Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Методические указания по выполнению контрольных работ

по дисциплине «Строительные материалы»

Семестр

для студентов заочной формы обучения

По направлению (специальности) 270800 «Строительство»

Полная программа

Составители:

Л.В. Постой

Волгодонск 2012

Содержание

1. Основы проектирования состава тяжелого бетона 3

2. Удобоукладываемость бетонной смеси 7

2.1. Требования к удобоукладываемости бетонной смеси 7

2.2. Определение подвижности бетонной смеси 8

2.3. Определение жесткости бетонной смеси 9

2.4. Определение марки бетонной смеси по удобоукладываемости 10

3. Техническое задание на проектирование 10

3.1. Данные, необходимые для расчета состава тяжелого бетона 10

3.2. Ограничения, связанные с маркой применяемого портландцемента 11

3.3. Ограничения, связанные с наибольшей крупностью заполнителя 11

3.4. Рекомендации по использованию химических добавок 12

4. Определение начального состава бетона 12

4.1. Определение расхода воды на 1м3 уплотненной бетонной смеси 12

4.2. Определение значения цементно-водного отношения 15

4.3. Определение расхода цемента на 1м3 бетона 15

4.4. Определение коэффициента раздвижки зерен заполнителя 16

4.5. Определение расхода крупного заполнителя на 1м3 бетона 16

4.6. Определение расхода песка на 1м3 бетона 16

4.7. Определение расчетной плотности бетонной смеси 16

5. Расчет состава бетона дорожных и аэродромных покрытий 17

5.1. Определение расхода воды на 1м3 уплотненной бетонной смеси 17

5.2. Определение значения цементно-водного отношения 17

5.3. Определение коэффициента раздвижки зерен заполнителя 18

5.4. Определение расхода цемента и крупного заполнителя на 1м3 бетона .23

5.5. Определение расхода песка на 1м3 бетона 18

6. Индивидуальные задания 19

7.Пример расчета начального состава бетона 19

Приложение А 21

Литература 21

Бетон – это искусственный каменный строительный материал, который получают в результате затвердевания тщательно перемешанной смеси из вя­жущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей и различных доба­вок. До затвердевания эта смесь называется бетонной смесью.

Бетон – один из основных строительных материалов. В настоящее время не существует такой области строительства, где бы он не применялся.

Цель индивидуального домашнего задания: закрепить и расширить у студентов знания о бетоне, как о конструкционном материале, овладеть навыками расчета его со­става.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Требования к удобоукладываемости бетонной смеси

Удобоукладываемостью бетонной смеси называют ее способность за­полнять форму, образуя в результате уплотнения плотную, однородную массу. Обычно удобоукладываемость бетонной смеси оценивают по показателям под­вижности или жесткости, которые определяют по стандартным методикам в со­ответствии с ГОСТ 10181.1.-81.



Удобоукладываемость бетонной смеси (подвижность или жесткость) принимают в зависимости от размеров конструкции, густоты армирования, способов укладки и уплотнения бетонной смеси. Требования к удобоуклады­ваемости бетонных смесей, предназначенных для изготовления некоторых ви­дов бетонных и железобетонных конструкций, приведены в табл. 4.

Таблица 4 – Требования к удобоукладываемости бетонных смесей

Конструкции и способ уплотнения Марка бетонной смеси по удобоукладываемости
Сборные железобетонные с немедленной распалубкой, формуемые на виброплощадках или с вибронасадкой Ж2, Ж3, Ж4
Перекрытия с пустотами, стеновые панели, формуемые в горизонтальном положении на виброплощадках Ж1
Густоармированные элементы (колонны ригели, плиты, трубы):
– изготовляемые с применением наружного или внутреннего вибрирования П1, П2
– формуемые на ударно-вибрационных установках Ж3
– формуемые в кассетах Ж1, П1, П2, П3
– центрифугированные Ж1, П1, П2
– гидропресованные Ж1
Дорожные и аэродромные покрытия, основания под покрытия П1, Ж1, Ж2, Ж3

Определение марки бетонной смеси по удобоукладываемости

В зависимости от удобоукладываемости бетонные смеси подразделяются на марки в соответствии с табл. 5.

Таблица 5 – Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости

Марка по удобоукладываемости Норма удобоукладываемости по показателю
Жесткости, с Подвижности, см
Осадка конуса Расплыв конуса
Сверхжесткие СЖ3 Более 100
СЖ2 51…100
СЖ1 50 и менее
Жесткие Ж4 31…60
Ж3 21…30
Ж2 11…20
Ж1 5…10
Подвижные П1 4 и менее 1…4
П2 5…9
П3 10…15
П4 16…20 26…30
П5 21 и более 31 и более

3. Техническое задание на проектирование

Данные, необходимые для расчета состава тяжелого бетона

1. Нормируемая прочность бетона в проектном возрасте, МПа (кгс/см2).

2. Вид и условия эксплуатации бетонной (железобетонной) конструкции.

3. Способ уплотнения бетонной смеси.

4. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости.

5. Условия твердения бетона.

6. Свойства применяемых сырьевых материалов.

6.1. Цемент:

- вид цемента;

- активность цемента при сжатии RЦ (при изгибе RЦИ), МПа (кгс/см2);

- истинная плотность цемента сИЦ, кг/л (кг/м3);

- насыпная плотность цемента сНЦ, кг/л (кг/м3).

6.2. Крупный заполнитель:

- вид крупного заполнителя (щебень или гравий);

- гранулометрический состав;

- плотность зерен крупного заполнителя сЗК кг/л (кг/м3);

- насыпная плотность крупного заполнителя сНК, кг/л (кг/м3);

- объем межзерновых пустот (пустотность) VК.

6.3. Мелкий заполнитель:

- вид мелкого заполнителя;

- гранулометрический состав;

- истинная плотность песка сИП, кг/л (кг/м3);

- насыпная плотность песка сНП, кг/л (кг/м3);

- объем межзерновых пустот песка Vn.

6.4. Вода.

Ограничения, связанные с маркой применяемого портландцемента

Активность (марка) применяемого портландцемента должна быть выше нормируемой прочности бетона. Несоблюдение этой рекомендации связано с неизбежным увеличением расхода цемента и, следовательно, с экономическими потерями. Кроме этого повышенное содержание цементного камня в бетоне приводит, при прочих равных условиях, к ухудшению его свойств – снижению долговечности.

Марку цемента рекомендуется выбирать по данным табл. 6.

Таблица 6 – Рекомендуемые марки цементов

Класс бетона В10; В12,5 В15 В20 В22,5 В25; В26,5 В30 В35 В40 В45 и выше
Марка бетона М150 М200 М250 М300 М350 М400 М450 М500 М600 и выше
Марка цемента М300 М300; М400 М400 М400; М500 М400; М500 М500; М600 М500; М600 М550; М600 М600

Определение начального состава бетона

Расчет состава бетона дорожных и аэродромных покрытий

5.1. Определение расхода воды на 1м3 уплотненной бетонной смеси

Бетонные покрытия автомобильных дорог и аэродромов изготавливают при обязательном использовании добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) пластифицирующего, воздухововлекающего, газообразующего или ком­плексного действия. Поэтому расход воды определяют по графику водопотребности бетонной смеси в зависимости от ее удобоукладываемости, представлен­ному на рис. 3, с учетом пластифицирующего действия применяемых добавок.

Примеры расчета начального состава бетона

Пример

Рассчитать состав бетона марки М300 для изготовле­ния железобетонной балки. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости П2, уплотнение бетона – вибрированием. Коэффициент вариации прочности бетона Vn=14 %.

Исходные материалы:

- цемент – шлакопортландцемент марки 400, активность цемента при сжатии RЦ=422 кгс/см2 , истинная плотность сИЦ=3,0 кг/л;

- песок – кварцево-полевошпатный, мелкий, истинная плотность сИП=2,59 кг/л;

- крупный заполнитель – щебень гранитный с наибольшей крупностью 20 мм, насыпная плотность сНК=1,4 кг/л; плотность зерен сЗК=2,61 кг/л, пустотность VK=0,46.

1. Определяем требуемую прочность бетона по формуле (3). Значение коэффициента требуемой прочности бетона К'Т принимаем по табл. 3. в зависи­мости от величины коэффициента Vn (см. разд. 1), К'Т=104:

кгс/см2.

2. Определяем средний уровень прочности бетона по формуле 1. При этом значение коэффициента КМ.П. принимаем по табл. 2 в зависимости от величины коэффициента Vn. КМ.П=1,10:

кгс/см2.

3. Определяем ориентировочный расход воды на 1 м3 уплотненной бетонной смеси из графика на рис. 3. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости П2, следовательно, она характеризуется осадкой конуса ОК=5÷9см (см. табл. 5). Принимаем осадку конуса ОК=6 см, тогда расход воды составляет ВО=185 л. Из примечаний к графику принимаем поправки, обусловленные свой­ствами применяемых материалов: на вид крупного заполнителя – (+10 л); на вид цемента – (+10 л); на вид песка – (+10 л). Таким образом, ориентировочный расход воды на 1м3 уплотненной бетонной смеси составляет:

л.

4. Определяем значение цементно-водного отношения по формуле (9). Для этого по табл. 7, в зависимости от качества применяемых материалов, опреде­ляем значение коэффициента А=0,60:

.

5. Определяем расход цемента на 1м3 бетона по формуле (12):

кг.

6. Определяем абсолютный объем цементного теста по формуле (13):

л.

7. Определяем коэффициент раздвижки зерен заполнителя по графику на рис. 4. В нашем случае (подвижная бетонная смесь на мелком песке; VЦТ=348 л), ко­эффициент раздвижки зерен принимаем α=1,32.

8. Определяем расход крупного заполнителя на 1м3 бетона по формуле (14):

кг.

9. Определяем расход песка на 1м3 бетона по формуле (15):

кг.

10. Определяем расчетную плотность бетонной смеси по формуле (16):

кг/м3.

Таким образом, расход материалов на приготовление 1м3 бетона соста­вит: цемента – 400 кг, воды – 215 л, щебня – 1224 кг, песка – 473 кг; расчетная плотность бетонной смеси – 2312 кг/м3.


Номер варианта Нормируемая прочность бетона при сжатии, кгс/см2 Коэффициент вариации прочности бетона, % Марка бетонной смеси по удобоукладываемости Характеристика исходных материалов
Цемент Щебень из плотных и прочных горных пород Кварцевый песок Качество материалов
Вид цемента Активность при сжатии, кгс/см2 Истинная плотность, г/см3 Насыпная плотность, г/см2 Наибольшая крупность, мм Плотность зерен, г/см3 Насыпная плотность, кг/л Пустотность Влажность, % Группа по крупности Истинная плотность, г/см3 Насыпная плотность, кг/л Влажность, %
1 300 13 П3 ППЦ 400 2,72 0,87 40 2,67 1,45 0,46 2 оч.мелкий 2,64 1,49 2 низкое
2 350 12 П2 ППЦ 450 2,83 0,94 20 2,83 1,42 0,50 1 мелкий 2,62 1,53 5 низкое
3 400 10 П1 ШПЦ 500 2,93 0,94 10 2,74 1,39 0,49 5 крупный 2,63 1,56 6 среднее
4 450 9 Ж1 ШПЦ 550 2,89 0,91 20 2,57 1,47 0,50 4 средний 2,65 1,55 3 среднее
5 500 11 Ж2 ПЦ 600 3,05 1,15 40 3,12 1,51 0,52 2 средний 2,64 1,58 7 высокое
6 600 8 Ж3 ПЦ 650 3,12 1,22 40 2,74 1,42 0,48 4 крупный 2,65 1,60 3 высокое
7 300 14 П2 ППЦ 400 2,85 0,93 80 2,85 1,45 0,49 3 средний 2,67 1,50 5 низкое
8 350 13 П3 ППЦ 450 2,76 0,90 20 2,89 1,47 0,49 1 оч.мелкий 2,61 1,52 4 низкое
9 400 12 П2 ШПЦ 500 2,83 0,85 40 3,05 1,53 0,50 5 мелкий 2,63 1,57 7 среднее
10 450 15 П1 ШПЦ 550 2,87 0,87 20 2,77 1,42 0,49 3 крупный 2,64 1,56 9 среднее
11 500 11 Ж1 ПЦ 600 3,10 1,23 20 2,83 1,51 0,47 4 средний 2,63 1,59 4 высокое
12 600 12 Ж2 ПЦ 650 3,08 0,98 40 2,79 1,45 0,48 2 средний 2,65 1,57 3 высокое
13 300 11 П1 ППЦ 400 2,76 0,87 40 2,68 1,46 0,46 3 мелкий 2,64 1,48 6 низкое
14 350 10 П1 ППЦ 450 2,78 0,97 40 2,65 1,50 0,43 1 оч.мелкий 2,66 1,51 3 низкое
15 400 14 П2 ШПЦ 500 2,98 0,97 20 2,78 1,41 0,51 4 средний 2,66 1,54 6 среднее
16 450 9 П1 ШПЦ 550 2,84 0,92 80 2,76 1,39 0,50 5 средний 2,63 1,56 5 среднее
17 500 11 Ж1 ПЦ 600 3,15 1,25 40 2,65 1,46 0,45 3 крупный 2,65 1,58 3 высокое
18 600 10 Ж1 ПЦ 650 3,00 1,05 80 3,02 1,45 0,52 2 средний 2,64 1,61 7 высокое

Приложение А


Библиографический список

1. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Высш. шк., 1987. – 415 с.

2. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. – М.: Стройиздат, 1986.–688 с.

3. Домокеев А.Г. Строительные материалы. – М: Высш. шк., 1989. – 430 с.

4. Кальгин А.А., Сулейменов Ф.Г. Лабораторный практикум по технологии бе­тонных и железобетонных изделий. – М.: Высш. шк., 1994. – 272 с.

5. Несветаев Г.В. Цементные бетоны: Учеб. пособие. — Ростов н/Д: Рост. гос. акад. стр-ва, 1995. – 102 с.

6. Подуровский Н.И. Технологическое обеспечение эффективности бетона: Учеб. пособие. – Ростов-на-Дону: Рост. инж.-строит. ин-т, 1985. – 103 с.

7. Попов Л.Н. Лабораторный контроль строительных материалов и изделий: Справ. – М.: Высш. шк., 1986. – 349 с.

8. Ферронская А.В., Стамбулко В.И. Лабораторный практикум по курсу «Техно­логия бетонных и железобетонных изделий»: Учеб. пособие для вузов по спец. «Пр-во строит, изделий и конструкций». – М.: Высш. шк., 1988. – 233 с.

9. ГОСТ 310.1-76 ... 310.6-85. Цементы. Методы испытаний (комплекс стан­дартов). – М.: Изд-во стандартов, 1985

10.ГОСТ 7473-94. Смеси бетонные. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1994

11.ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строитель­ных работ. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1993

12.ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов про­мышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 1997

13.ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 1988

14.ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1993

15. ГОСТ 10180-90. Бетоны методы определения прочности по контрольным образцам. – М.: Изд-во стандартов, 1990

16.ГОСТ 10181.0-81... 10181.4-81. Смеси бетонные. Методы испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 1981

17.ГОСТ 12730.0-78. Бетоны. Общие требования к методам определения плот­ности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости. – М.: Изд-во стандартов, 1978

18.ГОСТ 18105-86. Бетоны правила контроля прочности. – М.: Изд-во стандартов, 1986

19.ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1991

20.ГОСТ 27006-86. Бетоны правила подбора состава. – М.: Изд-во стандартов, 1986

21.ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1997

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»




9138451005823776.html
9138481236984975.html

9138451005823776.html
9138481236984975.html
    PR.RU™