Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Ангарская государственная техническая академия

Кафедра «Промышленное и гражданское строительство»

Пояснительная записка

к расчетно-графической работе

по дисциплине «Основы научных исследований»

на тему: «Исследование прочности тяжелого бетона на сжатие»

Выполнил: студент гр. ПГС-09-1

Антипина А.И.

Ушакова К.А.

Черненко Е.А.

Проверил: доцент Кузьмин С. И.

Ангарск 2013

Содержание

1.	Введение…………………………………………………………………...		3
2.	Аналитический обзор состояния вопроса……………………………….		4
3.	Формализация исследований……………………………………….........		6
4.	Основная часть
	4.1.	Теоретическая модель процесса и ее анализ………………………	7
	4.2.	Методика проведения исследований………………………………	7
	4.3.	Расчётная часть……………………………………………………...	8
5.	Заключение………………………………………………………………...		14
Литература……………………………………………………………………..			15

1. Введение.

Тема нашей работы: «Исследование прочности тяжелого бетона на сжатие».

В настоящее время требуется большое количество строительных конструкций работающих на сжатие. Поэтому необходимо получить материал с высокой прочностью на сжатие, что и является важной основой. Особенно необходимо знать прочностные свойства материала.

В нашем случае бетон класса В25 в основном применяется для изготовления монолитных фундаментов, свайных фундаментов, плит перекрытий, колонн, ригелей, балок, монолитных стен, т.е. является стратегическим материалом.

Все исследования проводились в лаборатории АГТА.

2. Аналитический обзор состояния вопроса.

Бетон – (от фр. béton) — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки.

Бетон должен обладать следующими свойствами:

- прочностью,

- морозостойкостью,

- химическая стойкостью и т.д.

К основным свойствам тяжелого бетона так же относят пористость, деформативность (модуль упругости, ползучесть, усадку), водопроницаемость, теплофизические свойства и др.

Виды бетона:

• По виду вяжущего вещества подразделяют на цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.

• По назначению различают бетоны

  • обычные (для промышленных и гражданских зданий);

  • специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

• По объёмной массе бетоны подразделяют на

  • особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;

  • тяжёлый (плотность от 1800 до 2500 кг/м³) — гравийный, щебёночный (базальтовый, известняковый, гранитный);

  • легкий (плотность от 500 до 1800 кг/м³) — керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;

  • особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

• По удобоукладываемости, согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», различают бетоны:

  • сверхжесткие (жесткость более 50 секунд),

  • жесткие (жесткость от 5 до 50 секунд),

  • подвижные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

• По содержанию вяжущего вещества и заполнителей различают бетоны

  • тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);

  • жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);

  • товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

Достоинства: самый прочный из распространённых видов бетона; конструкции можно изготовлять любых форм и размеров; используют во всех видах монолитных конструкциях, при различных условиях (надземные, подземные, наводные, подводные); долговечный и огнестойкий материал; модификация добавки; доступная цена, делает тяжёлый бетон самым используемым и практичным строительным материалом.

Недостатки: низкая прочность R_u, R_раст, R_уд. - этот недостаток можно устранить, с помощью арматуры определённого класса (железобетонный элемент).

Прочность бетона оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, вызвавшему разрушение материала.

Для бетона определяются следующие виды прочностей:

- предел прочности при сжатии;

- предел прочности при изгибе;

- предел прочности при осевом растяжении;

- ударная прочность.

В качестве вяжущего для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент. До 80% в тяжелом бетоне по его объему занимают заполнители. Заполнители создают жесткий скелет, компенсирующий деформации бетона под нагрузкой, они увеличивают прочность бетона и по сравнению с цементом гораздо дешевле.

В качестве крупного заполнителя используется щебень и гравий размерами от 5 до 70 (150) мм.

В качестве мелкого заполнителя используется песок, размер зерен от 0,16 – до 2,5 мм.

Зерновой состав устанавливается с учетом Д_наим и Д_наиб. Д_наиб должен быть не более ¼ минимального сечения конструкции. Д_наим должно быть не менее 5 мм.

Прочность крупного заполнителя должна быть выше прочности бетона. Содержание вредных веществ пыли, ила, глины не более 1%. Для производства тяжелого бетона используется питьевая вода, техническая и природная вода. К воде предъявляются следующие требования: содержание ПАВ (поверхностно-активных веществ), сахаров, фенолов должно быть не более 10 мг на литр, она не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел; водородный показатель 1,5 < р_н < 4; содержание растворимых солей не > 2%; окисляемость не > 15 мг/л, и не должно быть окрашивающих примесей.

Реологические свойства тяжелого бетона можно изменять добавками или введением пластификаторов.

На прочность тяжелого бетона при сжатие оказывают многие факторы: возраст бетона, зерновой состав (его подбирают так, чтобы объем пустот в смеси заполнителей был наименьшим), прочность заполнителей и характер их поверхности, марка цемента и его количество, количество воды и т.д. При шероховатой и угловатой поверхности заполнителей повышается их сцепление с цементным раствором, поэтому бетоны, приготовленные на щебне, имеют большую прочность, чем бетоны, приготовленные на гравии. Необходимая плотность бетона достигается подбором зернового состава, высококачественным уплотнением бетонной смеси при формовании, применением достаточного количества цемента. Повышение плотности тяжелого бетона ведет к повышению его прочности. Чтобы сократить расход цемента, марка его должна быть выше требуемой прочности бетона.

Существенно важным фактором, влияющим на структуру и прочность тяжелого бетона, является количество воды, применяемое для приготовления бетонной смеси, оцениваемое водоцементным отношением в/ц (отношение взвешенного количества воды к количеству цемента в единице объема бетонной смеси). Для химического соединения с цементом необходимо, чтобы в/ц ≈ 0,2; однако по технологическим соображениям – для достижения достаточной подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси – количество воды берут с некоторым избытком. Так подвижные бетонные смеси, заполняющие форму под влиянием текучести, имеют в/ц = 0,4 … 0,7, а жесткие бетонные смеси, заполняющие форму под влиянием механической виброобработки, имеют в/ц = 0,3 … 0,4.