Реферат: Чшение качества работ, максимальное сокращение сроков и снижение стоимости строительства, с чем тесно связано рациональное использование строительных материалов

ВВЕДЕНИЕ


Важными мерами по дальнейшему совершенствованию водохозяйственного строительства являются улучшение качества работ, максимальное сокращение сроков и снижение стоимости строительства, с чем тесно связано рациональное использование строительных материалов. Чем шире ассортимент, выше качество и ниже стоимость строительных материалов, тем успешнее осуществляется строительство гидротехнических и многих других инженерных сооружений и зданий, возводимых на мелиоративных, водохозяйственных системах и сельскохозяйственных объектах.

Студенты-заочники, совмещающие учебу с работой на производстве, в проектных организациях, на стройках, в научно-исследова-тельских институтах, сельскохозяйственных производственных кооперативах повседневно встречаются с вопросами использования или изготовления различных строительных материалов. Инженерам строительного профиля приходится разбираться в обширной номенклатуре строительных материалов, выбирать необходимые с учетом их качественных показателей, конкретных условий применения и стоимости, возможности использования новых изделий и конструкций. Необходимо также иметь представление об основах технологии изготовления материалов и особенностях технологических процессов производства изделий и переработки сырья. Важно освоить методы оценки качества сырья и особенностей готовой заводской продукции, направляемой на строительство, правила ее приемки, хранения, транспортирования, экономного расходования и т. п. Эти знания приобретаются в результате изучения теории о сырье, его добыче, переработке, изготовлении материала или изделия, способах определения качества и многих других вопросов. Специалист должен также приобрести практические навыки, особенно в отношении проверки качества материала, изготовления образцов для их испытания, подбора рационального состава многокомпонентных материалов и т. д.


^ 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ


Студенты изучают строительные материалы на третьем курсе. При этом основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа с книгой. Целесообразно вначале ознакомиться с программой курса, а затем прочитать соответствующий раздел по учебнику. При первом чтении учебника необходимо составить лишь общее представление об изучаемом разделе и отметить наиболее трудные места. Вслед за этим следует приступить к изучению материала и усвоить основные выводы, закономерности, технологические схемы и важнейшие химические реакции, встречающиеся в данном разделе.

Каждый раздел курса посвящен группе более или менее сходных строительных материалов. После проработки соответствующего раздела рекомендуется ответить на вопросы для самопроверки. Ответы, вызывающие сомнения, следует проверить по учебнику или другой литературе, которой пользовался студент, но не оставлять их невыясненными, так как последующие вопросы довольно часто вытекают из предыдущих ответов. Ответы в отдельных случаях (формулы, схемы, расчеты и др.) следует излагать в письменном виде, что помогает усвоению и правильному изучению темы.

После изучения определенных разделов, отмеченных ниже, следует выполнить контрольную работу, которая включает два задания. Первое задание выполняется после проработки следующих разделов программы: общие сведения о строительных материалах и их основные свойства, природные каменные и искусственные обжиговые материалы и изделия, неорганические (гидратационные) вяжущие вещества и бетоны на их основе, гидротехнический бетон. Второе задание выполняется после проработки всех остальных разделов программы.

Исходные данные для выполнения контрольных заданий даны в конце соответствующего раздела настоящих методических указаний, где номер варианта для каждого студента определяется преподавателем кафедры.

Контрольную работу студенты выполняют самостоятельно и направляют в деканат для рецензирования.

Кроме теоретических знаний студент должен получить в определенном объеме и практические навыки. С этой целью во время лабораторно-экзаменационной сессии студентами самостоятельно, под руководством преподавателя и заведующего лабораторией кафедры, выполняются лабораторные работы по строительным материалам.

В целях лучшего усвоения материала выполняется на одном занятии, как правило, не более одной лабораторной работы. Форму и характер учебных занятий в лаборатории уточняет преподаватель. Посещение этих занятий для студентов обязательно.

При проведении групповых занятий в лаборатории студенты используют пособия по лабораторному практикуму. Каждая лабораторная работа оформляется и защищается студентом.

После прослушивания лекций, выполненных и защищенных лабораторных работ (при наличии зачтенных кафедрой контрольных заданий), студент-заочник допускается к сдаче экзамена. На экзамен он должен принести с собой журнал выполненных лабораторных работ и зачтенную контрольную работу.


^ 2. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО

ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


2.1. Общие сведения о строительных материалах

и их основные свойства


Значение строительных материалов, изделий, деталей готовых конструкций в строительстве.

Потребность строительства в материалах. Относительная стоимость строительных материалов в общей стоимости строительства.

Сырьевые ресурсы для производства строительных материалов на территории Республики Беларусь. Развитие производства местных строительных материалов. Необходимость проведения мероприятий по охране труда в процессе изготовления и при применении строительных материалов. Стандартизация, унификация, их значение для строительной индустрии. Нормативно-инструктивная документация: СТБ, ГОСТы, ТУ, СНБ, СНиПы, ВСН, ОНТП.

Использование строительных материалов и изделий в зданиях и сооружениях сельскохозяйственного назначения и их особенности в гидротехнических сооружениях. Классификация строительных материалов и изделий.

Физические свойства строительных материалов. Истинная, средняя и насыпная плотности. Пористость и пустотность. Влажность. Гигроскопичность. Водопоглощение. Влагоотдача. Водостойкость и коэффициент размягчения. Водопроницаемость и коэффициент фильтрации. Водонепроницаемость. Морозостойкость. Теплопроводность и теплоемкость. Температурные деформации. Огнеупорность и огнестойкость.

Механические свойства. Деформационные свойства. Упругость и пластичность. Хрупкость и вязкость. Прочность при сжатии, растяжении и изгибе. Оценка прочности. Ударная прочность, твердость. Истираемость и износ.

Химические свойства материалов. Понятие о коррозии. Старение материалов. Токсичность, адгезия, растворимость.

Влияние строительно-технических свойств на долговечность и надежность, экономическую эффективность использования строительных материалов.


^ 2.2. Природные каменные материалы и изделия


Разнообразие и богатство природных каменных материалов Республики Беларусь, других стран СНГ и экономические проблемы их разработки.

Классификация и краткая характеристика горных пород по условиям их образования. Магматические горные породы − изверженные, излившиеся. Осадочные горные породы − обломочные, химические осадки, органогенные. Метаморфические горные породы. Общая характеристика строения и свойств основных видов горных пород. Краткие сведения о способах разработки и обработки природных камней. Классификация и основные виды природных каменных материалов. Требования к материалам и виды каменных материалов, используемых в строительстве. Защита, хранение и транспортировка каменных материалов и изделий. Грунт как природный строительный материал − классификация, свойства и области применения в водохозяйственном строительстве.

Технико-экономическая эффективность использования местных каменных материалов.


^ 2.3.Искусственные обжиговые материалы и изделия


Керамические материалы и изделия. Классификация и основные требования к керамическим материалам и изделиям. Сырьевые материалы. Основные свойства глин как сырья для керамических изделий. Краткие сведения о технологии изготовления. Стеновые керамические изделия: кирпич и камни рядовые и лицевые. Керамические трубы − канализационные и дренажные. Керамические плитки для наружных и внутренних облицовок стен и полов. Керамические изделия специального назначения: черепица, дорожный кирпич.

Технико-экономическая целесообразность применения керамических материалов с улучшенными фильтрующими и механическими свойствами.

Стекло и плавленые изделия. Краткие сведения о сырьевых материалах, технологии получения и свойствах стекла. Листовое стекло, его разновидности − оконное, витринное, узорчатое, армированное, теплопоглощающее, светорассеивающее, закаленное, облицовочное стекло. Изделия из стекла: стеклоблоки, стеклопакеты, стеклопрофилит, стеклянные трубы.


^ 2.4. Неорганические (гидратационные) вяжущие вещества


Общие сведения о неорганических (гидратационных) вяжущих веществах. Краткие исторические сведения. Классификация неорганических вяжущих.

Воздушные вяжущие. Воздушная известь − сырье, основы производства, основные свойства и области применения. Гипсовые вяжущие, их разновидности, сырье, основы получения, свойства. Магнезиальные вяжущие вещества и жидкое стекло.

Гидравлические вяжущие вещества, их классификация. Понятие о гидравлической извести. Портландцемент. Сырье и способы производства. Химический и минералогический состав клинкера, краткие сведения о теории отвердения цемента. Свойства портландцементного порошка, теста и камня. Марка цемента. Способы ускорения и замедления твердения портландцемента. Коррозия цементного камня, причины и меры защиты от нее. Области применения портландцемента.

Цементы с активными минеральными добавками. Пуццолановые шлаковые и известково-шлаковые портландцементы, их свойства и области применения.

Разновидности портландцемента: гидрофобный, пластифицированный, сульфатостойкий, быстротвердеющий и цветные.

Специальные виды цементов: глиноземистый, тампонажный, расширяющий и напрягавший.

Выбор цемента для различных типов конструкций и сооружений в зависимости от эксплуатационных условий с учетом технико-экономи-ческой эффективности по экономии цемента.

Упаковка, транспортировка, правила приемки и хранения неорганических вяжущих веществ.


^ 2.5. Обычные бетоны и строительные растворы

на основе неорганических вяжущих


Определение и общая классификация бетонов. Материалы, входящие в состав бетона. Особенность бетона как строительного материала. Значение бетонов в строительстве.

Материалы для обычного (тяжелого) бетона. Цементы, песок, гравий, щебень, их свойства и предъявляемые к ним требования. Вода для затворения бетона. Добавки к бетонам, их классификация, назначение. Реологические и технологические свойства бетонной снеси: подвижность, жесткость, нерасслаиваемость, методы оценки этих свойств. Влияние основных факторов на удобоукладываемость.

Формирование структуры бетона, виды структур. Причины пористости бетона, виды пор. Влияние пористости на свойства бетона. Прочность бетона и ее законы. Марка и классы бетона. Методы определения прочности, морозостойкости, водонепроницаемости. Деформативные свойства бетона, усадка и набухание бетона.

Принципы расчетно-экспериментального метода определения состава бетона, экономное расходование цемента в нем. Особенности расчета состава бетона при ремонте и восстановлении гидротехнических сооружений на мелиоративных системах.

Способы приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонных смесей. Твердение бетона в различных условиях. Влияние температуры и влажности на твердение бетона: пропаривание и автоклавное твердение. Уход за бетоном. Производство бетонных работ в теплый сухой период года и в зимний период. Контроль качества бетона и бетонных работ, его разновидности.

Представление о строительных растворах как о мелкозернистых бетонах. Классификация растворов. Растворные смеси, их свойства (удобоукладываемость, водоудерживающая способность). Прочность растворов, деление на марки, морозостойкость. Применение поверхностно-активных добавок для пластифицирования и повышения стойкости строительных растворов. Принципы назначения состава растворов и основные мероприятия по экономии вяжущих веществ. Сухие растворные смеси. Виды растворов и области применения в строительстве.

^ 2.6. Гидротехнический и специальные бетоны


Гидротехнический бетон. Классификация гидротехнического бетона с учетом особенностей его работы в сооружениях. Требования к материалам для гидротехнического бетона, выбор вида и марки цемента. Долговечность гидротехнического бетона при попеременном увлажнении и высыхании, замораживании и оттаивании, при воздействии воды агрессивной среды и температурных перепадов. Марки и классы гидротехнического бетона по прочности, а также его марки по морозостойкости и водонепроницаемости. Требования к гидротехническому бетону в зависимости от его назначения и условий эксплуатации, по водонепроницаемости, морозостойкости и трещиностойкости. Методы определения прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и трещиностойкости. Гидротехнический бетон как материал для сооружений водохозяйственного назначения и противофильтрационных облицовок каналов. Добавки к гидротехническому бетону, повышающие его долговечность и строительно-технические свойства. Проектирование состава гидротехнического бетона с учетом требований по прочности, коррозийной стойкости, морозостойкости, водонепроницаемости и экономичности.

Мелкозернистый гидротехнический бетон, особенности его строительно-технических свойств, достоинства и недостатки. Торкрет- и пневмобетон, особенности их свойств. Области применения мелкозернистых гидротехнических бетонов в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. Литые гидротехнические бетоны, особенности их состава и свойств, область применения.

Особенности ухода за свежеуложенным гидротехническим бетоном. Мероприятия, повышающие долговечность гидротехнического бетона.

Пооперационный контроль качества гидротехнических бетонов и материалов для их приготовления. Неразрушающие и механические методы контроля качества гидротехнических бетонов.

Специальные бетоны. Дорожный бетон, особенности условий его работы, требования к нему и свойства. Улучшение свойств бетонов добавками полимеров (бетонополимер) и волокнами (фибробетон). Облегченные бетоны на природных и искусственных заполнителях. Легкие бетоны. Бетоны на пористых заполнителях. Виды пористых заполнителей и основные требования к ним. Свойства легких бетонов на пористых заполнителях. Ячеистые бетоны: газобетон и пенобетон, принципы их изготовления и свойства. Крупнопористый бетон. Технико-экономическая эффективность применения легких бетонов.

Использование промышленных отходов в производстве бетонов и их экономическая целесообразность.


^ 2.7. Бетонные и железобетонные изделия,

используемые в строительстве


Значение бетонных и железобетонных изделий и конструкций в современном строительстве. Понятие о железобетоне. Основы совместной работы в изделиях бетона и металла. Обычный и предварительно напряженный железобетон. Принципы производства сборных железобетонных конструкций. Понятие о технологических процессах изготовления изделий.

Бетонные и железобетонные изделия, используемые в строительстве, технические требования к ним и краткие сведения по технологии их изготовления. Сборные железобетонные изделия, конструкции, используемые в строительстве. Предварительно напряженные железобетонные изделия.

Основные пути совершенствования производства сборных железобетонных и бетонных изделий для сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства.


^ 2.8. Искусственные каменные необожженные материалы

и изделия на основе неорганических вяжущих веществ


Автоклавные материалы и изделия. Изделия автоклавного твердения на основе извести и кремнеземистого компонента. Понятие о физико-механических процессах, осуществляющихся при автоклавной обработке. Силикатный кирпич: сырье, принципы изготовления, марки, особенности применения.

Силикатные бетоны (тяжелые, на пористых заполнителях, ячеистые), конструкции из них для индустриального строительства. Развитие сырьевой базы для производства автоклавных изделий.

Асбестоцементные изделия. Сырьевые материалы для их изготовления, основы технологии производства и их воздействие на организм человека. Физико-механические свойства асбестоцемента как цементного композиционного материала, упроченного волокнами асбеста. Основные виды асбестоцементных изделий и главнейшие требования к ним. Асбестоцементные трубы: напорные и безнапорные, муфты, канализационные, их сортамент. Плоские и профилированные листы для кровель и каркасных стен. Фасонные асбестоцементные листы, полые утепленные плиты и стеновые панели. Применение асбестоцементных изделий в строительстве и работы, связанные с их использованием.

Изделия на основе гипсовых вяжущих. Сырье, основы технологии производства, основные свойства. Гипсовые облицовочные листы и плиты, блоки и панели. Фосфогипсовые блоки и изделия. Особенности и свойства, способы производства и применение в зданиях и сооружениях мелиоративного назначения.


^ 2.9. Коагуляционные (органические) вяжущие вещества

и материалы на их основе


Классификация органических (коагуляционных) вяжущих материалов. Нефтяные битумы, сырье и способы получения. Битумные вяжущие, их классификация и требования к ним. Дегтевые вяжущие, их получение. Свойства и марки битумных и дегтевых вяжущих, старение этих вяжущих и пути повышения их долговечности. Применение битумных и дегтевых вяжущих в мелиоративном строительстве.

Асфальтовые растворы и бетоны, их свойства и требования к ним, назначение составов. Холодные асфальтобетоны. Асфальтобетонные противофильтрационные покрытия и конструкции мелиоративного назначения. Гидротехнические асфальтобетоны.

Материалы и изделия на основе битума и дегтя. Кровельный картон и его марки. Рубероид, пергамин, толь. Значение покровного слоя, наполнителей и посыпки поверхностей. Виды гидроизоляционных материалов: битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые. Битумная стеклоткань, гидроизол, бризол, рулонный изол, фольгоизол. Важнейшие свойства и области применения их в строительстве. Герметизирующие материалы на основе битума, их разновидности и области применения.


^ 2.10. Древесные строительные материалы и изделия


Понятие о комплексном использовании древесины и отходов деревообработки. Положительные и отрицательные свойства древесины. Породы древесины. Понятие микро- и макроструктуры древесины. Строительно-технические свойства древесины и их зависимость от ее строения, породы и влажности. Важнейшие пороки древесины и их влияние на ее качество. Причины гниения древесины. Конструктивные и химические способы повышения долговечности древесины. Обработка древесины различными составами и растворами. Сушка и обработка древесины. Основные технологические операции при изготовлении древесных деталей и изделий. Сортамент лесных материалов, древесных полуфабрикатов, деталей, изделий и конструкций. Их номенклатура и области применения в строительстве.


^ 2.11. Материалы и изделия из полимеров и пластмасс


Понятие о полимерах и пластмассах. Основные компоненты. Связывающие вещества, наполнители и добавки. Пластмассы как композиционный материал. Достоинства и недостатки. Основные строительно-технические свойства. Принципы изготовления изделий из полимеров и пластмасс.

Важнейшие виды полимерных материалов и изделий: конструкционные, отделочные, материалы для полов, материалы для стен. Кровельные материалы, гидроизоляционные материалы, клеи герметизирующие. Погонажные изделия, санитарно-технические изделия, трубы. Их разновидности и применение в строительстве. Полимерные материалы и изделия, перспективы развития их производства и применения в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. Полимербетоны. Состав, свойства в применение в строительстве.


^ 2.12. Теплоизоляционные и акустические материалы

и изделия


Общий характер строения теплоизоляционных материалов и основные требования к ним. Классификация теплоизоляционных материалов. Технико-экономическое значение теплоизоляционных материалов в строительстве.

Органические теплоизоляционные материалы. Древесно-стружеч-ные и древесно-волокнистые плиты, арболит, торфяные плиты. Пластмассы. Их разновидности, свойства и области применения в строительстве.

Неорганические теплоизоляционные материалы. Минеральная вата, пеностекло, ячеистые бетоны, асбестовые изделия. Их разновидности, свойства и области применения в строительство. Индустриальные теплоизоляционные конструкции.

Акустические материалы. Характеристика шумов. Оценка акустических свойств. Разновидности акустических материалов с краткой характеристикой их специальных свойств.


^ 2.13. Отделочные материалы


Классификация отделочных материалов. Компоненты красочных составов. Роль связующих материалов и пигментов в лакокрасочных составах, их виды. Красочные составы на основе полимеров. Полимерные краски, эмульсии (латексные краски). Полимерцементные краски. Их состав, свойства и области применения. Лаки и эмалевые краски. Лакокрасочные защитные покрытия. Обмазки и замазки. Их состав, свойства и области применения. Олифы и масляные краски. Их состав, свойства и области применения. Неорганические (минеральные) красочные составы. Цементные и известковые краски. Силикатные и клеевые краски. Их состав, свойства и применение. Рулонные и плитные отделочные материалы.


^ 2.14. Металлические материалы и изделия из них


Общие сведения о металлах, их видах и строительно-технических свойствах. Черные металлы - чугун и сталь. Их классификация, маркировка. Сортамент изделий из чугуна и стали, применение в строительстве. Коррозия стали и методы борьбы с ней. Цветные металлы и сплавы. Краткие сведения о сырье и производстве. Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы. Титан, магний и их сплавы. Цинк и свинец. Классификация, маркировка, свойства, сортамент и применение.


^ 3. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 1


После изучения раздела 2.5 и 2.6 «Тяжелый бетон» и «Гидротехнический бетон» студенты выполняют первое контрольное задание, целью которого является проектирование и подбор состава бетона расчетно-экспериментальным методом. Варианты исходных данных для выполнения контрольного задания 1 приведены в табл. 3.1.


^ 3.1. Общие принципы проектирования состава бетона


В задачу проектирования состава бетона гидротехнического плотного на цементном вяжущем [СТБ 1307−2002, с. 9, Б 9] входит выбор цементов, заполнителей, воды и добавок; установление их оптимальных соотношений при минимальном расходе цемента; обеспечение необходимых технологических свойств бетонной смеси; получение бетона с заданными проектными физико-механическими свойствами по прочностным показателям, водонепроницаемости, морозостойкости, коэффициенту фильтрации, коррозионной стойкости, трещиностойкости и т.д.

При проектировании состава бетонной смеси должны учитываться все возможные факторы, влияющие на конечное качество бетона с целью обеспечения надежности и долговечности бетонной или железобетонной конструкции.

Прежде чем приступить к проектированию состава бетонной смеси, необходимо знать:

а) климатические условия месторасположения гидротехнического сооружения, назначение бетонной или железобетонной конструкции и ее размеры, место ее расположения в сооружении и по отношению к воде;

б) в какой водной или грунтовой среде будет работать бетон и возможные виды его коррозии;

в) класс бетона, а при необходимости, требуемую долю марочной прочности к определенному сроку;

г) проектную марку бетона по водонепроницаемости, морозостойкости;

д) удобоукладываемость (подвижность) бетонной смеси.

Условное обозначение бетонной смеси состоит [СТБ 1035−96, с. 3] из сокращенного обозначения бетонной смеси с указанием степени готовности, вида бетона, марки бетонной смеси по удобоукладываемости, а также класса бетона по прочности, марки по морозостойкости, водонепроницаемости, гарантированное достижение которых обеспечивает данная бетонная смесь, средней плотности (для легкого бетона).

Пример условного обозначения готовой к употреблению бетонной смеси тяжелого бетона класса по прочности на сжатие ^ В 25, марки по удобоукладываемости П 1, морозостойкости F 200 и водонепроницаемости W 4: БСГГ П1 В25 F200 СТБ 1035−96.

То же для сухой бетонной смеси тяжелого бетона: БССТ П1 В25 F200 W4 СТБ 1035−96.

Долговечный высококачественный бетон может быть получен при наилучшей структуре бетонной смеси, которая образуется только при использовании доброкачественного цемента, минимального требуемого количества воды, оптимального гранулометрического состава качественных заполнителей, ввода соответствующих добавок.

Наиболее простым способом проектирования состава бетонной смеси является метод абсолютных объемов, где приготовленная, уложенная и уплотненная бетонная смесь не должна иметь в своем составе пустот и пор. Учитывая, что после расчета обязательно выполняют экспериментальные лабораторные замесы с последующей корректировкой составов, этот способ называют расчетно-экспериментальным. При этом различают номинальный (лабораторный) состав бетона, рассчитанный для сухих материалов, и производственно-полевой – для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом. Для этого вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, а затем уточняют его по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов-кубов.


^ 3.2. Расчет ориентировочного состава бетона


Для определения ориентировочного состава бетонной смеси необходимо иметь следующие исходные данные:

по бетону – назначение бетона, проектные классы бетона ^ В, выбранные по пределу прочности при сжатии Rб в определенные сроки, а в некоторых случаях при растяжении Rt; водонепроницаемости W и морозостойкость F;

по бетонной смеси – показатели удобоукладываемости (осадка конуса ОК или жесткость Ж);

по компонентам – активность Rц и вид цемента, истинную и среднюю насыпную плотности цемента (ρц, ρн.ц), песка (ρп, ρн.п) и крупного заполнителя (ρн, ρн.кр); пустотность крупного заполнителя Пкр; наибольшую его крупность Dнаиб; влажность песка ωп и крупного заполнителя ωкр; водопоглощение крупного заполнителя Вкр.

Проектирование состава бетонной смеси выполняют в следующей последовательности.

1. Для заданного класса бетона В назначают рациональную марку цемента по табл. 3.2 и его вид в зависимости от зоны расположения бетона по табл. 3.3.


Т а б л и ц а 3.2. Соотношение между классом бетона и маркой цемента


Класс бетона

10

15...20

25...30

35...40

45 и выше

Марка цемента

30

30...40

40...50

50...60

60 и выше


Предельные расходы цемента (табл. 3.3) для гидротехнического бетона рекомендуется принимать в соответствии с маркой по водонепроницаемости (W), морозостойкости (F) и удобоукладываемости смеси.


Т а б л и ц а 3.3. Вид цемента в зависимости от зоны расположения бетона


Зона расположения бетона

Виды цемента

рекомендуемые

допустимые

1. Подводная


2. Внутренняя зона массивного бетона


3. Зона переменного уровня воды


4. Надводная

Пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, портландцементы с тонкомолотыми добавками или с добавками золы-уноса, портландцемент с умеренной экзотермией, пластифицированный или сульфатостойкий портландцемент


Шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, портландцементы с тонкомолотыми минеральными добавками или добавками золы-уноса


Портландцемент с умеренной экзотермией, сульфатостойкий, пластифицированный и гидрофобный портландцементы


Пластифицированный и гидрофобный портландцемент

Другие виды цементов


Сульфатостойкий портландцемент, пластифицированный портландцемент, портландцемент с умеренной экзотермией


Другие виды портландцемента и гли-ноземистый цемент


Сульфатостойкий портландцемент


2. Необходимо определить среднюю прочность бетона Rб. Между классом бетонов и его средней прочностью Rб при коэффициенте вариации прочности бетона п = 0,135 и коэффициенте обеспеченности f=0,95 существует следующая зависимость:

,

где Rб – средняя прочность бетона, МПа;

^ В – класс бетона по прочности.

Из условия заданного класса бетона (прочности) на осевое сжатие определяют требуемое водоцементное отношение (В/Ц). Марка бетона принимается в возрасте 28 суток при нормально-влажностном твердении.

Требуемое из условия обеспечения средней прочности бетона, активности цемента и качества материалов водоцементное отношение определяется по формулам:

для обычного бетона с В/Ц ≥ 0,4 −

В/Ц = АRц / (Rб + 0,5 А Rц); (3.1)

для высокопрочного бетона с В/Ц < 0,4 −

В/Ц = А1Rц / (Rб - 0,5 А1Rц), (3.2)

где А и А1 – коэффициенты, учитывающие качество используемых материалов; принимаются по данным табл. 3.4;

Rц – активность цемента, МПа;

Rб – средняя прочность бетона, МПа.


Т а б л и ц а 3.4. Коэффициенты, характеризующие качество заполнителей


Характеристика заполнителей

А

А1

1. Высококачественные (чистые фракционированные заполнители из плотных и прочных горных пород)

2. Рядовые (заполнители среднего качества, в том числе гравий)

3. Пониженного качества (крупный заполнитель низкой прочности, например, щебень из карбонатных пород, мелкий песок)


0,65

0,6


0,55


0,43

0,4


0,37


Предельная величина В/Ц для сборных гидротехнических конструкций должна приниматься не выше значений, приведенных в табл. 3.5 и 3.6 с учетом того, что увеличение водоцементного отношения снижает водонепроницаемость в 8, а морозостойкость – в 2...3 раза. Если полученное требуемое водоцементное отношение окажется больше предельно допустимого, дальнейший расчет ведется из условия

[В/Ц]тр = min [В/Ц]. (3.3)


Т а б л и ц а 3.5. Выбор водоцементного отношения в зависимости от условий работы конструкции и агрессивности среды


Условия работы конструкции

Наибольшее водоцементное отношение при степени агрессивности среды

Слабая

Средняя

Сильная

Конструкции, работающие в зоне переменного горизонта воды

Подводные конструкции

Надводные конструкции


0,45

0,50

0,55


0,43

0,45

0,50


0,40

0,40

0,45

Т а б л и ц а 3.6. ^ Максимальные значения водоцементного отношения


Место расположения бетона в конструкции и климатические условия

Наибольшее водоцементное отношение в конструкциях

немассивных

массивных в зоне

наружной

внутренней

Зона переменного горизонта воды в климатических условиях:

умеренных

суровых

особо суровых

Подводная зона

Надводная зона



0,50

0,45

0,42

0,55

0,60



0,53

0,47

0,45

0,57

0,62



0,75

0,75

0,75

0,75

0,75


Предельные размеры зерен крупного заполнителя в зависимости от вида конструкций приведены в табл. 3.7.


Т а б л и ц а 3.7. Предельные размеры зерен крупного заполнителя


Вид конструкций и способы укладки

бетонной смеси

Допускается наибольшая крупность

заполнителя

Тонкостенные конструкции (лотковые каналы, напорные трубы)

Обычные конструкции (безнапорный сброс, акведуки, облицовки каналов, арочные плотины, дюкера)

Массивные конструкции (гравитационные плотины, отстойники)

Плиты покрытий, перекрытий

Балки, колонны, рамы


Укладка бетонной смеси в скользящую опалубку

Подача бетонной смеси по хоботам и бетононасосам


Не более 20 мм


Не более 40 мм


До 70...80 мм

Не более 1/3 толщины плиты

Не более 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры

Не более 1/6 наименьшего размера поперечного сечения конструкций


Не более 1/3 диаметра хобота


3. Водопотребность (В) определяется расходом воды на 1 м3 бетонной смеси из условия обеспечения нужной удобоукладываемости (подвижность, жесткость) с учетом вида крупного заполнителя и наибольшей крупности зерен (табл. 3.8).

Указанные в табл. 3.8 расходы воды приведены для смеси на портландцементе с нормальной густотой цементного теста (НГЦТ) 26...28 % и на песке с модулем крупности Мкр = 2; при изменении НГЦТ на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3...5, в большую сторону – увеличивается на 3...5 кг; при изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3...5, в большую сторону – уменьшается на 3...5 кг.

Т а б л и ц а 3.8. Расход воды на 1 м3 бетонной смеси, л


Характеристика бетонной смеси

Расходы воды при наибольшей крупности заполнителя, мм

ОК, см

Ж, с

Гравий

Щебень

10

20

40

70

10

20

40

70

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-

-

-

-

2...4

5...7

8...10

10...12

12...16

16...20

40...50

25...35

15...20

10...15

-

-

-

-

-

-

150

160

165

175

190

200

205

215

220

227

135

145

150

160

175

185

190

205

210

218

125

130

135

145

160

170

175

190

197

203

120

125

130

140

155

165

170

180

185

192

160

170

175

185

200

210

215

225

230

237

150

160

165

175

190

200

205

215

220

228

135

145

150

160

175

185

190

200

207

218

130

140

145

155

170

180

185

190

195

202


4. Определив требуемое водоцементное отношение и необходимый расход воды, устанавливается расход цемента (^ Ц) на 1 м3 бетонной смеси:

Ц = В / [В/Ц]тр, кг, (3.4)

где В – расход воды, кг/м3;

[В/Ц]тр – требуемое водоцементное отношение.

Полученный расход цемента должен быть не менее минимального, допустимого из условия нерасслаиваемости бетонной смеси и марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости (табл. 3.9).


Т а б л и ц а 3.9. Предельный расход цемента на 1 м3 бетона при строительстве гидротехнических сооружений, кг


Удобоукладываемость бетонной смеси

Марка бетона

F 50

F 100

И 150

F 200 и

более

W-2

W-4

W-6 и

более

Осадка конуса, см:

4...6


2


Жесткость, с:

20...40


50...80


325


300


280


280


375


350


325


300


450


425


400


375





























П р и м е ч а н и е. В числителе приведен расход цемента для портландцемента, в знаменателе – пуццоланового портла