Практическое задание: Технология бетонных и железобетонных изделий

.3 Задание для расчета состава плотного силикатного бетона

Вариант 1 - Подобрать состав силикатного бетона марки 150 для изготовления панелей внутренних стен. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка 1500 см²/г. Содержание активной СаО в извести 70%.

Вариант 2 - Подобрать состав силикатного бетона марки 200 для изготовления пустотелых настилов перекрытий. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка 2000 см²/г. Содержание активной СаО в извести 70%.

Вариант 3 - Подобрать состав силикатного бетона марки 150 для изготовления панелей внутренних стен. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка 2000 см²/г. Содержание активной СаО в извести 70%.

Вариант 4 - Подобрать состав силикатного бетона марки 200 для изготовления цокольных панелей. Песок средний, удельная поверхность молотого песка 2500 см²/г. Содержание активной СаО в извести 70%.

Контрольные задания для СРС

1.  Получение тяжелых бетонов с заданными свойствами.

2.      Назначение тяжелых бетонов.

.        Основы технологии получения бетона.

14. Лабораторная работа №14. Изучение электротермического метода натяжения арматуры

.1 Общие сведения

В железобетонных конструкциях с обычной ненапрягаемой арматурой в растянутой зоне могут возникнуть трещины, которые не всегда допустимы по условиям эксплуатации.

Создание в растянутой зоне бетона сжимающих напряжений путем предварительного натяжения арматуры и обжатие бетона позволяет значительно повысить трещиностойкость конструкций и уменьшить их деформативность.

В настоящее время натяжение арматуры может осуществляться следующими способами: механическим, электротермическим, электротермомеханическим и за счет использования энергии расширения цемента.

При электротермическом способе натяжения арматуры используется свойство стали удлиняться при нагреве во время пропускания электрического тока. Охлаждаясь, арматурный стержень стремится сократиться, но этому препятствуют упоры. В результате арматура напрягается.

При производстве предварительно напряженных железобетонных изделий и конструкций наиболее широкое применение нашел электротермический способ натяжения арматуры. Он не требует сложного технологического оборудования.

Цель работы

Ознакомить студентов с электротермическим методом натяжения арматуры, т.е. с методикой расчета длины арматурной заготовки и температуры нагрева, а также с измерением величины натяжения арматуры по ее удлинению и измерением напряжения.

Материалы и оборудование

1.      Арматурные стержни.

.        Ножницы для резки арматуры.

.        Установка для электронагрева стержней.

.        Форма с упорами.

5.      Рулетка.

6.      Динамометр ПРД.

.2 Определение длины заготовки и температуры нагрева стержня

Длину отрезаемого стержня или проволоки определяют по формуле:

1о = 1з + 2а, мм (14.1)

где 1о-длина отрезаемого стержня, мм;

з-длина заготовки, мм;

а-длина конца стержня или проволоки, расходуемых на установку или образование временного концевого анкера, мм.

Длина арматурной заготовки определяется по формуле:

1з = 1у-Δ1о- Δ 1ф- 1с, мм (14.2)

где1у-расстояние между наружными гранями упоров на формах или поддонах, мм;

Δ1о-абсолютное удлинение натянутой арматурной заготовки при напряжении σ = σ 0 + σ 1, мм;

Δle-продольная деформация формы или поддона при напряжении арматуры, принимаемой равной 1 мм или рассчитывается, мм;

Δle-величина, учитывающая смятие шайб под высаженными готовками, смятие, высаженных головок или приваренных коротышей, а также упоров, принимается 3-5 мм.

Продольная деформация формы при натяжении на бетон рассчитывается по формуле:

,(14.3)

где:σб-напряжение в бетоне под действием силы натяжения арматуры, Мпа;

Енб-нормальный модуль упругости бетона, Мпа;длина издания, мм.

Абсолютное удлинение для стержневой арматуры определяется формуле:

, мм (14.4)

где σ0-заданное напряжение арматуры в Мпа, равное 70% условного предела текучести арматуры (таблица 14.1);

σ1-верхнее и нижнее предельные отклонения заданного предварительного натяжения арматуры, приведенное в таблице 14.2;

Енс-модуль упругости арматурных сталей, равный 2 10s Мпа;длина нагреваемого участка, мм.

Таблица 14.1 Характеристики арматурных сталей

Таблица 14.2 Значение для изделий различной длины

Для проволочной арматуры определяется по формуле:

А1о=Е1к, мм(14.5)

σ = σo+ σ1

Величину удлинения арматуры при нагреве для ее свободно укладки в упоры поддонов, форм вычисляются по формуле:

Δ1r = Δ1о + Δ1ф + Δ10 + Δ1g(14.6)

где Δ1g-дополнительное удлинение арматуры, обеспечивающее ее свободную укладку в упоры, равное 1 мм на 1 пог. м. длины арматуры.

Требуемая температура нагрева определяется по формуле:

(14.7)

где а-коэффициент линейного расширения, приведенного в таблицу 14.3длина нагреваемого участка арматуры, мм;температура окружающей среды, °С.

Таблица 14.3 Коэффициенты линейного расширения сталей

Величина t не должна превышать рекомендуемую или максимально допустимую, приведенную в таблицу 14.4.

Таблица 14.4 Рекомендуемые и допустимые величины температуры нагрева для различных классов арматуры

Для определения длины отрезаемого стержня (проволоки) необходимо найти величину а длину конца стержня, расходуемого на образование временного концевого анкера, которая зависит от вида и конструкции анкерного устройства. Они бывают в виде: приваренных коротышей, приваренных петель, высаженных головок на стержне или проволоки и др.

Диаметр привариваемых коротышей dx определяют по формуле:

(14.8)

где d-номинальный диаметр арматурного стержня, см;ип-предел текучести арматурной стали, МПа;расчетное сопротивление материала коротышей, МПа.

Как правило, материалом для коротышей служит сталь марок СТ-3 и СТ-5. Диаметр высаженных головок на стержне арматуры должен быть 1,5-2 диаметра стержня, а длина 18-22 мм.

.3 Расчет длины арматурной заготовки и проверка принятой температуры нагрева стержня

Требуется определить длину отрезаемого стержня на изготовление плиты покрытия. Рабочая арматура класса A-IV, rf=16 мм, марка стали 20ХГ2Ц. База формы 6200 мм. Длина нагреваемого участка 5700 мм. Вид анкеровки - высадка головок. Расчетное напряжение в арматуре 450 Мпа. Определяем наибольшее допустимое предварительное напряжение по формуле:

σ = σо + σ1= 450 + 80 = 530 Мпа.(14.9)

Определяем абсолютное удлинение натянутой арматуры σ=530 МПа

(14.10)

Определяем длину арматурной заготовки, принимаемая σ1о =4 мм, σ1ф = 2 мм, 13 = 1 - Δ1о - Δle - Δ1ф = 6200 -16,4 - 4- 2 = 6177,6 мм. Результаты расчета заносят в таблицу 15.5.

Таблица 14.5 Результаты расчета длины арматурной заготовки

Две другие бригады рассчитывают другие виды арматуры по заданию преподавателя.

Затем нагревают арматуру до рекомендуемой температуры и замеряют длину арматуры. Результаты измерений абсолютного удлинения арматурной заготовки заносят в таблицу 14.6

Таблица 14.6 Результаты измерений абсолютного удлинения арматурной заготовки

После этого проверяем удлинение арматуры, на которое необходимо удлинить арматуру при данных расчетах по формуле:

Δlo = Δlo + Δ1Ф + Δ1С + Δlt = 4 + 2+ 16,4 + 6,2 = 28,6 мм.(14.11)

Далее проверяем достаточно ли рекомендуемой температуры для удлинения арматуры на расчетную величину по формуле:

Δl-ф = (400 + Δ1Оу) 1н а = (400 - 20) 5700 13,7 10-6 = 30,09 мм.(14.12)

Результаты проверки принятой температуры нагрева стержня записывают в таблицу 14.7.

Таблица 14.7 Результаты проверки принятой температуры нагрева стержня

Проверка фактического натяжения арматуры. Для определения натяжения арматуры применяется динамометр ПРД или другой прибор. Принцип действия ПРД основан на измерении величины прогиба натянутого стержня или другого вида арматуры под действием заданной поперечной силы. В данном случае, действие прибора основано на упругой оттяжке натянутого стержня в середине его пролета с помощью тарированной пружины, которой сообщается постоянное перемещение. Деформация пружины измеряется индикатором и эти измерения представляют собой показания прибора.

Прибор тарируется на каждую длину и диаметр арматуры. По данным тарировки строится график зависимости:

Р = Е(упр), (14.13)

где Р-усилие натяжения в арматуры;

Е(упр)-показание прибора.

Эта зависимость ля данной длины напрягаемого стержня и его диаметра является внешней характеристикой прибора.

При измерении напряжения арматуры прибор ставится упорными лапами на форму, крюк захвата заводится под стержень и поворотом маховичка приводится в контакт со стержнем. Поворотом рукоятки лимба дают начальную оттяжку, соответствующую перемещению стрелки индикатора на 5 делений (0,05 мм). В этой позиции отмечается положение лимба относительно риски на корпусе прибора. Далее маховичок поворачивают на целое число оборотов (3, 5, 8 и т.д.), после чего снимают показания на шкале индикатора.

Как уже отмечалось, переход от замеров по индикатору к величине натяжения стержня осуществляется с помощью тарировочной кривой прибора