Сабирзянов А.Р. 2019/1

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Инженерно – строительный институт

Кафедра «Строительные материалы и конструкции»

Курсовая работа по дисциплине «Строительные материалы»

Проектирование состава бетона

Выполнил: Сабирзянов А.Р.

студент группы 2019/1

Проверила: Беляева С.В.

Санкт-Петербург, 2013 г.

1. Постановка задачи и исходные данные

Необходимо спроектировать состав бетона для каждой из трёх зон сооружения, исходя из требований, приведённых в таблице 1.

Таблица 1. Требования к проектированию бетона

№ п/п	Зона сооружения	Вид бетона	Класс бетона по прочности	Марка по водонепро- ницаемости	Марка по морозо- стойкости	ОК, см
I	Надземная	Обычный	B35	-	-	1
II	Подводная	Гидротехнический	B12,5	W6	-	3
III	Переменного уровня воды		B25	W8	F75	4

Сооружение расположено в открытом водоеме. Химический состав воды приведен в табл. 2. Температура окружающего воздуха t_ext=-5,4°C.

Таблица 2. Химический состав воды-среды

Содержание ионов, мг/л				Суммарное содержание солей, мг/л	Временная жесткость, мг-экв/л	Содержание агрессивной СО2 , мг/л	рН
K++Na+	Mg2+	NH4+	SO42–
4200	1900	60	6200	9900	6,89	11	2,5

2. Выбор материала для бетона

В нашем случае для зоны I следует использовать портландцемент марки 550. Здесь можно было бы использовать более дешевый шлакопортландцемент, однако, его марка не превышает 500, что при высокой требуемой прочности бетона (В35) менее рационально.

2.1 Оценка агрессивности воды-среды

Для зон II и III выбор цемента производим после оценки агрессивности воды-среды.

Оценку агрессивности воды-среды производят согласно СНиП 2.03.11-85. Цемент для бетона из каждой зоны выбирают, руководствуясь результатами оценки агрессивности воды-среды и рекомендациями, приведёнными в приложении СНиП 2.03.11-85.

Таблица 3. Оценка агрессивности воды-среды

Вид коррозии	Показатель агрессивности	Бетон зоны	Вид цемента	Водонепроницаемость бетона	Значение показателя агрессивности			Вывод об агрессивности воды
					фактическое	допустимое
Выщелачивающая	Временная жесткость, мг-экв/л	II	-	W6	6,89	не норм.	Не агрессивна
		III	-	W8
Общекислотная	Водородный показатель рН	II	-	W6	2,5	>4	Агрессивна
		III	-	W8		>3,5	Агрессивна
Углекислая	Содержание агрессивной углекислоты, мг/л	II	-	W6	11	<40	Не агрессивна
		III	-	W8		не норм.	Не агрессивна
Магнезиальная	Содержание ионов Mg2+, мг/л	II	-	W6	1900	<2000	Не агрессивна
		III	-	W8		<3000	Не агрессивна
Аммонийная	Содержание ионов NH4+, мг/л	II	-	W6	60	<500	Не агрессивна
		III	-	W8		<800	Не агрессивна
Щелочная	Содержание ионов Na++K+, мг/л	II	-	W6	4200	<60000	Не агрессивна
		III	-	W8		<80000	Не агрессивна
Общесолевая	Суммарное содержание всех солей, мг/л	II	-	W6	9900	<20000	Не агрессивна
		III	-	W8		<50000	Не агрессивна
Сульфатная	Содержание ионов SO42-, мг/л	II	пц	W6	6200	<1300	Агрессивна
			шпц			<5200	Агрессивна
			сспц			<10400	Не агрессивна
		III	пц	W8		<1700	Агрессивна
			шпц			<6800	Не агрессивна
			сспц			<13600	Не агрессивна

Вывод 1. Вода агрессивна в общекислотной коррозии в отношении двух марок бетона W6 и W8 по водонепроницаемости. Этот вид коррозии опасен для всех видов цемента. Процесс общекислотной коррозии описывается уравнением:

Ca(OH)2 +2HСl = CaCl2 + 2H2O

Хлористый кальций хорошо растворим, и легко вымывается из бетона. Это ведет к исчезновению из бетона кристаллического сростка Ca(OH)2.

В качестве меры борьбы с данным видом коррозии применим устройство гидроизоляции.

Вывод 2. Вода агрессивна по сульфатной коррозии для бетона II зоны при использовании портландцемента и шлакопортландцемента и III зоны при использовании портландцемента. Шлаковый и пуццолановый портландцементы применяют в подводной зоне, от которой не требуется высокой прочности или морозостойкости, но зато необходимы высокая коррозийная стойкость и пониженное тепловыделение. Во II зоне применим шлакопортландцемент. В надводной зоне бетон должен быть морозостойким, поэтому здесь можно применять только портландцемент или сульфатостойкий портландцемент. Применим в надводной зоне портландцемент. В соответствии с классом бетона по прочности (табл.) требуется цемент марок 400 и 500 для подводной и надводной зоны сооружения соответственно. В силу вышесказанного в этих зонах следует применять шлакопортландцемент и портландцемент соответственно с использованием полимерной окрасочной гидроизоляции: эпоксидно-дегтевая гидроизоляция – против общекислотной коррозии и применением мер защиты от сульфатной коррозии.

2.2 Материалы для бетона

Выбор крупного и мелкого заполнителя был произведен в соответствии с заданием на проектирование. Выбор марки цемента и вида заполнителя (для бетона I зоны) был произведен по таблице П.2 «Рекомендации по выбору марки цемента и вида заполнителей», стр.144 [1].

Окончательно принятые материалы для приготовления бетона приведены в таблице 4.

Таблица 4. Материалы для бетона

Бетон зоны	Вид цемента	Марка цемента	Мелкий заполнитель	Крупный заполнитель
				Вид	Порода	Dнаиб мм	Число фракций
I	ПЦ	550	Отсев гнейса	Промытый щебень	Гранит	20	1
						60	3
II	ШПЦ	400		Непромытый щебень
III	ПЦ	500

Таблица 1. Требования к проектированию бетона

№ п/п	Зона сооружения	Вид бетона	Класс бетона по прочности	Марка по водонепро- ницаемости	Марка по морозо- стойкости	ОК, см
I	Надземная	Обычный	B35	-	-	1
II	Подводная	Гидротехнический	B12,5	W6	-	3
III	Переменного уровня воды		B25	W8	F75	4