Расчет начального состава бетона по методу «абсолютных объемов»



Приняты следующие исходные данные из задания на КР:

 

-марка по подвижности: П1;

-марка бетона по морозостойкости: F100;

-марка бетона по водонепроницаемости: W6;

-подвижность бетонной смеси: h q = 4 см;

-наибольшая крупность заполнителя: D max = 20 мм;

-модуль крупности песка: M f = 2,686;

-нормальная густота цементного теста: wn c = 27 % [1, п.5.7, с. 52];

-расчетная прочность бетона, выраженная средним уровнем прочности: R m u = 71,4 МПа

-ограничение по водоцементному отношению: (Мw/Мс) mах = 0,56;

-нормируемые минимальный и максимальный расходы цемента: M c, min = 280 кг/м3,

Mc,max = 376,7 кг/м3 ;

-активность цемента: R c = 49 МПа ;

-плотность цемента: rc = 3100 кг/ м3;

-насыпная плотность цемента: r s, c = 1300 кг/ м3 [2, с. 53];

-плотность песка: r s = 2,57 m/ м3;

-насыпная плотность песка: r s, s = 1480 кг/ м3 [2., с. 53];

-насыпная плотность щебня: rm, g = 2,68 m/ м3;

-насыпная плотность щебня: r s, g = 1420 кг/ м3 [2, с. 53];

-плотность воды: rw = 1000 кг/м3;

1) Определяем водоцементное отношение Mw/Mc:

а) из условия обеспечения прочности бетона и при Mw/Mc ³ 0,4

 

 

где k1 – коэффициент, определяемый по табл. 3.1, k1 = 0,6

б) проверяем выполнение условия обеспечения плотности бетона

Mw/Mc ≤(Mw/Mc)max

Mw/Mc = 0,341≤(Mw/Mc)max = 0,52.

Не удовлетворяет условию Mw/Mc ³ 0,4, принимаем 0.52

2) Определяем расход воды Mw, исходя из подвижности h q = 4 см:

Mw = a0 + a1hq,

Mw = 171 + 2,32 * 4 = 180,28 кг /м 3;

3) Находим расход цемента и химдобавки:

 

Mc = 180,28 / 0,56 = 321,92 кг/м3.

Сравниваем с нормируемыми минимальным M c, min и максимальным M c, max расходами цемента, проверяем выполнение неравенства

M c, min < M c <M c, max;

240 кг/м3< 321,92 кг/м3< 376,7 кг/м3

Неравенство выполняется, поэтому назначаем расход цемента, равный расчетному: Mc=321,92

4) Определяем расход крупного заполнителя:

где a - коэффициент раздвижки, определяемый по табл. 3.3 (по линейной интерполяции

a = 1,38);

n s, g – пустотность крупного заполнителя, определяемая по формуле n s, g = 1 - r s,g / r m, g:

n s, g = 1 – 1400 / 2590 = 0,45;

M g = 1 / (1,38 * 0,45/ 1400 + 1 / 2590) = 1205кг/ м3

5) Определяем расход мелкого заполнителя:

M s = (1 – (321/ 3100 + 180/ 1000 + 1205 /2680)) * 2650 = 665 кг/м3;

6) Определяем расчетную среднюю плотность свежеуложенного бетона:

r m, d = M c + M w + M s + M g + M z 1 + M z 2 ;

r m, d = 342,23+ 177,96 + 701,19 + 1196,02 + 0,68 + 10,26= 2428,35 кг/м3

7) Начальный состав бетона в частях выражаем соотношениями:

по массе

1 : 665 / 321: 1205/ 321 = 1:2,07:3,75

По объему  и Mw/Mc

или

1 : 2,04 * 1,3 / 1,48 : 1,5 * 3,75 * 1,3 / 1,4 = 1 : 1,79 : 2,57

8) Определяем расчетный коэффициент выхода бетона:

Или b = 1 / (М с / r s, c + М s / r s, s + M g / r s,g) ;

b = 1 /(321/1300 + 665/1500 + 1205/1400) = 0,64.

Результаты расчета начального состава бетона

Компонент Расход компонента, кг/м3
Цемент 321
Песок 665
Щебень 1205
Вода 180

 

3.3 Экспериментальная проверка расчетных составов бетона

 

Составление плана экспериментальной проверки.

Приняты следующие исходные данные из задания на КР:

- Mc= 321кг/м3

- Mw= 665 кг/м3

- Ms= 1205 кг/м3

- Mg= 180 кг/м3

Экспериментальную проверку расчетных составов проводим по одноэтапной схеме.

В качестве основного варьируемого параметра назначаем водоцементное отношение. Определяем, что дополнительных составов будет два.

 


Объем одного образца составляет

Компоненты

Условное

Обознач.

Расходы компонентов на замесы, кг

Основного состава 1-го дополнительного 2-го дополнительного
Цемент Песок Щебень В том числе: Фракции 5…10 мм (15 %) Фракции 10…20 мм (25 %) Фракции 20…40 мм (60 %) Вода   mc,obs ms,obs mg,obs mw,obs,i mz1,obs mz2,obs 3,57 8,4 - 2,15 3,58 8,61 2,13 0,008 0,123 3,57 8,4 - 2,15 3,58 8,61 1,81 0,008 0,123 3,57 8,4 - 2,15 3,58 8,61 2,45 0,008 0,123
Итого   28,57 28,25 28,89
Водоцементное отношение   0,52   0.442 0,598

 

Vsp = 1,5x1,5x1,5=3,375 дм3;

Тогда объем замеса равен

Vb,mix = 1,1*2*3,375=7,425

-из условия, что подвижность в соответствии с ГОСТ 10181-2000 определяются дважды. Так как объем стандартного конуса № 1 равен Vcon,nl  5,5 дм3 тогда объем замеса равен

Vb,mix = 1,1*2*5,5 12,0 дм3

Назначаем наибольшее из полученных значений объемов замеса:

Vb,mix = 12,0 дм3

Для изменения водоцементного отношения в дополнительных составах при условии постоянства расхода цемента назначим коэффиценты варьирования расхода воды в замесах для 1-го дополнительного состава Kvar1=0,85 и для 2-го - Kvar2=1,15.

Таким образом, расходы компонентов на замес в дополнительных составах согласно предлагаемому плану одноэтапной опытной проверки должны отличаться расходами воды:

-для 1-го дополнительного состава

mw1,mix=kvar1mw,mix;

-для 2-го дополнительного состава

mw2,mix=kvar2mw,mix;

Результаты определения расходов компонентов бетона на замесы основного и двух дополнительных с учетом варьирования расходами воды, а также содержания фракций в смеси щебня представлены в таблице.

Результаты расчета расходов материалов на замес

 

3.4 Расчет расходов компонентов по фактическим зависимостям и назначение номинального состава бетона.

 

Рассчитываем номинальный состав бетона с помощью полученных зависимостей:

1) Зависимость расхода воды от подвижности бетонной смеси вида M w, obs = f (h q):

M w, obs = 0,1289 + 3,6 * 10-3h q;

Определяем фактический расход воды номинального состава бетона при заданной подвижности h q = 4 см:

M w, obs = 0,1289 + 3,6 * 10-3* 4 = 0,1433 т/м3.

2) Зависимость водоцементного отношения от предела прочности бетона вида M w / M c = f(R b):

(M w/ M c) obs = 0,9875 – 0,0116 * R m,b.

Определяем фактическое значение водоцементного отношения в номинальном составе для расчетной прочности R m,u = 71,4 МПа:

(M w/ M c) obs = 0,9875 – 0,0116 * 71,4 = 0,159 МПа.

Сравниваем полученное значение водоцементного отношения (M w/ M c) obs с максимально допускаемой его величиной по условию плотности (M w/ M c) max: так как (M w/ M c) obs = 0,159 меньше, чем (M w/ M c) max = 0,52 и не удовлетворяет условию (M w/ M c) 0,4 , то принимаем

(M w/ M c) obs = 0,52

3) Зависимость средней плотности свежеуложенного бетона от расхода воды вида r m, b, obs = f (M w, obs):

r m, b, obs = 2,6632 – 1,644 * M w, obs;

Устанавливаем фактическую среднюю плотность бетона номинального состава при расходе воды в номинальном составе, равном M w, obs = 0,143 т/м3:

r m, b, obs = 2,6632 – 1,644 * 0,143 = 2,4228 т/м3.

4) Определяем содержание песка в смеси заполнителей r в номинальном составе бетона, используя расходы песка и щебня, вычисленные при расчете начального состава бетона:

r = M s / M s + M g;

r = 701,19 / (701,19 + 1196,02) = 701,96 / 1897,21 = 0,369.

5) Определяем расход цемента M с, obs в номинальном составе бетона:

M с, obs = M w / (M w / M c) obs ;

M с, obs = 0,143 /0,52= 0,275 т/м3.

M s, obs = ( 2,4228 – ( 0,275 + 0,143 + 5,5 * 10-4 +8,25 * 10-3)) * 0,369 = 0,736 т/м3

8) Определяем расход щебня M g, obs в номинальном составе бетона:

M g, obs = M s, obs* (1-r) / r = 0,736 * (1 – 0,369) / 0,369 = 1,259 т/м3

9) Проверка расчета:

V b = M c, obs / r c + M s, obs / r s + M g, obs / r m, g + M w, obs + S M z, i , obs / r z, i;

где r z, 1 = 2,1 т/м3 r z, 2 = 2,2 т/м3;

V b = 0,275/3,1 + 0,737/2,57 + 1,259/2,68 + 0,143/1 + 5,5* 10-4 /2,1 + 8,25 *10-3/2,2 = 0,997

Ошибка не существенная – в пределах точности расчета на микрокалькуляторе: ((0,993-1,0)/1,0)*100% = - 0,7%

Вывод: назначение номинального состава выбрано правильно.

10) Вычисляем фактический коэффициент выхода номинального состава бетона:

b = 1/(M c / r s, c + M s / r s, s, w + M g / r s, g, w) ;

b = 1/(0.275/1,3+0,737/1,48+1,259/1,42)=0,625

11) Рассчитываем номинальный состав бетона в частях по массе:

1:0,737/0,275:1,259/0,275 = 1:2,68:4,57;

12) рассчитываем номинальный состав бетона в частях по объему:

1:2,68*1,3/1,48:4,61*1,3/1,42 = 1:2,35:4,22

 

Результаты расчета номинального состава бетона

Компонент Расход компонента, кг/м3
Цемент 275
Песок 737
Щебень 1259
Вода 143

Литература

 

1. Кузьмин В. И., Кузьмин И. В., Лукьянчик Г. В., Коноплев С. Н., Тихонов В. Б. Проектирование составов специальных тяжелых цементных бетонов / ВИТУ. СПБ.,2004.

2. Тихонов В.Б., Кузьмин В.И., Оболдуев А.Т., Саксеев В.А., Тихомиров А.П. Строительные материалы для объектов Министерства обороны: Учебник/Виси.-СПБ.,1994.

3. Кузьмин В.И., Лукьянчик Г.В., Саксеев В.А. Автоматизированные расчеты при подборе составов и контроле качества строительных материалов / ВИСИ. – СПБ., 1996.

4. Кузьмин В.И., Оболдуев А.Т., Тихомиров А.П. Черемский А.Л. Лабороторные работы по курсу строительных материалов для объекта Министерства обороны. В 2-х ч. Ч. I и II / ЛВВИСКУ. – Л., 1989.

5. Журнал лабораторных работ.

6. Дополнительные справочные материалы лаборатории кафедры № 13.

7. Инструкция по использованию программного обеспечения автоматизированных расчетов на ЭВМ.

8. Кузьмин В.И. Новый высокоэффективный способ состава бетона ///АО «Учебно-научный центр «Перспектива»». – СПБ ., 1994.

Размещено на Allbest.ru


Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 321; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!