Расчет состава бетона

Введение

 

При анализе состояния  строительной индустрии в мире и  прогнозировании путей развития отечественной стройиндустрии мы исходим  из практической невозможности придумать что-то принципиально новое. Опыт последних десятилетий показывает, что почти всё новое — это либо «хорошо забытое старое», либо перенесённые на российскую почву достижения западных фирм — лидеров рынка.

В основе современного интенсивного производства сборного железобетона и  ускоренного возведения монолитных железобетонных конструкций лежит технология бетона. Именно эта технология, используемая в России применительно к самотвердеющей системе «цемент – вода», является экономически обоснованной и успешно решающей задачи достижения требуемого качества изделий при высокой производительности. Однако этот эффективный процесс и в целом производство бетона и железобетона ещё весьма высокоэнергоемкие, и действенным стимулом и направлением их развития является  процесс энерго- и ресурсосбережения.

Пути  повышения энергоэффективности  существующих централизованных энергосистем достаточно затратны и малоэффективны. Децентрализация этих систем – наиболее результативный путь повышения заводской энергоэффективности. при общей пользе этого направления из системы централизованного энергоснабжения прежде всего следует вывести технологическое энергопотребление, составляющее 40-60% в энергобалансе предприятия.

В целях сокращения сроков распалубки железобетонных (ж/б) конструкций  и сдачи их под нагрузку строители  всегда стремились ускорить твердение  бетона. Этот вопрос приобрел особую актуальность при изготовлении бетонных и ж/б изделий в заводских условиях, т. к. предприятия заинтересованы в максимальном использовании производственных площадей и в сокращении сроков изготовления изделий.

В настоящее время  наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, позволяющим получать в короткий срок изделия с отпускной прочностью, при которой их можно транспортировать на строительную площадку и монтировать в зданиях и сооружениях, является тепловая обработка. В заводских условиях она осуществляется путем пропаривания изделий в камерах и автоклавах, обогрева в формующих агрегатах или на стендах, а при приготовлении монолитных конструкций - путем электропрогрева, пропаривания и прогрева теплым воздухом.

При пропаривании сформованные изделия выдерживаются в камере в среде насыщенного пара или паровоздушной смеси до достижения бетоном заданной прочности. В пропарочной камере создаются не только благоприятная температура для ускоренного твердения (в пределах 60 - 100°С), но и оптимальная влажность среды, способствующая сохранению влаги в бетоне для его дальнейшего твердения и после окончания пропаривания. Это дает основание считать пропаривание эффективной тепловлажностной обработки (ТВО) бетона.

Эффективность пропаривания, как и других видов тепловой обработки, определяется выбором рационального режима обработки в полном соответствии с принятым составом бетона, характеристикой составляющих материалов, особенностью цемента, размерами и конфигурацией изделия, начальной прочностью 6стона к моменту обработки и др. [1, 10, 11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Конструктивная и технологическая характеристика изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрические  размеры НСП (наружная стеновая панель):

 

L = 2990 мм

В = 2860 мм

Н = 350 мм

Условное обозначение НСП 3KH5

 

Общие сведения

 

Наружные стеновые панели – это часть наружной ограждающей  конструкции здания, ограждающая его от внешних факторов, и одновременно несущая нагрузку от частей здания расположенных выше.

Они делятся по типам: НСП – наружные стеновые панели; однослойные наружные стеновые панели, двухслойные наружные стеновые панели, трёхслойные наружные стеновые панели.

Железобетонные изделия  приняты из бетона классов В15 и  В25. Для однослойных панелей разрешается принимать легкий бетон: марки по прочности на сжатие М35 - для ненесущих панелей, а также для несущих панелей зданий высотой не более двух этажей; более высоких классов или марок по прочности на сжатие - при технико-экономическом обосновании. Для сплошных трехслойных панелей с внутренним слоем толщиной не менее 150 мм допускается принимать легкий бетон плотной структуры с V_п <= 6% и V_в <= 6% класса по прочности на сжатие не ниже В3,5 или марки по прочности на сжатие не ниже М50. Легкий бетон плотной структуры с объемом межзерновых пустот в уплотненной смеси более 3%, но не более 6% (3% <= V_п <= 6%) допускается принимать для панелей, расположенных на участках стены, защищенных от воздействия атмосферных осадков, а на других участках - в зависимости от вида и параметров наружного защитно-декоративного слоя и характера климатических воздействий на панели.

 

 

 

1.Техническая  характеристика изделия

Для основных слоев панелей  цокольного этажа и технического подполья следует принимать:

-для однослойных панелей и теплоизоляционного слоя двухслойных панелей - легкий бетон плотной структуры при объемах межзерновых пустот и вовлеченного воздуха не более 3%;

-для трехслойных сплошных панелей и несущего слоя двухслойных сплошных панелей - тяжелый или легкий бетон при объеме межзерновых пустот не более 3%.

Марку по прочности на сжатие раствора внутреннего отделочного слоя панелей следует принимать не выше марки бетона, на который наносится этот слой, и не ниже М25. Допускается при технико-экономическом обосновании принимать марку раствора выше марки бетона по прочности на сжатие, но не выше М100.

Для теплоизоляционного слоя трехслойных  панелей следует принимать теплоизоляционные изделия в виде плит или блоков, а также слои из теплоизоляционного бетона и других теплоизоляционных материалов, которые применяются в виде заливочных составов, твердеющих или приобретающих необходимую прочность в процессе изготовления панелей Для теплоизоляционного слоя трехслойных панелей следует принимать жесткие плиты из полистирольного пенопласта вида ПСБ или ПСБ-С, из пенопласта на основе резольных фенолоформальдегидных смол, фибролитовые на портландцементе, а также плиты минераловатные на синтетическом связующем или из стеклянного штапельного волокна.

  Для армирования панелей следует принимать арматурную сталь следующих видов и классов: в качестве рабочей арматуры - стержневую арматуру классов А-III и А-IV по ГОСТ 5781, Ат-IIIC, Ат-IV и Ат-IVC по ГОСТ 10884, арматурную проволоку классов Вр-I по ГОСТ 6727 и Врп-I по ТУ 14-4-1322-85, а также стержневую арматуру классов А-I и А-II по ГОСТ 5781 в случаях, когда использование арматуры вышеуказанных классов нецелесообразно или не допускается нормами проектирования; в качестве конструктивной арматуры - арматуру классов А-I и Вр-I.

Панели должны иметь  заводскую готовность, соответствующую требованиям настоящего стандарта и дополнительным требованиям проектной документации на конкретные здания, устанавливаемым с учетом условий транспортирования и хранения панелей, технологии погрузочно-разгрузочных работ и монтажа зданий.

Составные панели следует  поставлять в собранном виде.

В случаях, предусмотренных  проектной документацией на конкретные здания, панели следует поставлять с нанесенными водонепроницаемыми и другими грунтовками, гидроизоляционными и пароизоляционными покрытиями, установленными окнами, дверями, подоконными плитами (досками) и сливами, с выполненной герметизацией и теплоизоляцией в стыках между оконными и дверными блоками и гранями проемов, накладными изделиями и другими конструктивными элементами.

Поставка панелей без окон, дверей, подоконных плит (досок) и сливов в том случае, если их установка предусмотрена проектной документацией, допускается только по соглашению изготовителя с потребителем и проектной организацией - автором проекта.

Значение нормируемой  отпускной прочности бетона и раствора следует принимать по проектной документации на конкретное здание в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.0.

Поставку панелей с  отпускной прочностью бетона и раствора ниже прочности, соответствующей их классу или марке по прочности на сжатие, допускается проводить при условии, если изготовитель гарантирует достижение бетоном или раствором панелей требуемой прочности в проектном возрасте, определяемой по результатам испытания контрольных образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и хранившихся в условиях согласно ГОСТ 18105.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор материалов для бетона и получение необходимых данных, характеризующих их свойства

 

Цемент

 

Существую следующие  виды цемента:

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл. 1.

 

таблица 1

Обозначение вида цемента	Активные минеральные  добавки, % по массе
	всего	в том числе
		Доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки	осадочного  происхождения, кроме глиежа	прочие активные, включая глиеж
ПЦ-Д0	Не допускаются
ПЦ-Д5	До 5 включ.	До 5 включ	До 5 включ.	До 5 включ.
ПЦ-Д20, ПЦ-Д20-Б	Св.5 до 20 ”	”  20  ”	”  10  ”	”  20  ”
ШПЦ, ШПЦ-Б	”  20  ” 80 ”	Св.20 до 80 ”	”  10  ”	”  10  ”

 

Применяемый на производстве цемент ПЦ400 Д5 должен соответствовать требованиям ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент»:

1. Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде, а при содержании MgО в клинкере более 5 % - в автоклаве.

2. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

3. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

4. Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно активных добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

5. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20 % отгруженных партий. [3]

 

 

 

 

 

 

Крупный заполнитель

 

Для наружных стеновых панелей применяют керамзитовый гравий, фракции 5-20 мм. Удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9759-76 «Лёгкий заполнитель из керамзитового гравия. Технические условия»:

1. Полные остатки на контрольных ситах при рассеве гравия фракций от 5 до 10 мм, св. 10 до 20 мм, св. 20 до 40 мм, св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 до 20 мм и от 5 до 15 мм должны соответствовать указанным в таблице 2, где d и D - наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен.

 

Таблица 2

Диаметр отверстий  контрольных сит, мм	d	0,5(d+D)	D	1,25D
Полные остатки на ситах, % по массе	От 90 до 100	От 30 до 80	До 10	До 0,5
Примечание - Для гравия фракций от 5 (3) до 10 мм применяют соответственно сита 2,5 и 1,25 мм, полные остатки на которых должны быть от 95 до 100% по массе.

 

2.Прочность керамзитового гравия:

таблица 3

 

Марка по нас. плотности	Высшая категория качества:		Первая категория качества:
	Марка по прочности	Предел прочности при сдавливании в цилиндре	Марка по прочности	Предел прочности при сдавливании в цилиндре
250 300 350 400 450 500 550 600 700 800	П35 П50 П75 П75 П100 П125 П150 П150 П200 П250	0,8 1 1,5 1,8 2,1 2,5 3,3 3,5 4,5 5,5	П25 П35 П50 П50 П75 П75 П100 П125 П150 П200	0,6 0,8 1 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,3 4,5