Практическое задание: Технология бетонных и железобетонных изделий

После приготовления пробного замеса образцы формуют не позднее чем через 15 минут. Перед укладкой бетонной смеси в формы их внутренние поверхности смазывают тонким слоем отработанного масла. Затем форму наполняют бетонной смесью, устанавливают на лабораторную виброплощадку и уплотняют. Пластичную бетонную смесь уплотняют 30 с., а жесткую время жесткости увеличенное на 30 с.

После формования образцы пропариваются (для пропаренного бетона) или оставляют твердеть в нормальных условиях. Для твердения в нормальных образцах сначала хранятся в них в течение 242ч. Затем образцы вынимают из форм, маркируют их и хранят до истечения 28 суток со времени формования в нормальных условиях. После истечения срока хранения образцы испытывают. Пропариваемые образцы по истечению 4 часов после окончания пропарки.

Испытание образцов на сжатие должно проводиться по ГОСТу 10180-90, после настройки пресса, соответствующей ожидаемой величине максимального усилия в момент разрушения образца. Настройка пресса производится выбором необходимого пояса измерений его с установкой соответствующей измерительной шкалы.

Перед испытанием образцы-кубы осматривают, измеряют и взвешивают. Они должны иметь правильную геометрическую форму и параллельные грани. До производства обмера определяют рабочее положение образца-куба при испытании и отмечают мелом грани, которые будут прилегать к плитам пресса. Опорные грани выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси.

Испытание производят следующим образом. Образцы устанавливают одной из ранее отмеченных граней на нижнюю опорную плиту пресса центрально по оси пресса, пользуясь разметкой, нанесенной на его плите. Подачу масла регулируют таким образом, чтобы нагрузка на образец возрастала непрерывно и равномерно со скоростью 64 кгс/см² в секунду. Образец доводят до полного разрушения.

Достигнутое в процессе испытания максимальное усилие принимают за величину разрушающей нагрузки Р, кгс. Предел прочности на сжатие каждого образца вычисляют по формуле:

(2.33)

Среднее значение предела прочности при сжатии трех образцов определяют следующим образом.

Для отбраковки аномальных результатов сравнивают значение прочности образцов показавших наибольшую Riмахс и наименьшую Riмин прочность, значение прочности среднего образца Riср и проверяют выполнение условий:

(2.34)

(2.35)

Если условия, приведены в формулах 33 и 34 не выполняются, то отбрасываются Riмакс Riмин результаты в качестве средней прочности серии принимают результат испытания одного оставшегося образца Riср.

Если условия, приведенные в формулах 33 и 34 выполняются, то прочность бетона в серии из 34 образцов определяют по формуле:

(2.36)

В тех случаях, когда не представляется возможным произвести испытание в стандартном 28-дневном возрасте, полученный результат приводят к прочности образцов стандартного возраста по формуле:

;(2.37)

Где-предполагаемая прочность образцов в 28-дневном возрасте, кгс/см²;возраст образцов к моменту испытания в днях;прочность образцов в возрасте n дней.

Вышеприведенная формула справедлива для образцов, возраст которых от 3-х до 180 суток.

Для образцов других размеров переходные коэффициенты приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 Значение масштабных переводных коэффициентов

Примечание: Для бетонов прочностью, не указанной в таблице значения переходных коэффициентов устанавливают интерполяцией.

После определения прочности бетонных образцов после пропаривания или по истечении 28 суток хранения приводят ее к стандартным образцам, находят среднее арифметическое значение ее, по этим величинам строят график зависимости прочности бетона от расхода цемента (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 График зависимости прочности бетона от расхода цемента

Затем по графику находят значение расхода цемента для искомой марки бетона. Затем корректируют расход материалов на 1 м3 бетонной смеси. Результаты заносят в таблицу 2.10. Это найден расход материалов для искомой марки бетона.

На производстве еще раз проверяют, изготовляя серию из 3-х образцов и испытывая их, как было описано выше.

Таблица 2.1 Расход материалов на 1 м³ бетонной смеси

.8 Определение номинальных составов бетона по массе и по объему

В номинальном составе бетона по массе весовое содержание цемента в 1 м3 принимается за 1, а содержание других материалов выражают в частях по отношению к расходу цемента. Номинальный состав выражают следующим образом:

1::=1::(2.38)

При этом обязательно указывается водоцементное отношение (В/Ц).

Номинальный состав бетона по объему выражается также как и по массе, но при этом оперируют не массой материалов, а их объемами рыхло насыпном состояний. Эти объемы вычисляют по формулам:

Vц=; Vn=; Vщ=;(2.39…2.41)

где онц,онп,онщ-насыпные плотности цемента, песка и щебня.

Номинальный состав вычисляют так: при этом обязательно указывают водоцементное отношение (по массе).

2.9 Пересчет лабораторного состава бетона на рабочий с учетом влажности заполнителей

В лаборатории проектирование состава бетона производится с применением сухих заполнителей. В производственных же условиях заполнители содержат в себе влагу. Не учет этой влаги отрицательно сказывается на качестве бетонной смеси и водоцементное отношение. В результате этого бетонная смесь имеет большую подвижность (меньшую жесткость), а бетон меньшую прочность, что было обусловлено заданием. Поэтому перед тем, как поступить в производство, лабораторный состав должен быть откорректирован с учетом влажности заполнителей. Для этого содержание заполнителей в 1 м³ увеличивают на величину их весовой влажности:

Пр=П(1+) ;Щр=Щ(1+),(2.42, 2.43)

где П и Щ-расход песка и щебня на 1 м³ бетона лабораторного состав, кг;

Пщ, Щр-то же на 1 м³ бетона рабочего состава, кг;, Wащ-весовая влажность песка и щебня, %.

Количество воды, содержащейся в заполнителях, вычисляют по формулам:

Вn= Пр-П;Вщ =Щp-Щ, (2.44, 2.45)

Тогда количество воды, которую необходимо отдозировать на 1 м³ бетона, определится по формуле:

где В-расход воды на 1 м³ бетона лабораторного состава, л.

Определив рабочий состав бетона, выражают его в виде номинальных составов по массе и по объему.

.10 Расчет расхода материалов на замес бетономешалки

Если рабочий состав задан по объему, расчет дозировки производят следующим образом: объем смесительного барабана бетономешалки делят на сумму объемных частей и таким образом определяют объем цемента на замес бетономешалки. Объем песка и щебня определяют умножением объема цемента, соответственно, на количество объемных частей песка и щебня. Например, рабочий состав бетона по объему 1: 5: 3,5 при В/Ц=0,6.

Емкость барабана бетономешалки

бм=1200 л =Х+У+1; 1+1,5+3,5=6.

Объем цемента на замес:

ц==200 л.

Объем песка

=Vц·,=200·1,5=300 л.

Объем щебня

щ=Vц··,щ=200·3,5=700 л.

Для того чтобы определить расход воды на замес, нужно дозировку по объему пересчитать на дозировку по массе:

Цзам=Vцонц при онц=1,2 кг/л, Цзам=200·1,2=240 кг.

Пзам=Vnонц при онц=1,5 кг/л, Пзам=300·1,5=450 кг.

Щзам=Vщонц при онц=1,5 кг/л, Щзам=700·1,5=1025 кг.

Содержание воды в замесе должно быть:

Взам=Цзам·В/Ц=240·0,6=144 л.

Но поскольку в песке и щебне содержится вода, дозируемое количество воды будет меньше. При влажности (по массе) песка Wan=2% и щебня Waщ=1% в заполнителях содержится воды:

в песке

Вn=450·0,02=9 л;

в щебне

Вщ=1025·0,01=10,25 л.

Количество воды, которое необходимо отдозировать:

Взам=Взам -(Вn+Вщ)=144-19,25=124,75 л.

Если рабочий состав задан в кг, на 1 м³ бетона, то сначала нужно определить коэффициент выхода бетона, который определяется по следующей формуле:

=(2.47)

Затем, зная емкость барабана бетономешалки, вычислить объем замеса бетона, который можно получить за один цикл работы:

зам=·Vбм,(2.48)

Далее расход материалов цемента, песка и щебня на замес бетономешалки рассчитывают по формулам:

Цзам=·Vзам,(2.49)

Пзам=·Vзам ,(2.50)

Щзам=·Vзам ,(2.51)

Расход воды определяется таким же образом, что и в предыдущем случае.

.11 Подбор состава жестких бетонных смесей

По методике, изложенной выше, устанавливают состав бетона требуемой марки при подвижности бетонной смеси, характеризуемой осадкой конуса равной 0,5 см.

Для пробного замеса изменяют расход воды и содержание песка в соответствии с данными таблицы 2.5. После внесения поправок рассчитывают состав бетонной смеси нужной жесткости и приготавливают пробные замесы.

Для жестких бетонных смесей, в которых подвижность равна 0, определяют ее жесткость. Жесткость бетонной смеси определяют при помощи прибора для определения жесткости, как было описано выше.

Уплотнение жестких бетонных смесей производят на стандартной виброплощадке в течение времени, соответствующего показателю жесткости бетонной смеси на увеличенном 30 секунд.

Все остальные действия такие, как и для подвижного бетона.

Контрольные вопросы

1.  Получение тяжелых бетонов с заданными свойствами;

2.      Назначение тяжелых бетонов;

.        Основы технологии получения бетона.

Контрольные задания для СРС

1.  Зависимость прочности бетона от его состава;

2.      Прочность многокомпонентных бетонов;

.        Однородность бетона по прочности.

3. Лабораторная работа №3. Проектирование состава тяжелого бетона с использованием структурных характеристик

.1 Общие сведения

Для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций применяют мелкозернистых бетон, не содержащий щебня. Его еще называют цементно-песчаным бетоном. Армируя этот бетон стальными сетками, получают армоцемент высокопрочный материал для тонкостенных конструкций.

Мелкозернистый бетон можно использовать для обычных железобетонных конструкций в районах, где нет крупного заполнителя (щебня, гравия или песчано-гравийной смеси).

Свойства мелкозернистого бетона определяют теми же факторами, что и для обычного бетона. Однако, мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для которой характерны большая однородность, высокое содержание цементного камня, отсутствие жесткого каменного скелета, повышение пористость твердой фазы.

В мелкозернистом бетоне водоцементное отношение (В/Ц) оказывает несколько большое влияние на его прочность, чем в обычном бетоне. В нем также сильное влияние на прочность оказывает качество песка и состав бетона.

Меньшая крупность и повышенная удельная поверхность песка увеличивают водопотребность бетона и способствуют вовлечению в бетонную смесь воздуха при вибрации.

Для мелкозернистого бетона для получения равнопрочного бетона и равно подвижной бетонной смеси по сравнению с обычным бетоном расход цемента возрастает на 20-30% для снижения расхода цемента следует применять химические добавки, пластификаторы, суперпластфикаторы, эффективное уплотнение (тромбование, прессование, вибрирование с пригрузом и виброваккумированием), крупные пески с оптимальным зерновым составом. Качество песка оказывает заметное влияние на прочность мелкозернистого бетона. Если в обычном бетоне замена крупного песка на мелкий понижает прочность на 10-15%, то в мелкозернистом бетоне прочность может уменьшиться на 25-30%.

Для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций обычно применяют мелкозернистую цементо-песчаную смесь, а для изготовления армоцемента более жирные составы 1:2. при формовании в двухсторонней опалубке применяют литые цементно-песчаные смеси. При прессовании или вибрировании с пригрузом используют жесткие смеси.

Мелкозернистый цементно-песчаный бетон обладает повышенной прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью. Поэтому его можно применять для труб, гидротехнических конструкций и др.