Технология бетона, строительных изделий и конструкций. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технология бетона, строите

УДК 666.9 ББК 30.2

Т38

Р е ц е н з е н т доктор технических наук В.В. Воронин,

профессор кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов НИУ МГСУ

Составили В.Г. Соловьев, О.В. Александрова, А.Ф. Бурьянов, М.Р. Нуртдинов, О.А. Ларсен, Н.А. Гальцева, К.С. Стенечкина

Т38 Технология бетона, строительных изделий и конструкций [Электронный ресурс] : методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций» для студентов бакалавриата направления подготовки 08.03.01 Строительство, профиль «Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций» / М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т., каф. технологии вяжущих веществ и бетонов ; сост. В.Г. Соловьев [и др.]. — Электрон. дан. и прогр. (4 Мб). — Москва : НИУ МГСУ,

2015. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/. — Загл. с титул. экрана.

ISBN 978-5-7264-1116-3 (сетевое) ISBN 978-5-4264-1115-6 (локальное)

Представлены методы проектирования составов с добавками и практические методики по разработке основных технологических переделов при производстве бетонных изделий и конструкций.

Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль «Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций».

Учебное электронное издание

© НИУ МГСУ, 2015 © Оформление.

ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2015

Редактор Ю.Ю. Желтова

Технический редактор А.В. Кузнецова Корректор С.И. Хиль

Компьютерная верстка С.С. Сизиумовой Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного

Для создания электронного издания использовано:

Microsoft Word 2007, приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,

разработанное на основе Adobe Air

Подписано к использованию 10.09.2015. Уч.-изд. л. 1,32. Объем данных 4 Мб.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ).

129337, Москва, Ярославское ш., 26. Издательство МИСИ – МГСУ.

Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95. E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ООО «Ай Пи Эр Медиа».

Тел. 8-800-555-22-35, (8452) 24-77-97, вн. 208, E-mail: izdat@iprmedia.ru, mail@iprbookshop.ru www.iprbookshop.ru

4

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания предназначены для студентов бакалавриата, выполняющих курс лабораторных работ по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций».

Основными целями при выполнении лабораторных работ являются:

1)освоение студентами основных методов модификации структуры бетонов путем применения различных добавок;

2)освоение студентами существующих методик по проектированию составов бетонов с модифицирующими добавками;

3)изучение студентами основных этапов технологии производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций;

4)изучение методов и подходов при проектировании основных технологических переделов при производстве бетонных изделий и конструкций.

При проведении настоящих лабораторных работ перед студентами ставится задача освоения существующих методов проектирования составов с добавками, а также практических методик по разработке основных технологических переделов при производстве бетонных изделий и конструкций. Успешное освоение студентами курса лабораторных работ позволит получить практические навыки, необходимые ин- женеру-технологу при работе на предприятиях по производству железобетонных изделий и конструкций.

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Цель работы — освоение методики проектирования составов тяжелых бетонов для применения при производстве железобетонных изделий с учетом эксплуатационных требований.

Для выполнения данной лабораторной работы каждой из подгрупп выдается задание по разработке составов бетона с заданными свойствами, включающее эксплуатационные требования. Студентам необходимо: разработать номинальные составы тяжелых бетонов с учетов эксплуатационных характеристик (морозостойкости и водонепроницаемости), определить свойства разработанных составов бетонов, скорректировать составы полученных бетонов с учетом производственных требований.

1.1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВОВ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ

СУЧЕТОМ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ

При проектировании составов с учетом эксплуатационных свойств (заданных марок по морозостойкости и водонепроницаемости) в методику проектирования составов бетонов вносится ряд изменений. В этих случаях необходимо корректировать водоцементное отношение, которое обеспечит достижение эксплуатационных свойств бетонов.

Определение водоцементного отношения для обеспечения требуемых марок по морозостойкости и водонепроницаемости возможно определить ориентировочно по формулам (1) и (2):

где F — проектная марка по морозостойкости, цикл;

α — коэффициент, зависящий от класса применяемого цемента (равен 0,43; 0,45; 0,47 для цементов классов В32,5, В42,5 и В52,5 соответственно);

Rц — активность цемента, кгс/см2.

6

где W — проектная марка по водонепроницаемости;

β — коэффициент, зависящий от качества применяемых заполнителей (равен 0,12; 0,1; 0,09 для заполнителей низкого, среднего и высокого качества соответственно);

Rц — активность цемента, МПа.

Студенты каждой подгруппы должны рассчитать скорректированное водоцементное отношение с учетом требований по долговечности по формулам (1) и (2), а также определить справочное значение (по табл. 1) для каждого параметра (морозостойкости и водонепроницаемости).

Таблица 1

Справочные значения В/Ц по условию обеспечения долговечности

2Переменное водонасыщение и замораживание, марки по морозостойкости:

Полученные значения В/Ц (по формулам (1) и (2) и по табл. 1 для каждого параметра морозостойкости и долговечности) необходимо сравнить и выбрать минимальное значение, которое и будет являться скорректированным водоцементным отношением, обеспечивающим выполнение требований по морозостойкости.

Расход воды, цемента, крупного и мелкого заполнителя определяется по общепринятой методике.

7

1.2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВОВ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ С УЧЕТОМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ТРЕБОВАНИЙ

Проектирование составов бетонов происходит с расчетом, что влажность всех заполнителей будет нулевая. Чтобы учитывать влажность заполнителей, поступающих на завод, необходимо проводить корректировку состава.

Для начала нужно выяснить содержание воды в заполнителях по формулам (3) и (4):

где Wп и Wщ — влажность песка и щебня.

После высчитывается действительный расход воды:

Вд = В – Вп – Вщ.

Так как часть массы увлажненных заполнителей составляет вода, то нужно увеличить массу добавляемых заполнителей, чтобы компенсировать разницу в весе поступлением дополнительного материала. Расход материалов в рабочем составе бетона необходимо увеличить в соответствии с содержащимся в них количеством воды по формуле (5):

Расход цемента при этой корректировке не изменяется.

Также при производстве необходимо учитывать тот факт, что объем первоначально загруженных материалов немного больше объема выхода бетонной смеси, из-за того что при перемешивании происходит «уплотнение» общей массы: цемент занимает пространство между песком, песок — между щебнем. Для оценки этого параметра используют коэффициент выхода бетона βб, рассчитываемый по формуле (6):

где γц, γц, γц — плотность цемента, песка и щебня.

8

Воду при этом не учитывают, потому что она заполняет оставшиеся пустоты между зернами и в самом заполнителе. При этом использовать нужно плотность влажных заполнителей, потому что плотность сухих и влажных заполнителей может отличаться (в особенности у песка).

На практике коэффициент выхода бетонной смеси колеблется в промежутке 0,55…0,75.

При расчете материалов на один замес используется паспортная емкость барабана смесителя, тогда объем бетона, получаемый из одного замеса, равен:

Vз = βб · Vб.с.,

где Vб.с. — емкость бетоносмесителя.

Часто на производстве ставится задача получения заданного класса бетона ранее или позднее 28 суток. Решается она путем увеличения или уменьшения дозировки цемента и математически описывается формулой (7), которая рассчитывает прочность бетона на n-й день:

где Rn, R28 — прочность бетона на сжатие в возрасте n и 28 суток; lgn, lg28 — десятичный логарифм возраста бетона.

Формула работает при n ˃ 3 при нормальных условиях твердения. Пользуясь данной зависимостью, можно рассчитать требуемый состав бетона для получения заданной прочности в установленный срок.

1.3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ СОСТАВОВ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ

При выполнении лабораторной работы № 1 каждая из подгрупп на основании рассчитанного состава бетона, учитывающего требования по долговечности, изготавливает пробный замес объемом 12…15 л. Количество образцов, необходимых для определения физико-механических и эксплуатационных свойств, устанавливается в соответствии с требованиями нормативных документов.

Плотность образцов бетона необходимо определять в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.1-78.

Водопоглощение образцов бетона необходимо определять в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.3-78.

9

Среднюю прочность при сжатии образцов бетона необходимо определять в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012. Дополнительно необходимо рассчитать фактический класс бетона в соответствии с требованиями ГОСТ 18105-2010.

Марку по морозостойкости образцов бетона необходимо определять в соответствии с требованиями ГОСТ 10060-2012.

Марку по водонепроницаемости образцов бетона необходимо определять в соответствии с требованиями ГОСТ 12730.5-84*.

Оформление результатов: результаты работы оформляются в виде таблицы, в которую заносятся все определенные и расчетные значения, полученные в ходе выполнения лабораторной работы. На основании полученных результатов делается вывод о соответствии полученного бетона проектным требованиями приводятся обоснованные предложения по дальнейшей оптимизации составов бетонов с учетом требований по долговечности.

10