4282
.pdfМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»
ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ДЕЛА
Методические указания к лабораторным работам
для студентов по направлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
Воронеж 2018
2
УДК 6 91
Мануковский, А.Ю. Арзуманов, А. А. Основы строительного дела [Текст] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / Мануковский, А.Ю. А.А. Арзуманов ; М-во науки и высшего образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,
2018. – 36 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № … от …………….г.)
Рецензент доц. кафедры ТСП ВГАСУ канд. техн. наук Л.В. Болотских
Научный редактор д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев
3
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на различных производствах лесной промышленности, лесного хозяйства необходимо знание курса «Основы строительного дела». Инженеры на этих предприятиях являются не только «заказчиками», но и нередко сами руководят строительными работами.
Методические указания содержат семь лабораторных работ, которые позволят лучше изучить самые распространѐнные строительные материа-лы. Почти все работы посвящены изучению свойств минеральных вяж у-щих веществ. Так же отражены вопросы использования материалов в ра з-личных условиях эксплуатации и температурных режимах. В седьмой р а-боте рассматривается важная тема определения марки материала в лабо-раторных условиях.
Каждая лабораторная работа содержит теоретическую часть и ко н- трольные вопросы для самостоятельного контроля. Необходимые рисунки создают полную картину будущей лабораторной работы у студента.
Методические указания регламентируют общие правила оформления текстовых документов, содержат основные расчѐты и содержание лабораторных работ.
Целью данных методических указаний является дать необходимые ре-
комендации для выполнения лабораторных работ студентами, обучающимися
по направлению подготовки 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и дере-
воперерабатывающих производств.
4
Лабораторная работа № 1
Тема: Расчет состава тяжелого бетона Цель работы: произвести расчет состава бетона с заранее заданными
свойствами из составляющих с определенными исходными данными.
Бетон представляет собой искусственный строительный конгломерат, по-
лучаемый в результате рациональной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси из вяжущего вещества, воды и заполнителей. Бе-
тоны относятся к самым распространенным по использованию в строительстве вследствие их высокой прочности, надежности и долговечности при работе в конструкциях зданий и сооружений.
Одной из основных технологических задач является проектирование со-
става бетонной смеси. Разработан ряд методов проектирования состава, в том числе имеются официальные руководства, облегчающие решение этой задачи.
В данной лабораторной работе расчет состава тяжелого бетона, производят по эмпирическим формулам, графикам и таблицам. В основу расчета заложена формула Боломея-Скрамтаева:
где R28 – марка бетона;
Rц – марка цемента;
Ц/В – водоцементное отношение;
А – коэффициент, зависящий от качества материалов: для заполнителей высокого качества – 0,65, рядового – 0,60, пониженного – 0,55.
1. Определение расхода воды Ориентировочный расход воды в литрах на 1 м3 бетонной смеси опреде-
ляется по графику на рис. 1., в зависимости от ее подвижности (осадки конуса) и наибольшей крупности заполнителя.
Так как график составлен для гравия и песка средней крупности, то следует проводить следующую корректировку. При использовании щебня к расходу воды, определенному по этому графику, следует добавить 10 литров. При
5
использовании мелкого песка расход воды также увеличивается на 10 л, а если применяется крупный песок, то расход воды уменьшается на 10 л.
Рис. 1. График водопотребности бетонной смеси при использовании гравия наибольшей крупности: а – 10 мм; б – 20 мм; в – 40 мм; г – 70 мм
2. Определение расхода цемента Из формулы (1) следует определить водоцементное отношение при А –
0,55. После чего, зная расход воды и водоцементное отношение, вычисляется расход цемента.
3. Определение расхода заполнителей Расход заполнителей определяется из условия полного заполнения пес-
ком пустот между гранулами крупного заполнителя. В этом случае соотношение между мелким и крупным заполнителем вычисляется по формуле
где ρнп и ρнк – объемная насыпная масса соответственно песка и крупного заполнителя;
Vк – пустотность крупного заполнителя;
6
– коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя.
Таблица 1
Зависимость коэффициента раздвижки зѐрен от расхода цемента
Расход цемента на 1 м3 |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент раздвижки зерен, |
|
|||
бетона, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для щебня |
для гравия |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
1,16 |
|
1,17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
1,20 |
|
1,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
1,25 |
|
1,30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
1,30 |
|
1,37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
1,35 |
|
1,42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
|
|
|
|
|
1,43 |
|
1,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
1,48 |
|
1,57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
|
|
|
|
|
1,52 |
|
1,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
1.56 |
|
1,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пустотность крупного заполнителя |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
|
|
|
|
|
|
Vk 1 |
|
нк |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ρ |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к , |
(3) |
||
где ρк – плотность крупного заполнителя. |
|
|
||||||||||
Плотность смеси заполнителей |
|
|
|
|
|
|||||||
ρ |
|
|
Х ρ |
|
ρ |
|
|
|||||
|
|
У |
п |
|
к |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
см |
|
|
|
Х |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
У |
|
(4) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где ρп– плотность песка.
Суммарная масса заполнителей в 1 м3 бетона определяется по формуле:
Р ( 1000 |
Ц |
В ) |
|
|
|
||
ρц |
|
||
|
, |
(5) |
где ρц – плотность цемента.
Расход крупного заполнителя (щебня или гравия) определяется по фор-
муле
|
|
7 |
|
|
|
|
К |
|
Р |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Х |
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У , |
(6) |
|||
|
|
|
||||
а расход песка
П=Р-К.
4. Определение номинального состава бетона |
|
||||||||
Зная расход на 1 м3 бетона, определяется его номинальный состав. |
|
||||||||
Для этого расход каждого из компонентов делится на расход цемента: |
|
||||||||
Ц |
: |
П |
: |
К |
1 :П |
: |
К |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ц |
|
Ц |
|
Ц |
Ц |
|
Ц |
(7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Определение производственного состава бетона
Так как в производственных условиях используются заполнители с повышенной влажностью, то их состав определяют с учетоместественной влажности Wn и Wk (песка и крупного заполнителя) в процентах:
Воды для производственного состава бетона необходимо уменьшить на количество, содержащееся в песке и крупном заполнителе
Производственный состав бетона определяется по аналогичной (7) формуле
8
Исходные данные для расчѐта Вариант исходных данных определяется по трем буквам фамилии студен-
та, его инициалам и порядковому номеру в списке групп. По используемым бу-
квам в табл. 2 находят номера соответствующих подвариантов, а по табл. 3 вы-
бирают значения исходных данных, необходимых для расчета состава тяжелого бетона.
Порядковый номер в списке группы используется для определения вида крупного заполнителя. Если порядковый номер нечетный, то крупный заполни-
тель принимается из щебня, в противном случае из гравия. |
|
|
|||||
|
|
Номера подвариантов |
|
Таблица 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Используемая |
а, б, в |
г, д, е, |
ж, з, и, й |
к, л, м |
н, п, с, о, |
у, ф, х, ц, ч, |
|
буква |
|
|
|
|
р, т |
ш, щ, ъ, ы, ь, |
|
|
|
|
|
|
|
ю, э, я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
подварианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор варианта исходных данных приводится в примере расчета состава тяжелого бетона п.4.
Исходную марку цемента (Rц) следует определить
где R28 – марка бетона;
R – превышение марки цемента над маркой бетона.
Значение марки бетона R28 и R берутся из табл. 3 соответственно по 1-ой и 2-ой используемым буквам.
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
Таблица 3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№№ |
Марка |
Превы- |
Осадка |
Плот- |
|
П е с о к |
|
Крупный |
заполнитель |
|
||||
под- |
бетона |
шение |
конуса |
ность це- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотность |
насыпная |
круп- |
естест- |
плот- |
насып |
круп- |
естест- |
|
||||||
вари- |
R28 |
марки |
h см |
мента |
ρп |
объемная |
ность |
венная |
ность |
ная |
ность |
венная |
|
|
антов |
|
цемента |
|
ρц |
кг/л |
масса |
|
влаж- |
ρк |
|
мм |
влаж- |
|
|
|
|
над |
мар- |
|
|
|
кг/л |
|
ность |
кг/л |
объ- |
|
ность |
|
|
|
кой |
бето- |
|
|
|
|
|
Wп |
|
емная |
|
Wк |
|
|
|
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
масса |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
ρнк, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/л |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и с п о л ь з у е м а я |
б у к в а |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по 1-ой |
По 2-ой |
по 3-ей |
по 4-ой |
по 5-ой |
По 5-ой |
по |
по 2-ой |
по 3-ей |
по |
по |
по 5-ой |
|
|
|
букве |
букве |
букве |
букве |
букве |
букве |
1-ой |
букве |
букве |
3-ей |
4-ой |
букве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
букве |
|
|
букве |
букве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
100 |
|
50 |
3 |
2,95 |
2,50 |
1,45 |
круп. |
3,0 |
2,90 |
1,70 |
10 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
150 |
100 |
4 |
3,00 |
2,55 |
1,47 |
ср. кр. |
4,0 |
2,80 |
1,60 |
20 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
200 |
150 |
5 |
3,05 |
2,60 |
1,50 |
мелк. |
5,0 |
2,70 |
1,50 |
40 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
250 |
200 |
6 |
3,10 |
2,65 |
1,53 |
ср. кр. |
5,5 |
2,65 |
1,45 |
70 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
300 |
100 |
7 |
3,15 |
2,70 |
1,55 |
мелк. |
4,5 |
2,75 |
1,55 |
40 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
400 |
150 |
9 |
3,12 |
2.75 |
1,50 |
круп. |
3,5 |
2,85 |
1,65 |
20 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
Пример расчета состава тяжелого бетона.
Студент Иванов П.С., порядковый номер в списке группы 12.
По табл. 2 определяются номера подвариантов соответствующим буквам
Используемая буква |
Номер подварианта |
И (первая буква) |
3 |
В (вторая буква) |
1 |
А (третья буква) |
1 |
П (четвертая буква) |
5 |
С (пятая буква) |
5 |
По табл. 3 получаем следующие исходные данные: Марка бетона R28 = 200 кг/см2
Марка цемента Rц = R28 + R=200+50=250 кг/см2 Осадка конуса h=3 cм
Плотность цемента ρц=3,15 кг/л
Песок
Плотность ρп=2,70 кг/л
Насыпная объемная масса ρнп= 1,55 кг/л
Крупность – мелкий Естественная влажность Wп=3 %
Так как порядковый номер в списке группы четный, то крупный заполнитель – гравий, если номер нечѐтный, то крупный заполнитель – щебень.
Гравий
Плотность ρп=2,90 кг/л
Насыпная объемная масса ρнп= 1,70 кг/л
Крупность до 40 мм Естественная влажность Wк=2 %