724

3.3. Расчет состава арболитовой смеси

Подбор состава арболита производится расчетно-экспериментальным методом, который включает в себя:

–расчет состава арболитовой смеси,

–проверку и корректировку рассчитанного состава на пробных замесах. Исходные данные для расчета выбираются в зависимости от выдан-

ного варианта (прил. 5).

Подбор состава арболита.

По табл. 5-9 [9] определяют ориентировочный расход всех компонентов арболитовойсмесивзависимостиотпроектногокласса(марки) арболитапо прочности и вида древесного заполнителя.

Таблица 5 Ориентировочный расход сухого древесного заполнителя на 1 м3 арболита,

кг, при портландцементе марки М 400

Таблица 6 Ориентировочный расход портландцемента марки 400 на 1 м3 арболита,

кг , в зависимости от его класса

21

Таблица 7 Максимальный расход химической добавки на 1 м3 арболита, кг, в зависимости от вида заполнителей (в пересчете на сухое вещество)

Таблица 8 Ориентировочный расход воды на 1 м3 арболита, л,

в зависимости от его класса

Таблица 9 Коэффициент изменения нормативных расходов цемента в арболите

при изменении марки цемента

Расчет состава арболитовой смеси проводят в следующей последовательности.

1. Рассчитывают расход древесного заполнителя с учетом его влажности, Зw , кг/м3, по формуле

22

где Зсух – расход сухого древесного заполнителя, кг/м3 (табл.5); Wз – влажность древесного заполнителя, %.

2. Рассчитывают расход портландцемента с учетом заданной марки, Цм, кг/м3 по формуле

где Ц – расход портландцемента марки М400, кг/м3 (табл.6); Км – коэффициент изменения нормативных расходов цемента с учетом

где Зсух – расход сухого древесного заполнителя, кг/м3;

Зw – расход древесного заполнителя с учетом его влажности, кг/м3. 4. Рассчитывают содержание воды в химических добавках, Вхд , кг/м3 по

формуле

где ХДсух – расход сухого вещества для приготовления раствора химиче-

ской добавки, кг/м3 (табл.7);хд – плотность раствора при 20оС в зависимости от заданной хими-

ческой добавки и ее концентрации, кг/м3 (прил. 7-10);

V – объем раствора химической добавки в зависимости от его концентрации, л, рассчитывается по формуле

где Схд – содержание химической добавки в 1 л раствора в зависимости от

ееконцентрации, кг (прил. 7-10).

5.Рассчитывают расход водного раствора химических добавок, Vхд ,

кг/м3 по формуле

6.Рассчитывают расход воды с учетом содержания воды в заполнителе

ирастворе химических добавок, кг/м3 по формуле

23

Вхд – содержание воды в химических добавках.

7. Рассчитывают плотность арболита в сухом состоянии, сарб , кг/м3 по формуле

где 1,15Цм – масса цементного камня с учетом химически связанной воды, кг;

Цм – расход портландцемента с учетом заданной марки, кг/м3; Зсух – расход сухого древесного заполнителя, кг/м3; ХДсух – расход сухого вещества для приготовления раствора хими-

ческой добавки, кг/м3.

8. Рассчитывают общий расход всех компонентов арболитовой смеси опытного замеса, кг/м3 по формуле

Рассчитанный состав бетона проверяют и при необходимости корректируютвлабораториинапробныхзамесах. Корректировкапроводитсяпоудо-

боукладываемости арболитовой смеси и прочности арболита.

Нормативная призменная прочность арболита при его средней естественной влажности по массе 15-20 % принимается равной [10]

где В – класс арболита по прочности, МПа.

Пример расчета состава арболитовой смеси.

Задание. Подобрать состав конструкционного арболита класса В2,0 плотностью не более 650 кг/м3 (в высушенном состоянии) для панелей наружных стен.

В качестве древесного заполнителя используется дробленка из отходов деревообработкихвойных породзерновогосостава, удовлетворяющеготребованиям ГОСТ 19222-73. Насыпная плотность дробленки в сухом состоя-

24

нии –120 кг/м3, влажность по массе равна 50%. В качествевяжущего – портландцемент марки 500. В качестве химической добавки хлорид кальция 10%-й концентрации.

Расчет состава арболита на 1 м3.

Потабл. 10-14 определяетсяориентировочныйрасходсоставляющихзамеса.

Расход компонентов составляет:

сухого древесного заполнителя – 230 кг (табл.5); цемента М 400 – 350 кг (табл.6);

химической добавки (CaCl2 ) – 8 кг (табл.7);

воды – 400 л (табл.8).

Расход древесного заполнителя с учетом его влажности составит

Расход портландцемента с учетом заданной марки составит Цм Ц Км 350 0,95 332,5 кг.

Содержание воды в древесном заполнителе составит

Вз=Зw Зсух 345 230 115 кг .

Вкачестве химической добавки используется хлорид кальция 10%-ной концентрации. Содержание соли в 1 л 10% раствора плотностью 1,084 составляет 0,108 кг (прил. 7). Следовательно, для введения в арболит необходимого количества соли в виде 10%-го раствора на 1 м3 смеси его потребуется

Содержание воды в химической добавке составит

Вхд V хд ХДсух 74 1,084 8 72,216 кг.

Расход водного раствора химической добавки составит

Vхд ХДсух +Вхд=8+72,2=80,2 кг.

Расход воды с учетом содержания воды в заполнителе и растворе химической добавки составит

Вр=Вн Вз Вхд 400 115 72,2 212,8 кг.

Плотность арболита в сухом состоянии при данном расходе материалов составит

сарб=1,15Цм+Зсух +ХДсух 1,15 332,5 230 8 620,4 кг/м3 .

25

Общий расход всех компонентов арболитовой смеси опытного замеса составит

Рн Зw Цм+ХДсух +Вр+Вхд

=345 332,5 8 212,8 72,2 970,5 кг/м3 .

Расход компонентов арболитовой смеси

3.4. Расчет состава цементно-стружечной смеси

Исходные данные для расчета выбираются в зависимости от выданного варианта (прил. 6).

Расчет состава цементно-стружечной смеси проводят в следующей последовательности.

1. Рассчитывают расходдревесногозаполнителясучетомеговлажности, Зw , кг/м3.

где Зсух – расход сухого древесного заполнителя, кг/м3 (табл.11); Wз – влажность древесного заполнителя, %.

Расход древесного заполнителя на трехслойную плиту рассчитывают по формуле

где Знар – расход древесного заполнителя на наружные слои, кг/м3, доля наружных слоев iнар (0,3 – 0,4)aпл ;

Звн – расход древесного заполнителя на внутренний слой, кг/м3, доля внутреннего слоя iнар (0,7 – 0,6)aпл ;

aпл – толщина плиты, мм.

26

Таблица 1 6 Нормативный расход компонентов цементно-стружечных плит, кг/м3

2. Рассчитывают расход древесного сырья с учетом потерь на различных технологических операциях, Зп , кг/м3.

где k1, k2 , k3 , k4 , k5 , k6 , k7 , k8 – коэффициенты потерь древесного сырья при

(соответственно): окорке k1 =1,01;

приготовлении стружки k2 =1,08; сортировке k3 =1,01;

смешивании компонентов k4 =1,01; прессовании k5 =1,015; формовании плиты k6 =1,01; форматной обрезке плиты k7 =1,02; шлифовании плит k8 =1,001.

3. Рассчитывают содержание воды в заполнителе, Вз , кг/м3.

4. Рассчитывают расход вяжущего (портландцемента) с учетом заданной марки и его потерь, Цп, кг/м3.

где Ц – нормативный расход портландцемента марки М500 (см. табл. 11); kм – коэффициент изменения нормативного расхода цемента с уче-

том его марки (для М500 – kм=1,0; М400 – kм =1,05; М600 – kм =0,95);

27

kтр – коэффициент потери цемента при его транспортировке и раз-

грузке, kтр = 1,07.

5. Рассчитывают расход химических добавок с учетом потерь, Qi , кг/м3.

где ХД – нормативный расход химической добавки (см. табл.11);

kпхд – коэффициент потери сырья (химикатов) при приготовлении рас-

творов химических добавок, kпхд =1,025.

6. Рассчитывают расход воды для приготовления растворов химических добавок, Вi , кг/м3.

где Qi – количество i-й химической добавки, кг ;

c– требуемая концентрация растворов, % (см. задание).

7.Рассчитывают количество рабочего раствора i-й химической до-

Если в качестве химической добавки используют жидкое стекло, которое имеет заданную концентрацию сжс , то количество воды, уже имеюще-

где Qжс – нормативный расход жидкого стекла, кг;

ЖС– количествожидкогостекласучетомегоконцентрации, кг, рассчи-

где kжс – коэффициент концентрации жидкого стекла, kжс сжс 100 .

Количество воды, необходимое для доведения раствора жидкого стекла до рабочей концентрации, Вжс , л, рассчитывают по формуле

жс c

28

Количество воды, необходимое для приготовления рабочего раствора жидкого стекла, Вр.р , л, рассчитывают по формуле

8. Рассчитывают количество воды с учетом воды, содержащейся в за-

Пример расчета состава цементно-стружечной смеси.

Исходные данные:

–заполнитель – сосна окоренная;

–влажность, % – 58;

–вяжущее – портландцемент марки М400;

–химические добавки:

–жидкоестеклоконцентрацией38%, необходимаяконцентрация– 20%;

–сернокислый алюминий, необходимая концентрация – 21%. Нормативный расход компонентов на 1 м3 цементно-стружечной смеси

определяем по табл.11:

расход сухого древесного заполнителя, Зсух , кг – 280; расход портландцемента марки М500, Ц, кг – 770; расход жидкого стекла, Qжс, кг – 27;

расход сернокислого алюминия, Qi (Qса ), кг – 7,7; расход воды, Вн, кг (л) – 460.

Рассчитываем расход древесного заполнителя с учетом его влажности, Зw

Рассчитываем расход древесного сырья с учетом потерь на различных технологических операциях, Зп

Зп=Зw k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8

= 442,4 1,01 1,08 1,01 1,01 1,015 1,01 1,02 1,001 515,3 кг.

29

Рассчитываем содержание воды в заполнителе, Вз

Вз=Зп Зсух 515,3 280 235,3 кг л .

Рассчитываем расход вяжущего (портландцемента) с учетом заданной марки и его потерь, Цп

Цп=Ц kм kтр 770 1,05 1,07 865,1 кг.

Рассчитываем расход химических добавок с учетом потерь:

– сернокислого алюминия

QAl2 SO4 3 ХД kпхд 7,7 1,025 7,9 кг,

расход воды для приготовления раствора при этом составит

количество рабочего раствора сернокислого алюминия, вводимого в це- ментно-стружечную смесь составит

Qрд QAl2 SO4 3 ВAl2 SO4 3 7,9 29,7 37,6 кг

или

– жидкого стекла

количество жидкого стекла с учетом его концентрации составит kжс 100сжс 10038 0,38 ,

ЖС Qжс kжс 27 0,38 10,26 кг;

количество воды, уже имеющееся в растворе составит

количество воды, необходимое для приготовления рабочего раствора составит

Вр.р Вжс В*жс 41,04 16,74 24,3 л;

количество водного раствора жидкого стекла составит

Qрд Qжс Вжс 10,26 41,04 51,3 кг

30