Практическая часть: расчет состава цементобетона

Обосновать выбор материалов и класс бетона, подобрать состав цементобетона предназначенного для строительства верхнего слоя покрытия.

Материалы, используемые для приготовления бетонной смеси, укладываемой в скользящих формах: цемент, мелкий и крупный заполнитель, вода и добавки поверхностно-активных веществ - для обеспечения стабильности технологических свойств бетонной смеси (подвижности, жесткости, объема вовлеченного воздуха, деформативности свежеотформованного бетона) должны иметь минимальную изменчивость свойств в процессе производства работ.

Для устройства верхнего слоя покрытия автомобильной дороги II технической категории применяем цементобетон маркой на сжатие М300 и классом на сжатие В22, 5. Прочность бетона в нормальных условия твердения на 28 сутки принимаем 30, 0Мпа. Удобоукладываемость бетона принимаем ОК=7см. В соответствии с районом строительства назначаем марку по морозостойкости F150 и водонасыщаемость W4. Объем вовлеченного воздуха в бетонную смесь принимаем равным 6%. Для приготовления данной смеси используем цемент ПЦ-Д5 М500 в количестве, в соответствии ГОСТ26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» и ГОСТ10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия» нормальная густота цемента 26% и плотность, р _ц=3, 1кг/л.

Крупный заполнитель для бетона данного класса и марки используем щебень фракций 5-20 из изверженных и меторфических горных парод. Марка по прочности М1200 и марку по износу И-1, марка по морозостойкости щебня F150. Содержание в крупном заполнителе зерен лещадной формы и игловидной не должно превышать 25 %. Плотность р _щ=2, 61 кг/л.

Таблица №5 - Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе в составе бетона.

В качестве мелкого заполнителя используем песок повышенной крупности (модуль крупности более 3, 0 до 3, 5). Плотность р _п=2, 65 кг/л.

Расчет и подбор номинального состава бетона, твердеющего при температуре 20° С:

1) Цементно-водное отношение в начальном составе бетона определяют по рис.1 в зависимости от гарантированной марки цемента и заданного уровня прочности бетона в возрасте 28 сут () нормального твердения.

1-4 -марка цемента соответственно 300, 400, 500, 600

Рисунок 1.

В соответствии с этим принимаем водоцементное отношения Ц/В=1, 9

2) Расход воды принимаем в соответствии с «Рекомендации по подбору составов тяжелых и мелкозернистых бетонов» и удобоукладываемость ОК=7см, принимаем равный В=190 л.

3) Расход цемента Ц, кг на 1 м³, в начальном составе бетона определяем по формуле:

По формуле (3) определим:

Ц=1, 9*190=361 кг.

4) Расчитываем обьем заполнителя V_з по формуле:

(4)

По формуле (4) получим:

литров

5) Доля песка определяется по «Рекомендации по подбору составов тяжелых и мелкозернистых бетонов» при расходе цемента 361 кг на 1м³, доля песка r=0, 35, р _п=2, 65 кг/л.

Определим долю песка по формуле (5):

(4)

По формуле (5) определим количество песка:

П=693, 55*0, 35*2, 65=643, 4 кг

6) Количество крупного заполнителя расчитывается по формуле:

(5)

По формуле (5) определим количество крупного заполнителя:

Щ=693, 55(1-0, 35)*2, 61=1176, 6 кг

7) Расчетная плотность смеси:

643, 4+1176, 6+190+361=2371 кг/м³

Таблица №6- Сводная таблица состава смеси бетона.

Отношение по массе 1: х: у = 1: 1, 1: 3, 9.

Производим расчет расхода материалов на 1 замес бетономешалки емкостью V=1, 8 м³, с учетом влажности щебня – W₁=5%, песка – W₂=4%.

Определим количество заполнителя по формулам:

- для щебня;

(6)

- для песка

(7)

По формулам (6), (7) определим количество воды в заполнителях:

;

.

Это количество воды необходимо учесть при расходе заполнителя и воды:

Щ¹=Щ+В₁=1176, 6+58, 8=1235, 4 кг;

П¹=П+В₂=643, 4+25, 7=669, 1 кг;

В¹=В-(В₁+В₂)=190-(58, 8+25, 7)=105, 5 л.

При этом плотность бетона не измениться. Коэффициент выхода бетонной смеси определяется по формуле:

(7)

где – насыпные плотности цемента, щебня и песка соответственно ().

По формуле (7) определим коэффициент выхода смеси:

При этом исходят из условия, что сумма объемов цемента, песка и щебня в рыхлом состоянии соответствует емкости барабана бетоносмесителя, а фактически песок располагается в пустотах щебня, цемент в пустотах между зернами песка и потому бетонной смеси получается меньше. Поэтому расход материалов на один замес, кг, определяют по формулам:

- для цемента:

(8)

- для песка:

(9)

-для воды

(10)

-для щебня

(11)

По формула (8-11) определим потребность в материалах на 1 замес при объеме бетономешалки V=1800 л:

Таким образом на 1 замес бетомешалки с объёмом V=1800 л, учитывая влажность крупного и мелкого (натуральные показатели) наполнителя получим: цемент – 415, 87 кг, песок – 770, 80 кг, вода – 121, 54 кг, щебень – 1423, 18 кг.