ЗАДАНИЕ 

    Тема  проекта: Проектирование состава бетона для лестничных маршей. 

    Исходные  данные: 

    Таблица 1- Зерновые составы песка, остатки  на ситах. 

 
 

    Таблица 2- Зерновой состав заполнителя. 

 

 СОДЕРЖАНИЕ

    ВВЕДЕНИЕ

 

    Проектирование  состава бетона позволяет надежно  и наиболее экономично обеспечить требуемые  компоненты состава бетона.

    Требования к бетону обычно назначают в соответствии с видом выпускаемого изделия. При расчете состава бетона необходимо знать характеристики всех составляющих материалов. В частности необходимо иметь данные:

• заданный класс (марку) бетона
• удобоукладываемость бетонной смеси
• вид цемента
• активность цемента
• насыпную и истинную плотности заполнителей
• наибольшую крупность и пустотность крупного заполнителя

    При подборе состава бетона необходимо опираться на следующую закономерность: коэффициент заполнения пустот и  раздвижки зерен щебня раствором, для конкретной осадки конуса на данных заполнителях является величиной постоянной и зависит от расхода цемента. Это позволяет поновому определять оптимальное содержание песка в бетоне и решать задачу определения оптимального соотношения между песком и щебнем.

    1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 

    Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате рационально подобранной и тщательно перемешанной с последующим затвердеванием смеси вяжущего вещества, заполнителей и воды, взятых в определенных соотношениях. До затвердевания эту смесь называют бетонной.

    Активные  составляющие бетона — цемент и  вода. При взаимодействии они переходят  в камневидное состояние Крупный  и мелкий заполнители, равномерно распределенные в бетоне, образуют его жесткий  скелет. Бетон способен выдерживать большие сжимающие нагрузки (сопротивляться сжатию), но плохо сопротивляется растягивающим усилиям (прочность его на растяжение в 10... 15 раз меньше чем на сжатие). В строительном производстве широко применяют предварительно напряженные железобетонные конструкции. Сущность предварительного напряжения состоит в обжатии натянутой арматурой той части бетона, которая будет работать при нагружении на растяжение или изгиб. В этом случае при действии растягивающих сил в предварительно напряженном бетоне вместо появления растягивающих напряжений лишь уменьшаются напряжения сжатия, а сопротивление возникновению трещин возрастает в несколько раз.

    Конструкции из предварительно напряженного железобетона более экономичны, чем из обычного бетона.

    Бетонной  смесью называют рационально подобранную и тщательно перемешанную смесь, состоящую из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей и добавок до начала ее формования и затвердения. Свойства бетонной смеси в значительной степени зависят от качества и соотношения всех её компонентов.

    При воздействии на бетонную смесь внешними силами резко снижается ее вязкость. Изменение вязкости бетонной смеси под влиянием механических воздействий и восстановление ее после прекращения воздействий называется тиксотропией.

    Огромное  влияние на свойства бетонной смеси оказывает качество и количество цемента в смеси, а также расход воды.

    К основным свойствам бетонной смеси  относят: водопотребность, удобоукладываемость, однородность, вязкость, нерасслаиваемость, водоудерживающую способность.

    Составом  бетона называют соотношение по массе всех компонентов (вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей), при котором обеспечивается заданная удобоукладываемость бетонной смеси и заданные свойства при наименьшем расходе вяжущего для принятой технологии изготовления изделий. При проектировании состава бетона обычно требуется:

• назначить требование к бетону
• выполнить выбор материалов для бетона
• определить предварительный состав бетона
• осуществить проверку состава на пробных замесах
• произвести корректировку состава бетона в процессе производства
• определить специальные свойства бетона.

    Требования  к бетону обычно назначают в соответствии с видом выпускаемого изделия. Класс (марка) бетона, показатели других его  свойств указывают в рабочих  чертежах на изготовляемые изделия. Для приготовления бетонов применяют обычно местные материалы, которые расположены в непосредственной близости от завода. Из имеющихся материалов выбирают те, которые обеспечивают получение бетона с заданными свойствами при минимальном расходе цемента.

    При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие  деформации, когда же преодолена структурная  прочность, она течет подобно  вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.

    Свойства, которые определяют качество бетонной смеси, относят к основным. К технологическим  свойствам относят: удобоукладываемость, однородность, связность, водоудерживающая способность.

    Удобоукладываемость характеризует способность бетонной смеси заполнять форму изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или под действием внешних усилий. Характеризуется подвижностью или жесткостью.

    Однородность  бетонной смеси достигают путем  выбора оптимальных соотношений смеси и достижения оптимального режима перемешивания. Смесь считают однородной, если любая ее проба, взятая в достаточно большом объеме не менее чем в пять раз превышающая больше объема заполнителя (имеет один и тот же состав).

    Связность – характеризует способность бетонной смеси формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслоений. Обеспечивается правильным выбором вещества, мелким заполнителем и оптимальным соотношением между фракцией крупного заполнителя и оптимальное время перемешивания.

    Характеристиками связности бетонной смеси являются:

• раствороотделение; для определения бетонную смесь укладывают и уплотняют в кубик 10*12, затем вибрируют по времени зависящим от жесткости или подвижности бетонной смеси. После вибрирования верхний слой снимают (10 см) и взвешивают, тоже проделывают с нижним слоем. После этого каждый слой по отдельности промывают через сито 5 мм,

    полностью отделяя раствор от заполнителя. Промытый крупный заполнитель высушивают, взвешивают и вычисляют объем  верхней и нижней частей, и вычисляется раствороотделение, которое не должно превышать 20%.

• водоотделение – характеризует связанность бетонной смеси в состоянии покоя. Определяют: бетонную смесь уплотняют в цилиндре, закрывают пластиной и через 1.5 часа собирают воду на поверхности пипеткой, определяют массу, объем и количество выделившейся воды.

    Водоудерживающая  способность – это свойство бетонной смеси удерживать воду без ее выделения  на поверхности изделия (цемент - арматура, цемент - крупный заполнитель). Оценивается тем максимальным количеством воды, где выделение воды не происходит.

    Состав  бетонной смеси рассматривается  как соотношение между объемами растворенной части и крупного заполнителя. Он влияет на удобоукладываемость, и  мы должны его оптимизировать. Эта  задача решается при проектировании состава бетона. Для этой цели мы выбираем определенный коэффициенты избытка и раздвижки. При постоянных значениях расхода цемента и воды существуют оптимальные значения коэффициента раздвижки зерен, при котором наблюдается большая подвижность зерен.

    При проектирование состава бетонной смеси  используют 3 способа:

    1 Расчетно-экспериментальный – при  этом способе мы делаем сначала  расчет, а потом экспериментально  подтверждается (основные свойства  материала известны и мы их  подтверждаем).

    2 Подбор состава бетонной смеси  по графикам и таблицам, он  используется в том случае, когда  известны все свойства материала.

    3 Ускоренный метод подбора - он  применяется в тех случаях,  когда не известны свойства  материалов. При этом способе  принимают ряд Ц/В отношений и расход материала при них, и, учитывая водопотребность заполнителей, готовят контрольные образцы испытывают и по испытаниям делают выбор.

    При расчете состава бетона необходимо знать характеристики свойств всех составляющих материалов. В частности необходимо иметь следующие данные: заданный класс (марку) бетона, удобоукладываемость (подвижность или жесткость) бетонной смеси, а также характеристики материалов – вид и активность цемента, насыпную и истинную плотности заполнителей, их влажность. Расчет состава бетона должен производиться с учетом режима приготовления и уплотнения бетонной смеси, а также условий твердения изготовляемых изделий.

    Определение состава бетонной смеси ведут  в такой последовательности: рассчитывают водоцементное отношение в бетоне; назначают количество воды для бетонной смеси; определяют расход цемента; рассчитывают содержание мелкого и крупного заполнителей и определяют лабораторный состав бетона; приготавливают пробный замес бетонной смеси и проверяют заданную удобоукладываемость; изготавливают стандартные образцы-кубы; выдерживают их по заданному режиму и определяют класс (марку) бетона; производят корректировку состава и определяют специальные свойства бетона.

    Компоненты  бетонной смеси дозируют по массе (пористые заполнители дозируют по объему с коррекцией по массе, а жидкие – по массе или по объему). Допускаемая погрешность дозирования 1%.

    При дозировании добавок следует  учитывать, что их эффективность  частично зависит и от порядка  дозирования. В ряде случаев целесообразно вначале загрузить все сухие добавки и часть воды, а в процессе перемешивания ввести недостающую воду с добавкой.

    Назначение  оптимальной продолжительности  перемешивания обеспечивает заданную производительность бетоносмесителя и высокое качество бетонной смеси. За продолжительность перемешивания принимают время от момента окончания загрузки материалов в смеситель до начала выгрузки из него готовой смеси. Продолжительность перемешивания следует устанавливать опытным путем. Для этого смесь одного и того же состава перемешивают разное время и изготавливают из нее контрольные образцы.