14440	58.5		19.5	2.4
Добавки с потерями	т	0.0006	57	0.23		0.029	0.003