ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» в г. Смоленске КАФЕДРА ФИЗИКИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к расчетно-графической работе «Расчет состава тяжелого бетона» по дисциплине «Строительные материалы» Направление подготовки 08.03.01. Строительство Квалификация выпускника – бакалавр очной и заочной форм обучения Смоленск 2024 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Вариант задания расчетно-графической работы (РГР) определяется в соответствии с двумя последними цифрами № студенческого билета (или зачетки) по таблице для РГР. При выполнении РГР необходимо соблюдать следующие правила: 1) оформлять работу следует на белых листах формата А4, первой страницей является титульный лист. Образец титульного листа приведен в приложении. 1) работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента; 2) задание своего варианта и заданные физические величины переписывать полностью, при этом все числовые величины должны быть переведены в систему единиц СИ; 3) решение задачи и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями; 4)при вычислениях, по возможности, использовать микрокалькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных; 5)в работе следует указывать литературу, которая использовалась при выполнении задания. 1. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОГО СОСТАВА БЕТОНА 1.1. Определение водоцементного отношения. Определяют водоцементное отношение В/Ц - отношение массы воды к массе цемента - из условия получения требуемого класса бетона по прочности на сжатие в зависимости от активности цемента и качества материалов по формулам: В Ц = А1 𝑅ц 𝑅б +А1 0,5𝑅ц при В/Ц 0,4 (1) В Ц = А1 𝑅ц 𝑅б −А1 0,5𝑅ц при В/Ц < 0,4 (2) где А1 и А2 – коэффициенты, учитывающие качество материалов для получения состава бетона, принимаются по табл. 2; Rц – активность цемента, МПа; Rб – предел прочности бетона на сжатие, МПа. Таблица 2. Значения коэффициентов, учитывающих качество материалов Характеристика материаловдля бетона Высококачественные Рядовые Пониженного качества А1 А2 0,65 0,60 0,55 0,43 0,40 0,37 1.2.Определение расхода воды. Определяют расход воды В, кг/м3 в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности заполнителей, руководствуясь данными табл. 3. Таблица 3. Водопотребность бетонной смеси, кг/м3 Марка бетоннойсмеси по удобоукладываемости Показатель удобоукладываемости бетонной смеси Осадка жесткость, конуса,см с по ГОСТ 1.01.81.1 Расход воды при крупностигравия и щебня, мм гравия щебня 10 20 40 70 10 20 40 70 Особо жесткая - 40…50 150 135 125 120 160 150 135 130 Повышенно жесткая Жесткая - 25…35 160 145 130 125 170 160 145 140 - 15…20 165 150 135 130 175 165 150 145 Умеренно жесткая Малоподвижная Подвижная - 10…15 175 160 145 140 185 175 160 155 2…4 190 175 160 155 200 190 175 170 5…7 - 200 185 170 165 210 200 185 180 Пластичная 8…10 - 205 190 175 170 215 205 190 185 Весьма пластичная Литая 10…12 - 215 205 190 180 225 215 200 190 12…16 - 220 210 197 185 230 220 207 195 5…10 ПРИМЕЧАНИЕ. Данные таблицы 3 справедливы для бетонной смеси на портландцемента и песка средней крупности. При использовании пуццоланового портландцемента расход воды увеличивается на 20 кг/м3; в случае применения мелкого песка взамен среднего расход воды также увеличивается на 10 кг/м3, а при использовании крупного песка уменьшается на 10 кг/м3. 1.3. Определение расхода цемента. Определяют расход цемента Ц, кг/м3, по известным значениям В/Ц и водопотребности бетонной смеси: Ц=В:В/Ц, (3) где В – расход воды, кг/м3; В/Ц – отношение массы воды к массе цемента, определяемое по формулам (1, 2). Для неармированных сборных бетонных изделий минимальная норма расхода цемента должна быть не менее 200 кг/м3, для железобетонных изделий – не менее 220 кг/м3. Если расход цемента превышает типовые нормы [1], тогда следует проводить мероприятия по экономии цемента; например путем замены некоторой доли цемента минеральными добавками. 1.4. Определение расхода крупного заполнителя. Определяют расход крупного заполнителя Щ (Г), кг/м3, по формуле: 1 щ(г) = 𝑉пуст.щ(г) 𝛼 𝜌н.щ(г) + (4) 1 𝜌и щ(г) где Vпуст.щ(г) – пустотность щебня (гравия) в рыхлонасыпанном состоянии, подставляется в формулу (4) в виде коэффициента, определяемого по формуле (5); – насыпная плотность щебня (гравия), г/см3; – истинная плот3 ность щебня (гравия), г/см ; – коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия), принимаемый по табл. 4 в зависимости от водоцементного отношения и расхода цемента. Таблица 4. Коэффициент раздвижки зерен α для пластичных бетонных смесей Расход цемента, 250 300 350 400 500 600 Водоцементное отношение 0,3 0,4 0,5 1,30 1,32 1,38 1,31 1,40 1,46 1,44 1,52 1,56 1,52 1,56 - 0,6 1,26 1,36 1,44 - 0,7 1,32 1,42 - 0,8 1,38 - ПРИМЕЧАНИЯ. 1) При других значениях В/Ц коэффициент α находят интерполяцией. 2) Для жестких бетонных смесей, при расходе цемента менее 400 кг/м3,коэффициент α принимают 1,05…1,15 ( в среднем 1,1). Пустотность щебня (гравия) обычно составляет 0,39…0,50 и может быть уточнена по формуле: 𝑉пуст.щ(г) = 1 − где 𝜌н.щ(г) (5) 𝜌щ(г) – плотность крупного заполнителя в куске, г/см3. 1.5. Определение расхода песка. Определяют расход песка П, кг/м3, по формуле Ц В Щ(Г) П = (1 − ( + + )) 𝜌п 𝜌ц 𝜌в 𝜌щ(г) (6) где Ц, В, Щ(Г) – расход цемента, воды, щебня (гравия) в килограммах на 1 м3 бетонной смеси; алов, кг/м3. , , - истинная плотность матери- , 1.6. Определение расчетной плотности бетонной смеси и коэффициента выхода бетона. Определяют расчетную плотность бетонной смеси , кг/м3 по формуле: б.см = Ц + В + П + Щ (Г) (7) и безразмерный коэффициент выхода бетона , равный объему бетонной смеси (1 м3) в уплотненном состоянии, деленному на сумму объемов сухих составляющих, затраченных на её приготовление по формуле: 𝛽= 1 Щ(Г) Ц П + + 𝜌н.ц 𝜌н.п 𝜌н.щ(г) (8) где Ц/ρн.ц.=Vц; П/ ρн.ц.=Vп; Щ(Г)/ ρщ(г)=Vщ (г) – соответствующие объемы сухих составляющих материалов, затраченных на приготовление 1 м3 бетонной смеси, м3 ; Ц, П, Щ(Г) – расход сухих материалов на 1 м3 бетона, кг; – насыпная плотностьсухих материалов, кг/м3. Значение коэффициента выхода бетона обычно находится в пределах = 0,55…0,75. 1.7. Задание и исходные данные на РГР ЗАДАНИЕ 1. Рассчитать ориентировочный состав бетона по заданным параметрам, плотность и коэффициент выхода бетонной смеси. 2. Определить производственный состав бетона с учетом влаги, содержащейся в песке и щебне (гравии). ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Таблица 1. Последняя цифра № зачетной книжки Проектный класс бетона по прочности на сжатие Качество исходных материалов Марка бетонной смеси по удобоукладываемости Условия твердения бетонапри изготовлении изделий 0 В15 Подвижная Естественные 1 В7,5 Малоподвижная Естественные 2 В10 Пониженного качества Рядового качества Рядового качества Умеренно жесткая Тепловая обработка до 70%проектной прочности 3 В35 Литая Тепловая обработка до 70%проектной прочности 4 В20 Рядового качества Весьма пластичная Тепловая обработка до 70%проектной прочности 5 В25 Высоко- качественные Пластичная 6 В30 Высоко- качественные 7 В50 Высоко- качественные Особо жесткая Тепловая обработка до 80…100% проектной прочности Тепловая обработка до 80…100% проектной прочности Тепловая обработка до 70%проектной прочности 8 В45 Высоко- качественные Жесткая 9 В40 Высоко- качественные Повышенно жесткая Рядового качества Повышенно жесткая Тепловая обработка до 70%проектной прочности Естественные Таблица 2. Предпоследня я цифра № зачетной книжки Вид крупного заполнителя 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Гравий Гравий Щебень Щебень Гравий Щебень Гравий Гравий Щебень Щебень НаибольПлотность шая крупкрупного ность зерен заполнител я заполнитев куске, ле й, мм г/см3 55 2,57 67 2,76 68 2,69 13 2,81 44 2,95 22 2,67 34 2,90 48 3,10 12 3,10 27 2,95 Объем готового замеса бетоносмесителя, литры 50 65 165 330 500 800 1000 1600 2000 3000 Таблица 3. Последняя цифра № зачетной книжки 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Истинная плотность цемента, г/см3 2,9 2,9 3,0 3,0 2,7 2,7 2,8 2,8 3,1 3,2 Насыпная плотность цемента, г/см3 Естественная влажность песка, % Естественная влажность крупного заполнителя, % 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,00 1,25 1,75 1,50 2,00 1,75 1,50 1,25 1,75 2,00 Таблица 4. Предпоследня я цифра № зачетной книжки Истинная плотность песка, г/см3 Насыпная плотность песка, г/см3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2,00 2,05 2,10 2,15 2,20 2,25 2,30 2,35 2,35 2,35 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 1,65 1,70 1,70 1,75 1,80 Истинная плотность крупного заполнителя, г/см3 2,67 2,86 2,79 2,91 3,05 2,77 3,01 3,15 3,15 3,05 Насыпная плотность крупного заполнителя, г/см3 1,60 1,60 1,65 1,65 1,70 1,70 1,75 1,75 1,80 1,80 Список литературы 1. СНиП 82-02-95. Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций 2. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения 3. ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. 4. Мищеряков Ю.Г., Федоров С.В. Строительные материалы: учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению «Строительство», СПб, 2013. – 400 с. 5. Строительные материалы и изделия: уч. пособие/ В.С. Руднев и др. Екатеринбург: изд-во Урал. ун-та, 2018 – 203 с. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица. Значение марки цемента в зависимости от класса бетона Марки цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях Проекттепловой обработки при отпускной ный естественных прочности бетона класс 70% проектной и 80-100% бетона менее проектной рекомен- допустирекомен допустирекомен- допустидуемые дуемые дуемые мые мые мые В7,5 300 - 300 - - - В10 300 400 300 400 400 300, 500 В15 В20 400 400 300,500 300,500 400 400 300, 500 300, 500 400 400 500 500 В22,5 400 500 400 500 500 400 В25 400 500 400 500 500 400 В30 В35 500 550 550, 600 500, 600 500 550 550, 600 500, 600 550 600 500,600 500,550 В40 В45 600 600 550, 600 550 600 600 550.500 550 600 - 550 - ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Образец оформления титульного листа ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» в г. Смоленске КАФЕДРА ФИЗИКИ Расчетно-графическая работа по дисциплине «Строительные материалы» «РАСЧЕТ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА» ВАРИАНТ № Студент ____________________________ Группа ____________________________ Преподаватель: ____________________ Смоленск, 202__ год
