ФГАОУ ВО «Северо – Восточный Федеральный Университет имени М.К.Аммосова»

Инженерно – технический институт

Кафедра «Строительное производство»

Расчетно – графическая работа

по дисциплине: «Современные высококачественные бетоны

для монолитного строительства в условиях Севера»

Выполнил: ст. гр. М-СТР-16 Скрябин А.П.

Проверил: доцент, к.т.н. Федорова Г.Д.

Якутск, 2017

Содержание

Введение ………………………………………………………………………….3

1.Анализ научной и нормативной документации для подбора состава самоуплотняющегося бетона…………………….……………………………………4

2.Составление технического задания на проектирование состава бетона…....9

3.Расчет состава бетона………………………………………………………….11

Заключение……………………………………………………………………….12

Использованная литература…………….…………….………………………...13

Введение

Монолитное строительство в последние годы приобретают все большую популярность благодаря технологическим и экономическим преимуществам, обусловленных применением высокомеханизированных технологий и круглогодичным циклом ведения бетонных работ. Непрерывный рост объемов монолитного строительства также архитектурной выразительностью зданий и сооружений, выполненных из новых видов бетонов.

Последние годы на территории Якутии также интенсивно развивается строительство монолитных и монолитно-каркасных зданий и сооружений. Основной объем монолитных конструкций при этом выполняется из бетона класса В25-В30 по ГОСТ26633-2012, укладка которых при марке бетонной смеси по удобоукладываемости П3 по ГОСТ 7473-2010 осуществляется по схеме кран-бадья. Производства бетонных работ (особенно по показателю энергоемкости, трудоемкости) не отвечает современным требованиям. Кроме того используемое при бетонировании конструкций виброоборудование оказывает отрицательное влияние (виброболезнь, шум) на здоровье формовщиков.

В связи с этим технология возведения монолитных каркасов многоэтажных зданий в условиях Севера, нуждается в использовании высокотехнологичных материалов. Одним из путей решения проблемы является использование самоуплотняющегося бетона марки по удобоукладываемости не ниже П5 по ГОСТ 7473-2010.

Цель данной расчетной работы: разработать состав СУБ В30 F50;

Задачи: - рассмотреть составы, разработанные отечественными учеными;

- составить техническое задание по разработке состава СУБ;

- разработать и рассчитать рекомендуемый состав;

- дать рекомендации и составить заключение;

1. Анализ научной и нормативной документации для подбора состава самоуплотняющегося бетона

Самоуплотняющийся бетон упоминается в ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования», где дается уточнение наименований видов бетона по технологии изготовления (см. прил., п. А 3.6) и его определение: бетон, изготовленный из бетонной смеси, способный уплотняться под воздействием собственного веса.

Ввиду отсутствия национального нормативного документа по регулированию СУБ, подбор состава следует производить по методике, изложенной в ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава».

В соответствии ГОСТ 27006-86 состав бетона следует подбирать исходя из среднего уровня прочности, который в отсутствие данных о фактической однородности бетона (начальный период производства бетонной смеси) принимают требуемой прочности по ГОСТ 18105-2010 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности» для бетона данного класса. Средний уровень прочности бетона R_у назначается в начальный период по схеме Г (п. 4.3 ГОСТа) по формуле:

R_у=R_т=К_т*В_норм,

где K_Т - коэффициент требуемой прочности при контроле по схеме Г, значение Кт принимается согласно по таблице 4, ГОСТ 18105-2010, равной 1.28.

В_норм - проектный класс прочности бетона, МПа [4].

Согласно с данной формулой требуемая прочность бетона для класса бетона В30:

R_т= 1,28×30=38,4 МПа.

Выбор требуемого значения осадки конуса выбран на основе изучения опубликованной литературы. Как известно, чем выше значение осадки конуса, тем больше способностью обладает бетон наполнять заливочные формы опалубки под действием собственного веса. При исследовании реологии самоуплотняющихся бетонов Европейскими организациями, была разработана классификация самоуплотняющихся бетонов, определяющая их назначение и области применения (см. таблицу 1).

Таблица 1. Характеристика и область применения SCC (СУБ) [5]

Наименование бетонной смеси	Обозначение, маркировка (расплыв конуса, мм)	Назначение и области применения самоуплотняющихся бетонов
Высокоподвижная (Flowability Slumpflow)	SF1 (550...650 мм)	Неармированные или низкоармированные бетонные конструкции – плиты перекрытий, трубопроводы, облицовки туннелей, фундаментов.
	SF2 (660...750 мм)	Большинство обычных сооружений – колонны, стены.
	SF3 (760...850 мм)	Вертикальные элементы, густоармированные конструкции сложных форм, торкретирование.

Так как целью расчетно – графической работы является разработка состава В30 самоуплотняющегося бетона в бетонировании монолитного железобетонного каркаса, решено подобрать состав бетона класса В30 марки SF1 (55 – 65 cм).

Для того чтобы разработать состав СУБ для монолитных перекрытий, сделан обзор научных исследований отечественных университетов. Авторы статьи [1], прорабатывают опыт разработки и применения высокопрочных легких бетонов с классом по прочности при сжатии до В115. И в своем исследовании ими поставлена задача объединения положительных качеств легкого бетона с уникальными реологическими свойствами самоуплотняющихся смесей. На этапе получения экспериментальных смесей ЛСУБ, авторами установлено, что простая замена крупного тяжелого заполнителя на легкий – пористый приводит к реологической нестабильности смеси и дальнейшему расслоению. Также разработаны пять различных составов, одни из которых, при незначительной доработке состава, вполне может производиться и использоваться в условиях Севера. Характеристика данного состава представлена в таблице 2.

Таблица 2. Характеристика состава ЛСУБ В30

Компонент / показатель	Расход компонентов, кг/м3
ПЦ М500 Д0 ОАО «Новоросцемент»	500
Минеральный порошок МП-1	-
Микрокремнезем	50
Туфовый песок (0-5 мм)	800
Туфовый щебень (5-10 мм)	214
Sika Viscocrete 32SCC (жидкая)	10
Вода	360
Свойства бетонной смеси
В/Ц	0,72
Диаметр расплыва конуса, см	93
Свойства затвердевшего бетона (28 суток)
Прочность при сжатии, МПа	45,58
Класс по прочности при коэфф. вариации υ=18%	В30
Ср. плотность, кг/м3	1789
Отношение Rсж/ρсух, МПа/(кг/дм3)	25,48

Для авторов статьи из ЮУрГУ, объектом первоначального этапа данных исследований принят самоуплотняющийся бетон стабилизаторного типа с различными дозировками пластифицирующих и стабилизирующих добавок, а предметом — показатели удобоукладываемости и прочностные характеристики. Целью является получения математических зависимостей изучаемых параметров и их статистического анализа с использованием математического планирования эксперимента. Значимыми факторами были приняты: дозировка пластифицирующей добавки в бетонной смеси, % от массы цемента: 0.8, 1.0, 1.3; дозировка стабилизирующей добавки в бетонной смеси, % от массы цемента: 0.05, 0.1, 0.15, 0.3. В качестве пластифицирующей была выбрана добавка Glenium 115 на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве стабилизирующей — RheoMATRIX 100. В данной работе, авторами предложено применение коэффициента оптимального соотношения дозировок пластифицирующих и стабилизирующих добавок, которое позволяет получить достаточно полную картину влияния данных добавок на показатели удобоукладываемости и прочностные характеристики самоуплотняющихся бетонов. За счет варьирования показателя коэффициента, можно получить самоуплотняющиеся бетоны классов В30–В40 (см. таблицу 3), которые имеют более высокие прочностные характеристики по сравнению с другими традиционными видами бетонов [2].

Таблица 3. Состав и характеристики бетона В30

Наименование материалов	Расход материалов на 1 м3 бетонной смеси
Цемент ПЦ400 Д20, кг	480
Щебень гранитный фракции 5 … 20 мм, кг	1000
Песок кварцевый, кг	820
Вода, кг	205
Пластифицирующая добавка Glenium 115, % от массы цемента	1.0
Стабилизирующая добавка RheoMATRIX 100, % от массы цемента	0.15
Отношение дозировок добавок пластификатора и стабилизатора	6,7
Диаметр расплыва конуса, мм	577
Время, с t 500 Общее	5 11
Прочность образцов на сжатие в различном возрасте, МПа/% от R28
1 сут.	9,0/19,5
3 сут.	26,0/55,8
7 сут	36,3/78,0 4
14 сут	41,5/89,0
28 сут	46,6/100
Класс по прочности при коэфф. вариации υ=18%	В30

Выбор наполнителей является сложной задачей, как утверждают авторы следующей статьи. Так как помимо их гранулометрического состава важными являются их химическая природа и стоимость. В настоящее время в качестве наполнителей в составе СУБ в основном используют золы, микрокремнезем и молотые шлаки. Данные наполнители имеют высокую удельную поверхность и значительную стоимость, иногда превышающую стоимость портландцемента. С экономической стороны наиболее предпочтительно применение в качестве наполнителей отсевов дробления, образующихся при производстве заполнителей. Отсевы дробления щебня по химической природе близки к основным компонентам бетона и не вызывают его коррозии, что позволяет предположить их достаточную эффективность в составе самоуплотняющихся бетонов. Целью работы авторов является разработка самоуплотняющегося бетона с применением отсевов дробления щебня. В качестве отсева дробления была использована песчано-щебеночная смесь (ПЩС) предприятия ООО «Миньярский карьер», образующаяся при дроблении щебня. По результатам исследований установлена возможность использования отходов дробления щебня в качестве наполнителей для самоуплотняющихся бетонов. В составе СУБ отходы дробления использовали совместно с микрокремнеземом, что позволило получить высокие технологические свойства смеси и прочностные свойства затвердевшего бетона. Авторами установлено, что при дозировке наполнителя более 15% от массы цемента вязкость уже практически не зависит от расхода цемента. При использовании тонкомолотых отходов дробления щебня прочность самоуплотняющихся бетонов достигает 58,5 МПа при расходе цемента 400 кг/м3 [3]. Разработаны вариации 5-и различных составов, один из которых (см. таблицу 4) при дополнительной доработке, также вполне соответствует требованиям цели нашей расчетной – графической работы.

Таблица 4. Состав и характеристика бетона В30 с ПЩС

Наименование материалов	Расход кг/м3
Цемент 42.5Б (стерлит.)	400
микрокремнезем	40
ПЩС (МПЩС)	70
Песок	900
Гравий	800
СП SikaVC 32	6
Вода	192
В/Ц	0,49
Расплыв конуса	63
Плотность, кг/м3	2236
Воздухо- вовлечение,%	5,9
Расслоение	+
Прочность бетона после ТВО, МПа	34,1
Прочность бетона на 28 сут., МПа	44,5