Приклад 1
Підібрати склад бетону класу В22,5 (марки 300). Марка за легкоукладальністю -П1.
Вихідні матеріали: портландцемент марки 500 (Ц) активністю 53 МПа; пісок кварцевий (П) з модулем крупності Мк=1,4 з насипною густиною ρп = 1550 кг/м3; гранульований шлак вуглецевого феромарганцю (Ш) з Мк=2,8 з насипною густиною ρш = 1370 кг/м3; щебінь гранітний (Щ) крупністю від 5 до з насипною густиною ρщ = 1420 кг/м3 і об'ємом міжзернових пустот Vnyc = 0,45. Розрахунок складу бетону виконується згідно з "Рекомендациями по определению составов обычного тяжелого бетона и снижению расхода цемента" (Киев: НИИСП Госстроя УССР, 1970. - 66 с.).
В/Ц = 0,55.
Для цього значення В/ІД згідно з складом бетону Ml50 передбачається витрата матеріалів на бетону: Ц - ; П - ; Vn- ; Щ - ; Ущ - ; вода (В) - .
Замінюємо 50 % маси кварцевого піску гранульованим шлаком вуглецевого феромарганцю.
Новий склад бетону: Ц = 302 х 0,95 = ;
П = 616 х 0,5 = ; Vn= ; Ш = 616 х 0,5 = ; Уш= ; Щ = ;
Ущ= ; В = 287 х 0,55 = .
Розрахункова середня густина бетонної суміші складе:
рсм= 287+308+308+1313+158 = 2374 = 2370 кг/м3.
Після розрахунку кількості матеріалів на заміс і приготування дослідного замісу визначається легкоукладальність бетонної суміші і за необхідності виконується коригування складу, після чого визначається середня густина суміші і, якщо вона відрізняється від розрахункової, підраховується фактична витрата матеріалів на бетону.
Міцність бетону визначається за ГОСТ 10180-90.
Якщо фактична легкоукладальність бетонної суміші нижче заданої, а також для поліпшення її транспортабельності до складу суміші необхідно вводити пластифікатори і суперпласти-фікатори (наприклад, ПДК, ЛСТ, УПБ та ін.). Указані добавки застосовуються у відповідності з ДБН В.2.7-64-97.
Якщо легкоукладальність бетонної суміші без пластифікуючої добавки відповідає необхідній, то при її уведенні може бути досягнута додаткова економія цементу.
Приклад 2
Підібрати склад важкого бетону з пластифікуючою добавкою.
Вихідні матеріали за складом бетону на збагаченому піску ті самі, що і в прикладі 1. Кількість ЛСТ - 0,2 % від маси цементу.
Очікуване зниження витрат цементу - на 4 %. Розрахунок виконується у відповідності з "Руководством по применению химических добавок в бетоне" (М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1981. - 54 с.).
Витрата матеріалів на бетону:
Ц = 287-(287х0,04) = ; В = 276x0,55 = ; дрібний заповнювач М3= 616+(287-276)+(158--152)х0,32 = , в тому числі П = 621x0,5 = ; Vn= ; Ш = 621x0,5 = ; Vm= ; Щ = 1313+(287-276)+(158-152)х0,68 = ; Vщ= ; маса ЛСТ (сухої речовини) = 276x0,002 = = .
В 10 %-го розчину ЛСТ з густиною 1,043 міститься сухої речовини, кількість 10 %-го розчину ЛСТ 0,55:0,104 = . Кількість води замішування з урахуванням води, яка міститься в 10 %-му розчині ЛСТ,
Взамiш= 152-(5,3 -1,043-0,55) = .
Підбирання складів конструкційного легкого бетону
Для конструкційних легких бетонів як дрібний заповнювач можуть застосовуватися гранульовані шлаки вуглецевого феромарганцю і силікомарганцю. При нестачі в них дрібних фракцій до доцільне уведення 30-50 % природного піску.
Застосування шлаку силікомарганцю припустимо тільки при насипній густиш не менше 900 кг/м3 і за умови заміни 30-50 % його маси щільним піском.
Для виготовлення конструкційного легкого бетону різних класів (марок) цемент витрачається у відповідності з даними таблиці 1.
Таблиця 1 - Витрата цементу на виготовлення конструкційного бетону різних класів.
Укг
Клас (марка) бетону |
Керамзитобетон |
Шлакопемзобетон |
||
|
Марка цементу |
|||
|
400 |
500 |
400 |
500 |
В10(150) |
275 |
245 |
275 |
245 |
B15(200) |
340 |
300 |
375 |
320 |
В20 (250) |
400 |
350 |
400 |
350 |
Середня густина конструкційного керамзитобетону в сухому стані в залежності від насипної густини заповнювачів і витрати цементу в бетоні 1400-1700 кг/м3. Витрата води 220- на бетону. Коефіцієнт заповнення міжзернових пустот дрібним заповнювачем в крупному К3 складає 1,1-1,6 (нижня межа стосується бетону з великою витратою цементу, а також із значним вмістом дрібнозернистого щільного піску або дрібних фракцій в шлаку, верхній - бетону з низькою витратою цементу і меншим вмістом дрібних фракцій в заповнювачі).
Середня густина конструкційного шлакопемзобетону в сухому стані 1700-2000 кг/м3. Витрата води 220- на бетону, К3 =1,2-1,7.
При підбиранні складу бетону на маловідомих заповнювачах порівнюються середні показники його середньої густини і міцності при трьох значеннях К3.
Приклад 3
Витрата матеріалів: Ц - ; В - ; К3 - 1,4; у випадку нестачі або надлишку дрібного заповнювача К3 змінюється в межах 1,2-1,7.
Розрахунок складу бетону виконується у відповідності з "Инструкцией по технологии производства стеновых панелей и крупных блоков из поризованного аглопоритобетона" (Киев: НИИСП Госстроя УССР, 1986. - 25 с.).
Визначаємо витрату матеріалів на керамзитобетону для перевірки складу дослідним замісом:
Середня густина керамзитобетону в сухому стані, яка відповідає фактичній витраті матеріалів,
ρб = 1,15Ц+Ш+П+Гр = 1,15x344+486+208+436 ≈ 1530 кг/м3.
Після тверднення зразків керамзитобетону за прийнятим на виробництві режимом визначення їх міцності і середньої густини виконується у відповідності з ГОСТ 10180-90 і ГОСТ 12730.1-78. Для остаточної перевірки складу випробовуються зразки з керамзитобетонної суміші, одержаної у виробничому змішувачі, які тверднули в ідентичних умовах з конструкціями або виробами.
Приклад 4
Підібрати склад шлакопемзобетону класу В15 (марки 200) з середньою густиною 1800 кг/м3, марка за легкоукладальністю-П1.
Прийнято: за умови уведення ЛСТ Ц = 320-320x0,05 = ; В = ; кількість ЛСТ = 0,25 % від маси цементу в розрахунку на суху речовину; К3 = 1,5.
Розрахунок складу бетонної суміші виконується у відповідності з "Инструкцией по технологии производства стеновых панелей и крупных блоков из поризованного аглопоритобетона".
Витрата матеріалів на шлакопемзобетону для перевірки складу дослідним замісом:
Всі подальші визначення виконуються так само, як в прикладі 3.
Підбирання складів конструкційно-теплоізоляційного легкого бетону щільної структури
В конструкційно-теплоізоляційному бетоні як дрібний заповнювач може бути застосований гранульований шлак силікомарганцю без збагачуваних домішок.
Орієнтовна витрата цементу марки 400 на конструкційно-теплоізоляційного щільного бетону наведена в таблиці 2.
Таблиця 2 - Витрата цементу на виготовлення конструкційно-теплоізоляційного бетону різних класів. Укг
Клас (марка) бетону |
Керамзитобетон |
Шлакопемзобетон |
|
|
|
за складами ДДОП НДІБВ* |
за СНІП 5.01 .23-83 |
В3.5 (50) |
200 |
210 |
220 |
В5 (75) |
215 |
220 |
240 |
В7,5(100) |
240 |
245 |
265 |
* Зменшення витрат цементу за цими складами досягається за рахунок раціональної гранулометрії дрібного заповнювача. |
Середня густина керамзитобетону класів за міцністю ВЗ,5-В5 в сухому стані становить 1100 кг/м3, бетону класу за міцністю В7,5 - 1200-1300 кг/м3, витрата води на бетону - 210-, К3 = 1,4-1,5.
Середня густина шлакопемзобетону - 1400-1600 кг/м3, витрата води на бетону - 230-, К3= 1,5-1,6.
Приклад 5
Підібрати склад керамзитобетону класу В5 (марки 75), з середньою густиною 1100 кг/м3, марка за легкоукладальністю - П1.
Вихідні матеріали: шлакопортландцемент марки 400; гранульований шлак силікомарганцю з
|
Подальша послідовність дій така сама, як і в прикладі 3. |
Підбирання складів конструкційно-теплоізоляційного легкого поризованого бетону
Для зниження середньої густини бетону при застосуванні відносно важких пористих заповнювачів, а також для поліпшення технологічних властивостей бетонної суміші, до неї уводиться повітровтягувальна добавка, наприклад, СДО або піноутворювач СЛ, який складається з СДО і ЛСТ у співвідношенні 3:1 за масою.
Кількість поризуючої добавки береться 0,2-0,3 % від маси цементу з розрахунком на суху речовину і залежить від зернового складу дрібного заповнювача та потрібного ступеня поризації бетонної суміші; при цьому кількість дрібного заповнювача зменшується приблизно на 30 %.
Орієнтовна витрата цементу марки 400 на конструкційне- теплоізоляційного поризованого бетону наведена в таблиці 3.
Таблиця 3 - Витрата цементу на виготовлення конструкційне- теплоізоляційного
поризованого бетону різних класів. Укг
Клас (марка) бетону |
Керамзитобетон |
Шлакопемзобетон |
|
|
|
за складами ДДОП НДІБВ |
за СНІП 5.01 .23-83 |
В3,5 (50) |
220 |
220 |
230 |
В5 (75) |
240 |
245 |
260 |
B7,5(100) |
280 |
290 |
305 |
Середня густина поризованого керамзитобетону класу за міцністю В3,5 в сухому стані становить 900 кг/м3, бетону класу за міцністю В5-В7,5 - 1000-1100 кг/м3. Витрата води на бетону - 200-, К3 - 0,6-0,8.
Середня густина поризованого шлакопемзобетону в сухому стані 1200-1500 кг/м3. Витрата води на бетону 220-, К3 = 0,7-0,9.
Приклад 6
Підібрати склад поризованого шлакопемзобетону класу В7,5 (марки 100) з середньою густиною 1400 кг/м3, марка за легкоукладальністю - П1.
Складові матеріали: портландцемент активністю 40,5 МПа; гранульований шлак силікомар-
Регулюванням часу перемішування компонентів і зміною кількості поризуючої добавки бетонна суміш доводиться до середньої густини, близької до розрахункової. Фактична витрата матеріалів визначається в послідовності, наведеній в прикладі 1.
Подальша перевірка складу виробляється в послідовності, наведеній в прикладі 3.
Розрахунок складу газобетону з домішуванням шлаку
Розрахунок складу газобетону з домішуванням гранульованого силіко - або феромарганцевого шлаку виконуємо за СН 277-80 з урахуванням заміни частини тонкодисперсного кварцевого піску за масою в складі бетону такою самою кількістю шлаку. Рекомендована кількість шлаку - від 10 до 40 % від маси кремнеземистого компонента.
Об'єм шлакової домішки
Приклад 7
Підібрати склад газобетону класу В3,5 (марки 50) з середньою густиною 700 кг/м3 з використанням гранульованого силіко- або феромарганцевого шлаку в кількості 40 % від маси кремнеземистого компонента.
Вихідні матеріали: в'яжуче - портландцемент марки 400, кварцевий пісок, домішка - гранульований шлак силіко - або вуглецевого феромарганцю густиною у шматку ρш = 1215 кг/м3, газо-утворювач - алюмінієва пудра ПАП-1.
Відношення кремнеземистого компонента до в'яжучого С приймаємо рівним 1,5, а водотверді відношення В/Т = 0,5.
Визначаємо витрату матеріалів на бетону, кг,
де а - коефіцієнт використання газоутворювача; для алюмінієвої пудри а = 0,85; к- вихід пор(відношення об'єму газу до маси газоутворювача); для алюмінієвої пудри к= 1390 л/кг. Підставляємо числові значення:
Після виготовлення дослідних замісів і випробувань зразків виконується відповідне коригування складу бетону.
ДОДАТОК 2 (обов'язковий)
РОЗРАХУНОК СКЛАДІВ ШИХТИ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА
МІНЕРАЛЬНОЇ ВАТИ З ВИКОРИСТАННЯМ ГРАНУЛЬОВАНОГО
ШЛАКУ СИЛІКОМАРГАНЦЮ
Для розрахунку складу мінеральної вати з використанням гранульованих шлаків силікомарганцю як підкислюючого компонента шихти (див. таблицю) необхідно визначити модуль в'язкості Мв і модуль кислотності Мк.
В залежності від технологічного устаткування, що є, установлюється критичне значення Мв.
Модуль кислотності силікатного розплаву
Значення Мк і рН мінеральної вати повинні відповідати вимогам ГОСТ 4640-84.
Співвідношення компонентів шихты визначають таким чином, щоб значення модуля в'язкості було найменшим (але не перебільшувало критичного) при необхідному значенні водостійкості (рН).
Верхня межа Мв (критична) при виготовленні мінеральної вати з застосуванням ванних печей дорівнює 1,4; показник водостійкості рН повинен бути не більше 7.
Хімічний склад вихідних компонентів
Приклад 1
Визначити склад двокомпонентної шихты, що складається з доменного шлаку і гранульованого шлаку силікомарганцю.
Розраховуємо за формулою (1) Мк при змісті в шихті доменного шлаку (х = 0,75) і гранульованого шлаку силікомарганцю (у = 0,25):
Модуль кислотності шихти більше 1,2, що відповідає вимогам ГОСТ4640-84. Підставлюючи значення в формули (2) - (6), визначаємо хімічний склад шихти з вибраної кількості компонентів:
За формулою (8) розраховуємо значення показника водостойкости:
рН = -0,121 х 39,25 + 0,581 х 10,7 + 0,171 х 0,38 + 0,24 х 35,04 + 0,932 х 3,47 - 0,00405 х 39,25 х 10,7 -- 0,00266 х 39,25 х 0,38 + 0,002098 х 39,25 х 35,04 - 0,00833 х 39,25 х 3,47 + 0,00697 х 10,7 х 0,38 - 0,0146 х х 10,7 х 35,04 - 0,0327 х 10,7 х 3,47 - 0,00457 х 0,38 х 35,04 - 0,000852 х 0,38 х 3,47 - 0,00411 х 35,04 х х 3,47 = 6,22.
Розрахункові значення Мк, Мв і рН вибраної шихти задовольняють заданим вимогам, тому шихта придатна для приготування мінеральної вати.