2.5 Подбор состава бетона для производства изделий номенклатуры технологической линии, расчет потребности бетонной смеси, составление материального баланса

1. Лабораторный состав бетона

1. Портландцемент М400

- активность R_ц = 41 МПа

- коэффициент нормальной густоты K_нг=27%

- средняя плотность

- насыпная плотность

2. Крупный заполнитель

- максимальная крупность заполнителя D_maxs=20 мм

- плотность зерен заполнителя

- насыпная плотность

- влажность W=0,5%

- содержание пылевидных, глинистых и илистых примесей 0,7%

3. Мелкий заполнитель – кварцевый песок

- модуль крупности М_кр=2

- плотность зерен заполнителя

- насыпная плотность

- содержание пылевидных, глинистых и илистых примесей до 3%.

4. Химическая добавка – суперпластификатор «Дофен»

- дозировка добавки Д = 1,1% от массы цемента;

- концентрация приготовленного раствора k = 25%;

- плотность рабочего раствора ρ_р=1,114 г/см³

4. Емкость бетоносмесителя 750л

5. Удобоукладываемость бетонной смеси О.К. 2см, Пб1.

Лабораторный подбор состава бетона

Номинальный (лабораторный) состав бетона определяют без учета влажности заполнителей расчетно-экспериментальным методом. На основе формул для определения расхода цемента, щебня, песка и воды по абсолютным объемам рассчитывают состав тяжелого бетона.

1.Определяем водоцементное отношение по формуле Баламея-Скрамтаева:

где А – коэффициент, зависящий от качества материалов, свойств бетонной смеси и бетона;

R_ц – активность (марка) цемента, кгс/см²;

R_б – прочность бетона при сжатии в возрасте 28 сут., кгс/см²;

k₁ – коэффициент, учитывающий минеральный состав цемента и условия твердения бетона;

k₂ – коэффициент, учитывающий производственные условия.

2.Определяем необходимое количество воды затворения с учетом удобоукладываемости бетонной смеси и исходных материалов по графику 2.1 [1]:

Водопотребность бетонной смеси с учетом производственной корректировки:

3.Определяем расход цемента

Объем цементного теста

, (2.3)

где _ц - плотность цемента, кг/дм³.

4.Определяем объем заполнителей:

V_з = 1000 - V_цт=1000-313,17 = 686,83 л (2.4)

5. Рассчитываем расход щебня:

где _щн – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/дм³;

V_б – объем бетона,1000 дм³;

V_пщ – пустотность крупного заполнителя в стандартном насыпном состоянии (в виде относительной величины);

 – коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя (избытка раствора); =1,38 [табл.3.5].

Таблица 2.5.1 - Величина коэффициента α (раздвижки зерен для подвижных бетонных смесей)

Расход цемента Кг/ м3	При В/Ц
	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
250	-	-	-	1.26	1.32	1.38
300	-	-	1.3	1.36	1.42	-
350	-	1.32	1.38	1.44	-	-
400	1.31	1.40	1.46	-	-	-
500	1.44	1.52	1.56	-	-	-
600	1.52	1.56	-	-	-	-

Для жестких бетонных смесей α=1.05-1.15

6. Определяем расход песка

, (2.7)

где Щ, В, П – расход соответственно щебня, воды и песка, кг/м³;

_щ, _п, _ц – средняя плотность зерен соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм³;

V_з – объем заполнителей в бетоне, дм³.

7. Абсолютный объем материалов

(2.8)

8. Расчетная (теоретическая) плотность бетонной смеси

_бс = В + Щ + П + Ц= 195+1126+701,5+354,5= 2377 кг/м³. (2.9)

Таблица 2.5.2 - Расход материалов на 1 м3 бетонной смеси

Вид смеси	Марка бетона	Расход Вяжущего, кг	Расход крупного заполнителя, кг	Расход мелкого заполнителя, кг	Расход воды, л
Бетонная	300	354,5	1126	701,5	195

Производственный подбор состава бетона

Составляем материальный баланс для материалов, используемых для приготовления бетонной смеси и суммарный расход бетонной смеси на год, сутки, смену, час с учетом средней влажности заполнителей, потерь бетонной смеси и исходных материалов.

Нормы потерь материалов принимаем следующие:

- бетонная смесь – 1.5%;

- цемент – 2%;

- песок – 3%;

- крупный заполнитель – 3%;

- вода – 1%.

Определяем количество воды, содержащейся в щебне и песке:

9. Определить коэффициент выхода бетона

Производим перерасчет количества компонентов на заданный объем бетоносмесителя (V_бс = 750л = 0,75 м³), м³:

В = 0,09;

Ц = 0,16;

П = 729,56 = 0,34;

Щ = 1131,63 = 0,51,

где β – коэффициент выхода бетонной смеси; V_бс – объем бетоносмесителя; В_п, Ц_п, Щ_п, П_п – количество материалов после корректировки.

Подбор состава бетона с химической добавкой

Выбор добавки должен производиться в зависимости от технологии приготовления бетонной смеси и изготовления конструкций с учетом влияния добавок на свойства бетонной смеси и бетона.

1. Водоцементное отношение:

В/Ц = 0,55.

2. Определяем ориентировочную дозировку добавки,%:

Д = 1,1.

3. Определяем эффективность добавки, %:

k_э = 25.

4. Определяем новый расход цемента и воды, л/м³:

В_д = В – 25% = 195 – (195 0,25) = 146,25;

Ц_д = 265,9.

5. Определяем расход заполнителей с добавкой, кг/м³:

Щ_д = 1126;

П_д = 2,6 = 695.

6. Определяем расход рабочего раствора добавки, л:

10,5,

где _р – плотность добавки.

7. Определяем недостаточное количество воды затворения, л:

Н = В_д – А _р (10,01k) = 146,25 – 10,51,114(1– 0,0125) = 137,48.

Расход материалов и плотность бетонной смеси на 1 м³ бетона

Наименование показателей	Значения, полученные путем подбора состава бетонной смеси на 1 м3 бетона:
	лабораторный	производственный	с химической добавкой
Расход воды (В), кг	195	161,31	146,25
Расход цемента (Ц),кг	354,5	354,5	265,9
Расход щебня (Щ), кг	1126	1131,63	1126
Расход песка (П), кг	701,5	729,56	695
Расход рабочего раствора добаки (Дофен), л	-	-	10,5

Состав бетонной смеси

Вид смеси	Марка (класс) бетона	Удобо- уклады- ваемость бетонной смеси (осадка конуса, см)	Расход материалов на 1 м3 смеси
			Вяжущего, кг	Мелкого заполнителя, кг	Крупного заполнителя, кг	Добавки			Воды, л
						Вид	Количество (1,1% от массы цемента), кг
Подвижная	М300 (В22,5)	Пб1 (2)	265,9	695	1126	Дофен	2,92	146,25

Годовой расход бетонной смеси и сырьевых материалов

Характе-ристика бетона

Объем смеси, м3

Расход материалов на годовую программу

Цемент

Заполнитель

Вода, м3

Добавка

Вид

Марка

Вид

Марка

Количество, т

мелкий

крупный

Вид

Количество,т

Вид

Мк

Количество, т

Вид

Dmax

Количество,т

Тяжелый

300 (В22,5)

21000

ПЦ

400

5583,9

кварцевый песок

2

14595

Гранитный щебень

20

23646

3071,25

Дофен

61,32