Практическое задание: Технология бетонных и железобетонных изделий

По сравнению с неавтоклавным ячеистым бетоном поризованный легкий бетон отличается значительно меньшим расходом вяжущего вещества, повышенным модулем деформации и долговечностью, меньшей усадкой. Поризованные легкобетонные смеси отличаются хорошей связанностью и удобоукладываемостью, и их применение значительно упрощает формование изделий, позволяет отказаться от пригруза при уплотнении смеси в процессе ее укладки вибрированием.

Прочность поризованного бетона может быть 5-10 МПа, а плотность - 700-1400 кг/м³. Прочность и плотность бетона зависят от его структуры. Как правило, обжиговые пористые материалы (керамзит и др.) при одной и той же плотности имеют более высокую прочность, чем пористый раствор. Поэтому максимальное насыщение поризованного легкого бетона керамзитом (0,9-1,15 м³/м³) способствует повышению его прочности или понижению расхода цемента.

Для поризованного легкого бетона рационально применять цемент М400 и выше, так как это способствует уменьшению его расхода и тем самым понижению плотности бетона (цемент-наиболее тяжелая составляющая бетона). Выбор марки керамзита по плотности и виду песка можно ориентировочно сделать на основе табл. 4.1, в которой показана зависимость плотности керамзитобетона от вида керамзита, песка и требуемой прочности бетона: чем выше требуемая прочность, тем больше расход цемента и соответственно выше плотность керамзитобетона. Подбор состава легкого бетона, поризованного воздухововлекающими добавками, производят расчетно-экспериментальным путем с проведением опытных замесов. Расход цемента для опытных замесов определяют по таблице 4.1, а ориентировочный расход воды по таблице 4.2. При использовании более легкого и пористого керамзита принимают повышенный расход воды.

Расход керамзитового гравия для подвижных смесей с учетом раздвижки его зерен для обеспечения необходимой подвижности бетонной смеси принимают 0,9-0,95 м³, для малоподвижных и умеренно жестких смесей на керамзитовом песке - 0,9-1,05 м³, для жестких смесей на кварцевом песке- 1,05-1,15 м³ (большие значения относятся к керамзитовому гравию меньшей прочности).

.2 Определение ориентировочного состава бетона на 1 м³ бетонной смеси

По таблице 4.1 находим ориентировочный расход цемента в зависимости от требуемой прочности легкого бетона, от марки керамзита, средней плотности керамзитобетона и строения различных классов (жесткость бетонной смеси Ж=5...10 с по ГОСТ (10181.1-81).

По таблице 4.2 в зависимости от вида песка, от насыпной плотности керамзитового гравия и пластичности или жесткости бетонной смеси определяем ориентировочный расход воды.

Таблица 4.1 Расход цемента (М 400) для плотного керамзитобетона

Примечание: При использовании цемента марки 300 норма его расхода увеличивается соответственно на каждый класс на 5, 7, 10, 15 и 20%.

При увеличении подвижности до 2,5 см. и 8 см. расход цемента повышается на 15% и 20%, а при повышении жесткости смеси более 31 с. расход цемента снижается на 10%

Таблица 4.2 Ориентировочный расход воды на приготовление керамзитобетонной смеси плотной структуры

Рассчитывается ориентировочный расход крупного и мелкого заполнителя в кг на 1 м³ бетонной смеси, исходя из заданной средней плотности бетона в сухом состоянии по формуле:

Зо=б-1,15Ц,(4.1)

гдеб-заданная плотность сухого бетона, кг/м³;

1,15 Ц-масса цементного камня в бетоне с учетом химически связанной воды в нем, кг.

Затем определяют расход песка по массе на 1 м3 по формуле:

П=,(4.2)

где ,-насыпная плотность соответственно песка и гравия;

-доля песка и смеси заполнителей, которая выбирается по таблице 4.3.

Таблица 4.3 Ориентировочные зерновые составы смеси фракционированных заполнителей для легкого бетона на керамзитовом гравии

Примечание: При переходе от гравия к щебню содержание песчаных фракций увеличивается на 5-7% и соответственно уменьшается содержание фракций крупного заполнителя.

Расход керамзитового гравия по массе определяем по формуле:

Г=Зо- П(4.3)

Зная общий расход песка и гравия, можно рассчитать их расход по отдельным фракциям, пользуясь рекомендациями зерновых составов смеси заполнителей в соответствии с табл.3.

Для расчета расхода каждой фракции заполнителей по массе вначале необходимо определить соотношение фракций по массе. Для этого перемножают объемные доли соотношений фракций заполнителей из таблицы 3 на значение соответствующей насыпной плотности каждой фракции, определенную до начала расчета. Затем рассчитывают расход каждой фракции заполнителей на 1 м3 бетонной смеси по массе (кг), исходя из найденных выше расходов песка и гравия по формулам (2) и (3).

Аналогично рассчитывают расходы материалов для двух других составов при расходе цемента (20-25%) и их приготовление.

.3 Расчет расхода материалов на пробные замесы

Расчет состава пробных замесов производят на основании формул:

Цо=; По=; Го=; Во=;(4.4)

Объем пробного замеса выбирают таким, чтобы хватило отформовать три образца-куба размером 10х10х10 см., т.е.V=4 л.

После расчета расходов материалов на пробный замес их приготовляют с корректировкой содержания воды в каждом из них до получения заданной удобоукладываемости бетонной смеси. Удобоукладываемость бетонной смеси определяется путем сжатия ее в руке.

При этом она должна комковаться, а цементное тесто не прилипает к руке.Для каждого замеса определяется средняя плотность бетонной смеси в уплотненном состоянии. Для этого взвешивают металлический мерный цилиндр емкостью 1 л, наполняют его бетонной смесью и уплотняют на лабораторной виброплощадке и взвешивают мерный цилиндр с бетонной смесью. Средняя плотность бетонной смеси определяется по формуле:

где m1-масса металлического цилиндра с бетонной смесью, кг;масса пустого металлического цилиндра, кг;л-объем металлического цилиндра.

Исходя из полученной средней плотности бетонной смеси в уплотненном состоянии, определяют фактический расход материалов на 1 м3 для пробных замесов. По сумме масс материалов, израсходованных на пробный замес и средней плотности бетонной смеси определяют фактический объем пробного замеса по формуле:

Vпзф=,(5.6)

=Цпз+Ппз +Гпз+Впз

где

- сумма масс материалов, идущих на пробный замес, кг;

бсм - средняя плотность бетонной смеси пробного замеса, кг/л (дм³).

Фактический расход материалов на 1 м³ уплотненной смеси определяется по формуле:

Цф=·1000;Пф=·1000,(5.7)

Гф=·1000;Вф=·1000,(5.8)

.4 Изготовление и хранение образцов-кубов

Из бетонной смеси каждого пробного замеса изготовляют образцы-кубы 10х10х10 см с их последующим твердением в нормальных условиях t=203^оС, W=95 100%) в течении 28 суток.После истечения 28 суток образцы испытывают на сжатие и испытанные образцы высушивают. Прочность на сжатие и среднюю плотность высушенных образцов определяют по формуле:R28=кгс/м² (Мпа), (4.9)

кг/м³,(4.10)

где F-разрушающая нагрузка, кг;

m1-площадь образца-куба, см²;масса испытанного и высушенного образца, кг;объем образца-куба, м³

Результаты расчетов и испытаний каждой бригады заносятся в таблицу 4.4

Таблица 4.4 Результаты проектирования состава керамзитобетона

На основании полученных результатов испытаний (таблицы 4.4) производят построение зависимостей прочности от расхода цемента, средней плотности от расхода цемента и расхода воды от расхода цемента. Назначение искомого состава проводится на основе полученных зависимостей Rб=f(Ц),=f(Ц), В=f(Ц) методом графической интерполяции. Сначала из кривой RГ=f(Ц) определяют расход цемента, обеспечивающий заданную прочность бетона: по найденному расходу цемента из кривой б=f (Ц) находят соответствующую ему среднюю плотность бетона в сухом состоянии, и затем из кривой В=f(Ц) уточняют содержание воды в бетонной смеси.

Контрольные вопросы

1.  Получение легких бетонов с заданными свойствами;

2.      Назначение легких бетонов;

.        Основы технологии получения легкого бетона.

Контрольные задания для СРС

1.  Виды пористых заполнителей;

2.      Особенности испытания легких бетонов.

5. Лабораторная работа №5. Исследование факторов, влияющих на свойства бетонной смеси

.1 Общие сведения

Изготовление бетонных и железобетонных изделий включает следующие основные процессы: приемка и хранение вяжущих веществ, заполнителей и арматуры; приготовление бетонной смеси, включая и подготовку составляющих, изготовление различных арматурных элементов; формование изделий; укрупни тельная сборка и укомплектование строительных деталей и конструкций с целью повышения степени их заводской готовности.

Основными технологическими переделами процесса изготовления бетонных и железобетонных изделий являются, приготовление бетонной смеси, формование, тепловая обработка, а также отделка лицевых поверхностей.

Эти технологические переделы в основном отражение в данном разделе лабораторного практикума так, лабораторная работа № 6 исследованию режимов виброуплотнения бетонной смеси.

Цель работы

Исследовать сравнительную эффективность перемешивания бетонных смесей (подвижных и жестких) на плотных (пористых) заполнителях в разных видах смесителей.

.2 Содержание лабораторной работы

В работе исследуется сравнительная эффективность перемешивания подвижных или жестких бетонных (на плотных и пористых заполнителях) и растворных смесей в различных смесителях. При проведении работы рекомендуется студентов разделить на три бригады. Каждая бригада выполняет одно из указанных ниже зданий. Работа рассчитана на 3 ч.

Задание 5.1.1 Бригада 1, состоящая из двух звеньев, проводит опыты с использованием растворных смесей. Состав раствора 1:3 по массе. Материалы портландцемент M 400; кварцевый песок с Мкр=2,0 Подвижность растворной смеси, определенная стандартным способом, равна соответственно 8-10 и 1.2 см при выполнении работы звеньями 1 и 2.

Задание 5.1.2 Бригада 2 проводит те же опыты, но с использованием в опытах бетонной смеси на плотном заполнителем-известняковом щебне с Dнаиб= 20 мм. Остальные материалы те же. Подвижность бетонной смеси равна 5-6 см (при выполнении работы звеном 1). Жесткость бетонной смеси равна 5-7 с (при выполнении работы звеном 2).