3.1 Основные требованияк вяжущему

В качестве вяжущего для производства лестничных маршей используют портландцемент ПЦ 400 – Д0 - ГОСТ 10178-85.

Для производства сборных бетонных и железобетонных изделий в качестве вяжущих веществ могут быть использованы различные виды портландцементов. В зависимости от состава, согласно ГОСТ 10178-85, их разделяют на портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, портландцемент с минеральными добавками и т.д.

Поскольку марка цемента представляет собой показатель прочности цементного камня, при расчетах состава к прочности при изгибе для данной марки цемента.

Большое влияние на свойство цемента и структурообразования цементного камня оказывает степень измельчения цемента. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613-86 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Предел прочности цемента при изгибе 4.9 МПа и сжатии в возрасте 28 суток ≥39 МПа.

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO₃) в цементе должна соответствовать 1 – 3,5% по массе.

Коэффициент вариации предела прочности цемента каждого вида и марки при сжатии в возрасте 28 сут, рассчитанный по результатам испытаний за квартал, не должен быть более 7%.

Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Табл.

Наименование вяжущего	Кнг	и, кг/м3	Активность МПа	Марка
Портландцемент Д0	0,28	3042	54	500

3.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕЛКОМУ ЗАПОЛНИТЕЛЮ (ГОСТ 8736-93)

В качестве мелкого заполнителя применяется природный песок с модулем крупности Мк=2.5, который должен удовлетворять следующим требования:

3.2.1. Песок относится ко II классу (фракции<0,16мм – 8%), к группе по крупности – средний, т.к. модуль крупности Мк= 2…2,5.

3.2.2. Полный остаток песка на сите с сеткой № 063 должен соответствовать значениям 30 – 45% .

3.2.3. Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц должно составлять не более 3%, а также глины в комках не должно превышать 0,5%.

3.2.4. Допустимое содержание пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, в песке, используемом в качестве заполнителя для бетонов и растворов, не должно превышать следующих значений:

- аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - не более 50 ммоль/л;

- сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на S0з - не более 1,0 %; пирит в пересчете на S0з - не более 4 % по массе;

- слюда - не более 2 % по массе;

-галлоидные соединения (галит, сильвин и др.), включающие в себя водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора – не более 0,15 % по массе;

- уголь - не более 1% по массе;

-органические примеси (гумусовые кислоты) - менее количества, придающего раствору гидроксида натрия (колориметрическая проба по ГОСТ 8267) окраску, соответствующую цвету эталона или темнее этого цвета.

3.2.5. Песку должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка, по результатам которой устанавливают область его применения. Песок в зависимости от значений удельной эффективной активности естественных радионуклидов А_эфф. принимают ≤740 Бк/кг

3.2.6. Песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

Табл.

Наименование	Плотность, кг/м3		Пустот ность, %	Модуль крупности Мк	Влажность, %	Зерновой состав, %
	истинная	в вибр. сост.				<0,16	0,16	0,316	0,63	1,25	2,5
песок	2690	1490	40	2,5	1,8	8	11	41	22	10	8

3.3. ТРЕБОВАНИЯ К КРУПНОМУ ЗАПОЛНИТЕЛЮ (ГОСТ 8267-93)

Крупным заполнителем служит щебень фракционного состава: 5…10 мм, с, влажностью W=2.0%, к которому предъявляются следующие требования:

3.3.1 Содержание зерен слабых пород – 5%.

3.3.2 Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания, при котором потери в процентах по массе щебня не превышают установленных значений.

3.3.3. Содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм) в щебне в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости. Содержание пылевидных и глинистых частиц – 2%.

3.3.4. Щебень должен быть стойким к воздействию окружающей среды. Щебень предназначен для применения в качестве заполнителей для бетонов, должен обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.

Стойкость щебня определяют по минералого-петрографическому составу исходной горной породы и содержанию вредных компонентов и примесей, снижающих долговечность бетона и вызывающих коррозию арматуры железобетонных изделий и конструкций.

Щебень применяют в бетоне без ограничений, если содержание пород и минералов, относимых к вредным компонентам, не более:

- 50 ммоль/л аморфных разновидностей диоксида кремния, растворимых в щелочах;

- 1,5% по массе сульфатов (гипс, ангидрит) и сульфидов, кроме пирита (марказит, пирротин, гипс, ангидрит и др.) в пересчете на SO3;

- 4 % по массе пирита;

- 15% по объему слоистых силикатов, если слюды, гидрослюды, хлориты и другие являются породообразующими минералами;

- О,25% по массе свободных волокон асбеста;

- 1,0 % по массе угля и древесных остатков;

- 10% по объему каждого из перечисленных породообразующих минералов (магнетита, гетита, гематита и др., апатита, нефелина, фосфорита) или их суммы в количестве не более 15 %.

3.3.5. При производстве щебня должна производится их радиационно-гигиеническая оценка, по результатам которой устанавливают область применения. Щебень в зависимости от значений суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф принимают ≤370 Бк/кг.

3.3.6. Щебень не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

Табл.

Наименование	Плотность, кг/м3		Пустот ность, %	Влажность, %	Зерновой состав, %
	истинная	в вибр. сост.			<5мм	5 мм	10мм
Щебень	2780	1520	37,9	2	1,36	9,46	89

3.4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ (СТБ1114-98)

Для приготовления бетонных и растворных смесей, поливки бетона и промывки заполнителей может применяться вода следующих видов:

а) вода питьевая, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 2874;

б) вода после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей;

в) поверхностная и грунтовая вода;

г) техническая вода.

Вода должна соответствовать требованиям СТБ 1114-98 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия.»

3.4.1. Вода не должна содержать химических соединений и примесей в количестве, которое может влиять на сроки схватывания цементного теста, скорость твердения, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона, коррозию арматуры.

3.4.2. Для приготовления бетонных и растворных смесей, поливки бетона и промывки заполнителей не допускается применение сточной, болотной и торфяной воды.

3.4.3. Содержание в воде растворимых солей, сульфатов, хлоридов и взвешенных частиц в зависимости от ее назначения не должно превышать величин, указанных в таблице 6.

Табл.

Назначение воды	Предельное содержание, мг/л
	растворимых солей	сульфат ионов (SO4-2)	Хлорид ионов (Сl-1 )	Взвешенных частиц
1.Для затворения бетонной смеси при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций и нагнетаемого раствора	3000	2000	600	200
2. Для промывки заполнителей	5000	2700	2000	500
3.Для поливки рабочих швов при перерывах в бетонировании конструкций	3000	2000	600	200
4.Для поливки наружных поверхностей железобетонных конструкций	5000	2700	2000	500

3.4.4. Вода, удовлетворяющая требованиям таблицы 6, и в которой содержится нитратов, сульфидов, сахара, полифосфатов и цинка, каждого более чем, соответственно, 500, 100, 100, 100, 100 мг/л, при знается пригодной, если сроки схватывания цементного теста изменяются не более чем на 25%, прочность бетона после 7 и 28 дней нормально-влажностного твердения, а также морозостойкость и водонепроницаемость снижаются не более чем на 10 %, а арматурная сталь в бетоне находится в устойчивом пассивном состоянии.

3.4.5. Общее содержание в воде ионов натрия и калия в составе растворимых солей должно быть не более 1000 мг/л.

3.4.6. Допускается к применению вода при наличии на поверхности следов нефтепродуктов, масел и жиров.

3.4.7. Водородный показатель воды (рН) должен быть не менее 4 и не более 12,5.

3.4.8. Окисляемость воды должна быть не более 15 мг/л.

3.4.9. Допускается к применению вода при интенсивности запаха не более 2 баллов.

3.4.10.Окраска воды должна находиться в пределах от бесцветной до желтоватой с цветностью не выше 70° по ГОСТ 3351.

3.4.11. Вода, содержащая пенообразующие вещества, пригодна для применения при стойкости пены не более 2 мин.

3.4.12. В местах водозабора (при первичном контроле качества воды) содержание грубодисперсных примесей в воде должно быть не более 4 % по объему.

3.5РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА

Исходные данные к расчету:

- цемент: М400; ρ_н^ц = 1110 кг/м³; ρ_и^ц = 3.1 г/см³;

- песок: М_к = 2,5 ; ρ_н^п = 1490 кг/м³; ρ_и^п = 2.69г/см³; W_п = 1,8%;

- щебень: D_max = 40 мм; ρ_н^щ = 1520 кг/м³; ρ_и^щ = 2.78 г/см³; W_п = 2.0%;

Класс бетона C16/20

1) Определяем В/Ц:

R_б = А*R_ц(Ц/В - 0.5) ;

В/Ц = (А*R_ц)/(R_б+А*0.5*R_ц) = (0.6*400)/(300+0.6*400) = 0.55, где

R_ц – активность цемента, кг/см²;

R_б – марка бетона;

А = 0.6– эмпирический коэффициент, учитывающий влияние на прочность бетона различных факторов.

Способ укладки бетонной смеси в опалубку – “ автобетононасос ”.

Осадка конуса ОК = 8…12см.

2) Определяем расход воды:

В = 195 л.

3) Расход цемента:

Ц = В/(В/Ц) = 195/0.55 = 354,5 кг, принимаем Ц = 335 кг.

4) Расход щебня:

Щ = 1000/((V*α/ρ_н^щ) + 1/ρ_и^щ), где

V = 1 - (ρ_н^щ/ρ_и^щ) = 1 – (1520/2780) = 0.45;

Щ = 1000/((0.45*1.41/1.52) +1/2.78 = 1286 кг.

5) Расход песка:

П = ρ_п*(1000 – ((Ц/ρ_ц) + В + (Щ/ρ_щ))) = 2.69*(1000 – ((355/3.1) + 195 + (1286/2.78))) = 613 кг;

Ц/ρ_ц + П/ρ_п + Щ/ρ_щ + В/ρ_в = 1000;

355/3.1 + 613/2.69 + 1286/2.78 + 195/1 = 1000.

6) Определяем производственный состав бетона с учетом влажности:

Вп=П*Wп=613*0.018=11,03 кг

Вщ=Щ*Wщ=1286*0,02=25.72 кг

Вд=В-Вп-Вщ=195-11.03-25.75=158 кг

Пд=П+Вп=613+11,03=624.03 кг

7) Расход сырьевых материалов на всю конструкцию:

Vб=129.6+24.48*2+34.27*2=247.1 м3

Ц_и = Ц*V_и = 247.1*355 = 87720.5 кг.

П_и = П*V_и = 247.1*624=154190.4 кг.

Щ_и = Щ*V_и = 247.1*1312=324195.2 кг.

В_и = В*V_и = 158*247.1=39041.8