Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Задание 1. Рассчитать состав цементобетона.

Задание 1. Рассчитать состав цементобетона.

Исходные данные:

Марка бетона по прочности на сжатие R_б = 400 (40 МПа)

Коэффициент вариации v_n= 13%

Марка портландцемента ПЦ400

Насыпная плотность цемента  = 1, 3 г/см³

Истинная плотность цемента  = 3000 кг/м³ = 3 г/см³

Насыпная плотность песка  = 1, 42 г/см³

Истинная плотность песка  = 2, 5 г/см³

Насыпная плотность щебня  = 1, 6 г/см³

Истинная плотность щебня  = 2, 57 г/см³

Марка щебня R_щ = 120 МПа

Вид заполнителя – гравий

Крупность заполнителя – 40 мм

Качество заполнителя – низкое

ОК (осадка конуса ) – смесь подвижная – П1

Решение

Для получения необходимого для ведения статистического контроля числа результатов испытаний требуемую прочность бетона определяют по формуле:

R_t = 1, 1  ,

где К_б - коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона 0, 78;

B_норм - нормируемое значение проектной прочности бетона.

R_t =  = 56, 4 МПа

Средний уровень прочности R_y (МПа) для контролируемого периода определяется по формуле:  

                    R_y=R_t·K_мп,

где К_мп - коэффициент, зависящий от среднего коэффициента вариации v_n за анализируемый период и принимаемый по таблице 6.

К_мп = 1, 12

1. Цементоводное отношение определяют из формулы:

                    R_б = А· R_ц (Ц/В - С),                                   (3)

где R_б - прочность бетона нормального твердения в возрасте 28 суток, МПа;

R_ц  - активность цемента, МПа;

Ц/В - цементоводное отношение;

А и С - эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние заполнителей и др. факторов на прочность бетона;

С = 0, 1 (для расчёта прочности на растяжение при изгибе);

С = 0, 5 (для расчёта прочности на сжатие).

Для бетонов с Ц/В­< 2, 5 (В/Ц> 0, 4):

                    R_б = А·R_ц(Ц/В - С);                                            (4)

Для бетонов с Ц/В­ > 2, 5 (В/Ц< 0, 4)

                    R_б = А₁·R_ц(Ц/В + С);                                          (5)

Где А₁ =0, 4 (для рядовых заполнителей)

Ц/В =  C

Ц/В =  + 0, 5 = 2, 3

В/Ц =  = 0, 43

2. Водопотребность бетонной смеси (В) определяют по таблицам или графикам в зависимости от заданной удобоукладываемости смеси, и качества крупного и мелкого заполнителя, вида цемента.

В = 155 кг/м³

3. По известным значениям Ц/В (В/Ц) и водопотребности бетонной смеси В вычисляют расход цемента в кг на 1 м³ бетона:

 Ц = В/(В/Ц) = 155· 2, 3 = 356 кг/м³

Вычисленный расход цемента не может быть ниже минимального допустимого расхода, установленного техническими условиями.

4. Количество крупного и мелкого заполнителя определяет решение системы двух уравнений:

                                                     (6)

                                                     (7)

где Ц, В, П, Щ - расходы цемента, воды, песка, щебня, кг;

ρ _ц, ρ _п, ρ _щ - истинная плотность цемента, песка, щебня, кг/л (г/см³);

ρ _щ^н - насыпная плотность щебня, кг/л(г/см³);

V_щ - пустотность щебня, относительные единицы;

α - коэффициент раздвижки зёрен щебня раствором, доли единицы.

Пустотность щебня определяется по формуле:

=1–                                                                (8)

= 1–  = 0, 38

Первое уравнение выведено из условия, что сумма абсолютных объёмов, составляющих материалов бетона равна 1 м³ или 1000 л готового плотного бетона. Второе уравнение - из условия, что цементо-песчаный раствор заполняет объём всех пустот в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зёрен.

Значение коэффициента раздвижки выбирается в зависимости от модуля крупности песков.

При В/Ц=0, 43 и расходе цемента 356, 5 кг/м³ значение α = 1, 34

Расход щебня на 1 м³ бетона определим по формуле

Щ =                                                    (9)

Щ =  = 1413 кг/м³

Расход песка на 1 м³ бетона определим по формуле

П =                            (10)

П =  = 440 кг/м³

При использовании в бетоне воздухововлекающих добавок в уравнении добавляется V_в, учитывающий объём вовлечённого воздуха.

5. Для дорожных и аэродромных бетонов назначают воздухововлекающие и пластифицирующие добавки.

Номинальный состав бетона: I: n: m = Ц/Ц: П/Ц: Щ/Ц.

Плотность смеси

ρ _б = 356+155+1413+440 = 2364 кг/м³

Проверка – метод абсолютных объемов

0, 155 + 0, 155 + 0, 17 + 0, 550 = 1

Пример расчета минеральной части асфальтобетона

   Подобрать состав мелкозернистого холодного асфальтобетона типа Б_х для устройства верхнего слоя покрытия автомобильной дороги.

    Имеются следующие исходные материалы: щебень гранитный марки 1200 по прочности, песок речной и известняковый минеральный порошок. Зерновые составы минеральных материалов приведены в таблицах 18, 19, 20.

Таблица 18                                        Зерновой состав щебня

Таблица 19                                 Зерновой состав песка

Таблица 20                            Зерновой состав минерального порошка

Зерновой состав исходных минеральных материалов записываем в графы 2, 3 и 4 таблицы 21.

Подбор асфальтобетона начинаем с определения количества щебня. При этом исходим из того, что в 100% щебня содержится 98% частиц крупнее 5 мм, а в минеральной части плотного асфальтобетона должно содержаться таких частиц от 40 до 50 % (от 100-60 =40 до 100-50=50) см. таблицу 9.

Приняв за необходимое количество 40% (выбирается произвольно) частиц крупнее 5мм, составляем пропорцию:

               100 - 98                             Х = (40·100) /98= 40, 8%

                 х – 40   

 Затем определяют содержание каждой фракции щебня в смеси минеральных материалов, исходя из того, что содержание щебня в этой смеси равно 40, 8 %:

сито с отверстиями 40 мм    3 · 4, 08/100 = 1, 2   %;

сито с отверстиями 20 мм     26 · 4, 08/100 = 10, 6 %;

сито с отверстиями 15 мм      28 · 4, 08/100 = 11, 4 %;

сито с отверстиями 10 мм      24 · 4, 08/100 = 9, 8  %;

сито с отверстиями 5 мм        17 · 4, 08/100 = 7, 0   %;

сито с отверстиями 2, 5 мм   2 · 4, 08/100 = 0, 8   %;

 Следует отметить, что расчеты частных остатков на ситах ведутся с точностью до первого знака после запятой. При округлении полученных значений может появиться ошибка, рав­ная 0, 1-0, 2 %. Если бы, например, складывая частные остатки щебня в проектируемой смеси, мы получим 46, 3 % то ошибку, равную 0, 1 %, следовало отнять от наибольшего частного остатка на сите, в данном случае с диаметром отверстия 10 мм.

Теперь определим количество минерального порошка в смеси минеральных материалов. Пропорцию составим исходя из того, что определяющей фракцией минерального порошка в асфальтобетоне являет­ся фракция мельче 0, 071 мм. В 100 %минерального порошка таких частиц содержится 81 %(см. таблицу 20). Для минеральной части высокопрочного асфаль­тобетона в соответствии с таблицей 9 находим, что содержание таких частиц должно быть от 8 до 12 %. Приняв его равным 11 %, находим количество минерального порошка:

               100 - 81

                у - 11        у = (100·11) / 81 = 13, 6 %.

 Определим содержание каждой фракции минерального порошка в смеси каменных материалов:

 сито с отверстиями 1, 25мм        1, 0 · 13, 6/100 = 0, 1 %;

 сито с отверстиями 0, 63 мм       2, 0 · 13, 6/100 = 0, 3 %;

 сито с отверстиями 0, 315 мм     7, 0 · 13, 6/100 = 1, 0 %;

 сито с отверстиями 0, 14 мм       3, 0 · 13, 6/100 = 0, 4 %;

 сито с отверстиями 0, 071 мм     6, 0 · 13, 6/100 = 0, 8 %;

 мельче 0, 071 мм                        81, 0 · 13, 6/100 = 11, 0 %;

Количество песка в смеси определим путем вычитания из 100 % значений, соответствующих содержанию щебня и минерального порошка:

     100 – 40, 8 - 13, 6 = 45, 6 %.

Далее находим содержание каждой фракции песка в смеси каменных материалов:

сито с отверстиями 5 мм         1, 0 · 45, 6/100 = 0, 5 %;

сито с отверстиями 2, 5мм      18, 0· 45, 6/100  = 8, 2 %;

сито с отверстиями 1, 25мм    12, 0 · 45, 6/100 = 5, 5 %;

сито с отверстиями 0, 63 мм    30, 0 ·45, 6/100 = 13, 6 %;

сито с отверстиями 0, 315 мм  21, 0 ·45, 6/100 = 9, 6 %;

сито с отверстиями 0, 14 мм   18, 0 ·45, 6/100 = 8, 2 %;

Полученные значения частных остатков минеральных материалов в проектируемой смеси записываем в графы 5, 6 и 7 табл. 21. Суммируем частные остатки щебня, песка и минерального порошка на каждом сите.

      Внесем в графу 10 таблицы 21 рекомендуемые пределы полных остатков на ситах для проектируемого типа асфальтобетона и проверим соответствие им полученных полных остатков. В таблице 9 даны рекомендуемые пределы массовой доли зерен минерального материала мельче размера отверстий сит. От этого показателя легко перейти к полным остаткам. Рассмотрим требования к непрерывному зерновому составу для высокоплотного асфальтобетона. Через сито 20 должно проходить от 90 до 100% каменных материалов. Если проходит 100 материала, то полный остаток равен 0. В том случае, когда количество проходящего через сито материала равно 90%, полный остаток равен 10%. Таким образом, путем вычитания из 100 величин полных проходов через сито, получим величины пределов полных остатков.

Нанести кривую гранулометрического состава минеральной части асфальтобетона и рекомендуемые пределы полных остатков (проходов) на график (рис. 1). Из графика следует, что полный остаток на ситах 20, 15, 10, 2, 5 и 1, 25 мм не попадают в рекомендуемые пределы. Поэтому следует скорректировать зерновой состав щебня и песка (таблица 19), увеличив или уменьшив частные остатки на этих ситах, и выполнить перерасчет.

Рисунок 1 - Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетона

Размер отверстий сит, мм

Таблица 21

Затем определяют содержание каждой фракции щебня в смеси минеральных материалов, исходя из того, что содержание щебня в этой смеси равно 40, 8%:

сито с отверстиями 40 мм    3 · 4, 08/100 = 1, 2   %;

сито с отверстиями 20 мм     21 · 4, 08/100 = 8, 6%;

сито с отверстиями 15 мм      28 · 4, 08/100 = 11, 4 %;

сито с отверстиями 10 мм      24 · 4, 08/100 = 9, 8  %;

сито с отверстиями 5 мм        20 · 4, 08/100 = 8, 2   %;

сито с отверстиями 2, 5 мм   4 · 4, 08/100 = 1, 6   %;

Затем определяют содержание каждой фракции щебня в смеси минеральных материалов, исходя из того, что содержание щебня в этой смеси равно 46, 2%:

сито с отверстиями 40 мм    3 · 4, 08/100 = 1, 2   %;

сито с отверстиями 20 мм     15 · 4, 08/100 = 4, 9   %;

сито с отверстиями 15 мм      21 · 4, 08/100 = 8, 6  %;

сито с отверстиями 10 мм      24 · 4, 08/100 = 9, 8  %;

сито с отверстиями 5 мм        38 · 4, 08/100 = 15, 9   %;

сито с отверстиями 2, 5 мм   4 · 4, 08/100 = 1, 6   %;

Далее находим содержание каждой фракции песка в смеси каменных материалов:

сито с отверстиями 5 мм         10, 0 · 45, 6/100 = 4, 5 %;

сито с отверстиями 2, 5мм      26, 0· 45, 6/100  = 11, 9 %;

сито с отверстиями 1, 25мм    12, 0 · 45, 6/100 = 5, 5 %;

сито с отверстиями 0, 63 мм    24, 0 ·45, 6/100 = 11, 0 %;

сито с отверстиями 0, 315 мм  10, 0 ·45, 6/100 = 4, 5 %;

сито с отверстиями 0, 14 мм   18, 0 ·45, 6/100 = 8, 2 %;

Заключение о гранулометрическом составе минеральной части асфальтобетона: ____________________________________________________

Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетона:

Щебень - 40, 8 %;

Песок - 45, 6 %;

Минеральный порошок - 13, 6   %.

По таблице 4 определим содержание битума. Для асфальтобетона Б_х -3. 5-4. 5 % по массе

Марки битума