Презентация на тему "Проектирование тяжелого бетона с добавками и без добавок."

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Дисциплина: Основы проектирования продукцииРаздел: Проектирование тяжелого бетона с добавками и без добавокРасчет и обоснование.

  Преподаватель – Баженова Софья Ильдаровна Доцент, к.т.н. Кафедра ТВВиБ ИСА МГСУ

• 
  Слайд 2

  Содержание работы:

  Раздел 1. Описание изделия Расшифровка маркировки. Габаритные размеры. Назначение ж/б изделия Условия эксплуатации Условия и порядок монтажа Нормативные документы к разделу. Раздел 2. Сырье и полуфабрикаты* 2.2. Требования к исходным материалам Требования к бетонной смеси Требования к вяжущему Требования к заполнителям (крупному и мелкому) Требования к добавкам Требования к химическим добавкам Требования к стали Нормативные документы к разделу.

• 
  Слайд 3
  

  2.2. Физико-механические характеристики исходных материалов Паспорт качества на цемент Паспорт качества на заполнитель Сертификат на добавку Паспорт качества на арматуру Нормативные документы к разделу в т.ч. методики и требования к испытаниям *конкретно подходящие к рассматриваемому ж/б изделию Раздел 3. Подбор состава бетонной смеси С добавкой Без химической добавки Нормативные документы к разделу в т.ч. методики и требования к испытаниям Раздел 4. Технологическая схема производства ж/б изделия Раздел 5. Охрана труда и окружающей среды. Раздел 6.Технико-экономические показатели производства

• 
  Слайд 4
  

  Пример: Многопустотная предварительно- напряженная плита перекрытия 2УНТ 59-12

  Описание Плиты применимы в зданиях с блочными и кирпичными стенами. С этой целью оба опорных участка каждой плиты усилены: один - путем уменьшения диаметра пустот, другой - установкой бетонных вкладышей, изготавливаемых из бетона той же марки, что и панели. Плиты перекрытий изготовляют из тяжелого бетона. Для улучшения звуко- и теплоизоляционных свойство изделия, а также в целях экономии бетона, а именно дорогостоящего цемента, плиты выполняют пустотными. Назначение Плиты относятся к конструкциям 3-ей категории трещиностойкости и применяются в отапливаемых зданиях с нормально-влажностным режимом и неагрессивной газовой средой. При применении плит в санузлах и т.п. помещениях необходимо предусмотреть надежную гидроизоляцию.

• 
  Слайд 5

  Эскиз изделия:

  ТУ 400-1-517-92 – Панели железобетонные многопустотные для перекрытий зданий различного назначения

• 
  Слайд 6

  Сырье и полуфабрикаты

  Цемент. В соответствии с проектными требованиями к бетону по прочности выбираем портландцемент марки М400, который выпускается без добавок или с активными минеральными добавками, предусмотренными ГОСТ 10178-85 в количестве 5% от массы цемента. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин., а конец схватывания не позднее 12 часов от начала затворения цемента водой. Тонкость помола должна быть такой, чтобы сквозь сито с сеткой №008 по ГОСТ 25328-82 проходило не менее 85% от массы пробы. Удельная поверхность цемента должна быть 2800…3200 см2/гр. Химический анализ клинкера проводят по методике, регламентированной ГОСТ 5382-91 Цемент поступает по железной дороге.

• 
  Слайд 7
  

  Мелкий заполнитель. Мелким заполнителем для бетона является естественный кварцевый песок или полевошпатовый, а также искусственный из твердых дробленных каменных пород соответствующий требованиям ГОСТ 8736-2014. Песок имеет объемную массу 1,55г/см3. По гранулометрическому составу и количеству зерновой состав песка должен соответствовать следующим требованиям: полный остаток на контрольных ситах в процентах по массе: 5,0 – 0%; 2,5 – 20%; 1,25 – 15…45%; 0,63 – 35…70%; 0,315 – 70…90%; 0,14 – 80…100%. Проход через сито № 014 – 10…0%. Модуль крупности – 2,2. Истинная плотность 2630кг/м3. Наличие в песке зерен гравия и щебня размером более 10мм не допускается. Количество примесей ограниченно ГОСТ 8736-2014. Содержание в песке зерен, проходящих через сито со сеткой «014 не должно превышать 10% по массе. При этом количество пылевидных частиц, илистых и глинистых частиц, определенных отмучиванием, недолжно превышать 5% по массе. В песке не должно быть комков глины, суглинка и посторонних включений (ГОСТ 8736-2014).

• 
  Слайд 8
  

  Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень. Величина зерен крупного заполнителя не более 20мм. Должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8268-93, ГОСТ 8269.0-97 и 8269.1-97. Щебень не должен содержать зерна игловатой и пластинчатой формы более 15% по массе. Содержание зерен слабых пород не должно превышать 10% по массе. Количество глинистых и илистых частиц в щебне определяется отмучиванием, не должно превышать 1% Плотность щебня – 1480кг/м3, истинная плотность – 2600 кг/м3. Щебень поступает по железной дороге с дробильно-сортировояного завода

• 
  Слайд 9
  

  Арматура и закладные детали. Для изготовления арматурных каркасов и сеток применяется стержневая горячекатаная арматура сталь класса А-240 по ГОСТ 10884-94, стержневая горячекатаная сталь периодического профиля классов А-300, А-400, а также холоднотянутая арматурная проволока класса В-500. Контроль качества арматурных изделий должен выполняться по операционно с момента поступления арматуры на завод. Подъемные петли должны изготавливаться из гладкой горячекатаной арматурной стали А-240 марок ВСт3 СП2 и класса А-300 марки 10ГТ. В изделиях применяются сварные и штампованные закладные детали. Материал пластин для закладной детали – сталь марки ВСт3 КП2. Качество стали должно соответствовать требованиям ГОСТ 380-2005. Арматурные изделия должны соответствовать ГОСТ 10922-2012.

• 
  Слайд 10
  

  Вода. Вода для затворения принимается в соответствии с ГОСТ 23732-2011. Смазка для форм. Смазку на поверхность форм наносят распылителями, а в тех местах, где неудобно их использовать, применяют различные механизмы. В качестве смазки для форм используется смазка на основе пасты ОПЛ, которые соответствуют ТУ 18-16-204-78. В качестве смазки можно применять водоэмульсионную смазку ОЭ-2, на основе эмульсии марки ЭКС. Смазку готовят в соответствии с ГОСТ 6243-75.

• 
  Слайд 11
  

  Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень. Величина зерен крупного заполнителя не более 20мм. Должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8268-93, ГОСТ 8269.0-97 и 8269.1-97. Щебень не должен содержать зерна игловатой и пластинчатой формы более 15% по массе. Содержание зерен слабых пород не должно превышать 10% по массе. Количество глинистых и илистых частиц в щебне определяется отмучиванием, не должно превышать 1% Плотность щебня – 1480кг/м3, истинная плотность – 2600 кг/м3. Щебень поступает по железной дороге с дробильно-сортировояного завода

• 
  Слайд 12

  Элементарные технологические схемы производства железобетона

• 
  Слайд 13

  Проектирование состава тяжелого бетона

  Для проектирования состава бетона необходимо знать следую­щие данные: - класс (марку) бетона, возраст его достижения и условия твердения, контролируемые промежуточные прочности (отпускная, распалубочная, передаточная при изготовлении предварительно на­пряженных конструкций); - вид, назначение и условия эксплуатации конструкции; - удобоукладываемость бетонной смеси (подвижность или жесткость табл. 1), устанавливаемая в зависимости от технологии формова­ния и вида конструкции (табл.2); - характеристики заполнителей (зерновой состав, наибольшая крупность, насыпные плотности в сухом и естественном состоянии, плотности в куске, влажность заполнителей); - дополнительные требования к качеству бетона (морозостой­кость, водонепроницаемость и др.).

• 
  Слайд 14

  Таблица 1. Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости

• 
  Слайд 15
  

  Таблица 2. Нормируемые требования к удобоукладываемости бетонной смеси в зависимости от способа уплотнения и вида конструкций

• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18

  Расчет состава тяжелого бетонаВыбор марки цемента

  Выбирают рациональную марку цемента в зависимости от класса или марки бетона по прочности на сжатие. Вид цемента назначают с учетом условий работы конструкций. При нормальных условиях эксплуатации (внутри зданий или на откры­том воздухе), где агрессивные воздействия исключены, рекомендуется применять портландцемент или портландцемент с минеральными до­бавками, а также шлакопортландцемент. При наличии агрессивных по отношению к бетону воздействий следует использовать специальные цементы: сульфатостойкий портландцемент, пуццолановый портланд­цемент, гидрофобный и др. Истинную плотность цемента можно принимать в пределах 3,0-3,2 г/см3, насыпную плотность цемента можно принимать в преде­лах 1,1-1,4 кг/дм3.

• 
  Слайд 19

  Расчет состава тяжелого бетонаТребования к заполнителям

  При выборе заполнителей необходимо проверить соответствие их зернового состава требованиям стандарта на выпускаемое изделие, определить качество заполнителя. Для бетонирования балок, колонн, рам, густоармированных штатных и других конструкций наибольший размер зерен не должен быть более 3/4 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры и не более 1/3 наименьшего размера бетонируемой конст­рукции. Для плитных среднеармированных конструкций допускает­ся применение щебня крупностью не более 1/2 наименьшей толщи­ны плиты. Таблица 3. Водопотребность песка в зависимости от модуля крупности

• 
  Слайд 20
  

  На заводах железобетонных конструкций используют крупный заполнитель только фракций 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Для получения бетонной смеси обычно используют кварцевый песок. От крупности песка зависит его водопотребность в бетоне (табл. 3). Для промежуточных значений Мкводопотребность песка находится интерполяцией. Коэффициенты, учитывающие качество заполнителей, находят по табл. 4. Таблица 4. Значения коэффициентов А и А1

• 
  Слайд 21

  Расчет состава тяжелого бетонаОпределение водоцементного отношения

  Из формул прочности бетона вычисляют цементно-водное (Ц/В) или водоцементное (В/Ц) отношение, необходимое для получения заданной прочности бетона. Формулы прочности бетона принима­ются следующие: при Ц/В < 2,5 при Ц/В > 2,5 где Rб - заданная прочность бетона в возрасте 28 суток, МПа (или кгс/см2); Rц- активность (марка) цемента, МПа (или кгс/см2); Аи А1 — коэффициенты, учитывающие качество заполнителей, находят по табл. 4.  

• 
  Слайд 22
  

  Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности, все за­полнители оптимального зернового состава, чистые, фракциониро­ванные, портландцемент высокой активности. Рядовые материалы: заполнители среднего качества, щебень или гравий, отвечающие требованиям стандартов, портландцемент средней активности или шлакопортландцемент. Материалы пониженного качества: низкопрочный заполни­тель, мелкий песок, цемент низкой активности. Водоцементное отношение (В/Ц) равно: для обычного бетона для высокопрочного бетона  

• 
  Слайд 23
  

  При определении состава бетона для конструкций, работающих в нормальных условиях эксплуатации, принимают расчетное значение В/Ц, которое обеспечивает требуемую прочность бетона. В случаях, когда требуется обеспечить по­лучение бетонов с повышенной плотностью, принимают значения В/Ц, предписанные стандартами или строитель­ными нормами Таблица 5

• 
  Слайд 24
  

  Табличные данные справедливы для бетона, изготовляемого на песке средней крупности с водопотребностью Ви=7 % (Мк=2) и портландцементе с нормальной густотой 26-28 %. При изменении нормальной густоты цементного теста па каждый процент в меньшую сторону расход воды следует уменьшать на 3-5 л на 1 куб. м, а в большую – увеличивать на ту же величину.При расходе цемента свыше 400 кг расход воды увеличивается на 1 кг на каждые 10 кг цемента сверх 400 кг.

  Таблица6

• 
  Слайд 25

  Расчет состава тяжелого бетонаОпределение расхода воды

  Определяют расход воды (водопотребность бетонной смеси В) в зависимости от требуемой удобоукладываемости, вида и крупности заполнителя. Окончательный расход воды рассчитывают, вводя поправку на водопотребность песка: где Втабл – расход воды, определяемый по табл. 6; Вп - водопотребность песка, определяемая по табл.3. Формула учитывает изменение расхода воды при использовании песков с водопотребностью, отличающейся от 7 % (поправка на рас­ход воды в бетонной смеси составляет 5 кг на каждый процент из­менения водопотребности песка).  

• 
  Слайд 26

  Определение расхода цемента

  Определив расход воды, и зная значение В/Ц, вычисляют расход цемента по формуле: Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется меньше допускае­мого по нормам (табл. 7), то следует увеличить его до требуемой нормы, сохранив прежнее В/Ц. Расход воды при этом пересчитыва­ют, исходя из увеличенного расхода цемента. Таблица 7. Минимально допустимый расход цемента  

• 
  Слайд 27
  

  Корректировка состава бетона при использовании пластифицирующих добавок

  Определение состава бетона с пластифицирующей добавкой производится в следующей последовательности: - корректируют расход воды, найденный по таблице или графику: где В - расход воды, определенный при исходных данных задания (без добавки); k1 – коэффициент, учитывающий снижение водопотребности за счет применения пластификатора; k1для обычных пластификаторов можно принимать равным 0,85—0,9. Для суперпластификаторовk1=0,75-0,85; - определяют расход цемента: - по ниже приведенным формулам вычисляют расходы крупного и мелкого заполнителей; - количество суперпластификатора равно 0,5- 0,7 % от массы цемента.  

• 
  Слайд 28

  Расчет расхода заполнителей

  Расход заполнителей определяют по следующим формулам: - крупный заполнитель - песок где Ц, В, П, К – расходы цемента, воды, песка и крупного заполни­теля, кг; ρц, ρв, ρп, ρк – истинная плотность этих материалов, кг/дм3; ρн.к. – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/дм3; Vпуст.– пустотность крупного заполнителя в насыпном состоянии в долях единицы объема, вычисляемая по формуле: где α.– безразмерный коэффициент раздвижки зерен крупного запол­нителя цементно-песчаным раствором.  

• 
  Слайд 29
  

  Для жестких бетонных смесей, характеризуемых показателем жесткости, значения α принимают равным 1,05-1,15, в среднем 1,1. Для пластичных бетонных смесей, характеризуемых осадкой конуса, значения α следует назначать с учетом водопотребности песка. Вначале определяют исходное значение коэффициента раз­движки α (табл.1.9) в зависимости от абсолютного объема це­ментного теста Vц.т.. Его значение вычисляют по формуле: Затем находят α из выражения где Вп принимается по табл.3  

• 
  Слайд 30
  

  Значения α для пластичных бетонных смесей, изготовляемых с применением песка средней крупности (Вп=7 %) Для промежуточных значений Vц.т. величина α находится ин­терполяцией. Расходы цемента, воды, крупного и мелкого заполнителей за­писываются отдельно. При сложении их получают расчетную сред­нюю плотность бетонной смеси в кг/м3:  

• 
  Слайд 31

  Корректировка состава бетона с учетом влажности заполнителей

  Выполненный расчет исходит из условия, что заполнители на­ходятся в сухом состоянии. В действительности песок и крупный заполнитель всегда содержат некоторое количество воды, что необ­ходимо учитывать при назначении рабочего состава бетона. В этом случае определяют влажность заполнителей и учитывают содержа­щуюся в них воду при дозировке компонентов (масса заполнителей будет немного больше, чем в лабораторном составе, а воды настоль­ко же меньше): крупный заполнитель: песок: вода: где Кр, Пр,Вр - рабочие расходы крупного заполнителя, песка и во­ды с учетом фактической влажности заполнителей, кг; К, П, В - расходы крупного заполнителя, песка и воды без учета влажности заполнителей, кг; Wк, Wп — влажность крупного заполнителя и песка, %.  

• 
  Слайд 32
  

  Пример№1 исходных данных для расчета состава бетона. Изделие: 2УНТ 59-12

  Цемент: Rц – активность цемента, = 400; Бетонная смесь: Rб– марка бетона, = 250; Класс бетона В20. Подвижность бетонной смеси принимается в зависимости от вида конструкции для пустотные плиты перекрытий ОК = 1…4см, α – коэффициент раздвижки зерен щебня раствором, α = 1,36 Щебень: фр. 10-20мм. Масса воды, содержащейся в щебне при влажности 1%, Плотность щебня – 1480кг/м3, истинная плотность – 2600 кг/м3 Песок: Модуль крупности – 2,2. Истинная плотность 2630кг/м3. Масса воды, содержащейся в песке при влажности 2%

• 
  Слайд 33
  

  Пример№2 исходных данных для расчета состава бетона. Изделие: плиты ограждения

  Тяжелый бетон: класс В 22,5 (М300); марка по удобоукладываемости смеси Ж1 (6-7 с). Портландцемент: М 400; ρц=3100 кг/м3 (3,1 кг/дм3); Щебень гранитный: фракции Ø 5-10 и 10-20 мм; Wв= 1,3%. истинная плотность щебня к=2670кг/м3 (2,67 кг/дм3); насыпная плотность щебня ρн.к.=1150 кг/м3 (1,15 кг/дм3); Речной песок: Мк=1,92; истинная плотность песка п= 2380кг/м3 (2,38 кг/дм3); Wв= 5%. СуперпластификаторС-3 – 0,7% от массы цемента.