Материаловедение (стр. 4 )

Таблица 3.2 - Расход воды (л) на 1 м3 бетонной смеси.

Удобоукладываемость бетонной смеси	Вид заполнителя
гравий	щебень
осадка конуса, см	жесткость, сек.	при наибольшей крупности
10	20	40	70	10	20	40	70
-	31	150	135	125	120	160	150	135	130
-	30 -21	160	145	130	125	170	160	145	140
-	20 - 11	165	150	135	130	175	165	150	145
-	10- 5	175	160	145	140	185	175	160	155
1-4	-	190	175	160	155	200	190	175	170
5 -9	-	200	185	170	165	210	200	185	180
10- 15	-	215	205	190	180	225	215	200	190
16-20	-	225	220	205	195	235	230	215	205

Примечания:

1 Расход воды приведен для бетонной смеси на портландцементе и песке с Мкр=2.

2 При расходе цемента свыше 400 кг расход воды увеличивается на 10 л на каждые 100 кг цемента.

3 При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3...5 л, в большую сторону уменьшается на то же значение.

4 В случае применения пуццоланового цемента расход воды увеличивается на 10 л.

3.2.3 Определение расхода цемента.

Зная Ц/В и расход воды В, рассчитывают количество цемента Ц на 1 м3 бетонной смеси:

Ц = (Ц/В)∙В, кг  (3.4)

Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется ниже допустимого, то необходимо довести его до нормы или ввести тонкомолотую добавку (СНиП 5.01.23-83, с. 13-16).

3.2.4 Определение расхода щебня (гравия) по формуле:

Щ(Г)=1000/[(Пу щ(г)∙б/сн щ(г))+(1+сщ(г))]  (3.5)

где  Пу щ(г) – пустотность щебня (гравия) в стандартном рыхлом состоянии, в формулу подставляется относительная величина.

б – коэффициент раздвижки зерен щебня (или избытка раствора);для жестких смесей б=1,05…1,2;  для подвижных смесей б=1,2…1,4;

сн щ(г) - насыпная плотность щебня (гравия), кг/л;

сщ(г) - истинная плотность щебня (гравия), кг/л.

3.2.5 Определение расхода песка как разности между 1000 л бетонной смеси и суммой абсолютных объемов крупного заполнителя, цемента и воды по формуле:

  П=[1000-(Ц/сц+В/св+Щ(Г)/сщ(г))]∙сп  (3.6)

где  Ц, В, П, Щ(Г) - содержание цемента, воды, песка, щебня (гравия), кг;

  сц, св, сщ(г), сп - истинные плотности цемента, воды, щебня (гравия), песка, кг/л (кг/дм3).

3.3 Производственный ("полевой") состав

В производственных условиях обычно применяют песок и щебень (гравий) естественной влажности, поэтому определяют производственный состав с учетом влажности песка и щебня (гравия):

  Цпр=Ц  (3.7)

  Ппр=П+П∙(Wп/100)  (3.8)

  Щпр=Щ+Щ∙(Wщ/100)  (3.9)

  Впр=В-[(П∙Wп/100)+(Щ∙Wщ/100)]  (3.10)

где  Wп, Wщ – влажность песка и щебня, % по массе;

Ппр, Щпр, Впр - расходы песка, щебня, воды с учетом естественной влажности (производственный, полевой состав), кг;

Ц, П, Щ, В - расходы цемента, песка, щебня, воды в составе, определенном расчетом, кг.

3.4 Коэффициент выхода бетона

Для определения потребности материалов на замес бетоносмесителя определенной емкости пользуются понятием "коэффициента выхода бетона". Он равен отношению объема полученной смеси в уплотненном состоянии к сумме насыпных объемов сухих исходных материалов:

в=Vб/(Vнц+Vнп+Vнщ(г))  (3.11)

где  Vб - объем бетонной смеси в уплотненном состоянии, л;

Vнц, Vнп, Vнщ(г) – насыпные объемы соответственно цемента, песка, щебня (гравия), л.

Коэффициент выхода бетона в всегда меньше единицы, так как при перемешивании бетонной смеси мелкие зерна компонентов ее располагают между более крупными, а пустоты в песке заполняются цементным тестом, поэтому объем бетонной смеси Vб будет всегда меньше, чем сумма насыпных объемов, составляющих ее материалов.

3.5 Расход составляющих на замес бетоносмесителя

Определение количества материалов на замес бетоносмесителя определенной емкости:

Цз=(Цпр∙Vбс∙в)/1000  (3.12)

Пз=(Ппр∙Vбс∙в)/1000  (3.13)

Вз=(Впр∙Vбс∙в)/1000  (3.14)

Щз=(Щпр∙Vбс∙в)/1000  (3.15)

где  Цз, Пз, Вз, Щз - соответственно количество цемента, песка, воды, щебня (гравия), требуемое на замес бетоносмесителя, кг;

Цпр, Ппр, Впр, Щпр - расходы соответственно цемента, песка, щебня (гравия) на 1 м3 бетонной смеси (с учетом естественной влажности заполнителей), кг;

в - коэффициент выхода бетона.

4 Примеры решения задач

4.1 Типовые задачи по теме "Основные свойства строительных материалов, лакокрасочные материалы, керамические материалы, древесина"

4.1.1 Задача

Масса сухого известняка составляет 280 г, содержание воды в образце 4,98 г. Средняя и истинная плотность соответственно 800 кг/м3 и 1,6 г/см3. Определить пористость, водопоглощение по массе и объему.

Решение:

Определяем пористость известняка

  По=(1-со /с) . 100%

  По=(1-800/1600) .100% = 50%

Определяем водопоглощение по массе

  Вm = mвл – mс/mс.100%

  Вm = 4,98/280 .100% = 1,78%

Определяем объем известняка

  со= m/ V отсюда V = m /с  V = 280 /0,8 = 350 см3

Определяем водопоглощение по объему

  Вm = mвл – mс/V.100%

  Вm = 4,98/350 .100% = 1,42%

4.1.2 Задача

Определить маслоемкость мумии, если известно, что на 5 г пигмента израсходовано 1,2 см3 льняного масла плотностью 936 кг/м3

Решение:

Определяем маслоемкость в г

  М=V с/m. 100%

  М=1,2 . 0,936/5 . 100% =22,4 г

Маслоемкость мумии 22,4 г связующего на 100 г пигмента.

4.1.3 Задача

Образец древесины размером 10х10х8 см имеет влажность 20%. После высушивания до влажности 0% размеры его стали следующими: 9,5х9,5х7,8 см. определить объемную усушку и коэффициент объемной усушки.

Решение:

Определяем первоначальный объем образца

  V1=10 10 8 = 800 см3

Определяем первоначальный объем образца

  V2=9,5 9,5 7,8 = 703 см3

Определяем объемную усушку

  Уоб=V1 – V2 /V2 100%

  Уоб=800-703/703 100% = 12%

Определяем коэффициент объемной усушки

  К = Уоб/W

  К= 12/20=0,6

4.1.4 Задача

Определить, какое количество глины по массе и объему необходимо для получения 10200 шт. кирпичей плотностью 1800 кг/м3. Плотность глины 1700 кг/м3, влажность ее 15%, а потери при прокаливании (п. п.п.) глины составляют 10% от веса сухой глины.

Решение:

Определяем общий объем кирпичей

  Vк= 10200 2,5 1,2 0,65=19,89 м3

Определяем общий вес кирпичей

  Mк = 19,89 1800 = 35802 кг

Определяем массу глины с учетом влажности и п. п.п.   Мг = 35802 1,15 1,1=45290 кг Определяем объем глины

  Vг= 45290/1700=26,6 м3

4.2 Типовые задачи по теме "Воздушные вяжущие вещества"

4.2.1 Задача

Сколько комовой извести и какой активности можно получить при обжиге 10 т известняка, имеющего влажность 5% и содержащего 8% примесей.

Решение:

1. Количество известняка после испарения 5% воды в процессе обжига

10000кг х 0,95 = 9500 кг

2. Содержание примесей в известняке

9500 х 0,08 = 760 кг

3. Количество чистого известняка

9500 - 760 = 8740кг

4. При обжиге (1 = 1000-1200 °С) идет реакция диссоциации (разложения) известняка по реакции

СаСО3 - СаО + СО2

Молекулярные массы веществ

100 = 56 + 44

8740 = х

5. Выход активной извести ХСаО = (8740 х 56) / 100 = 4894,4кг

6. Выход комовой извести-кипелки с учетом примесей

4894,4 +760 = 5654,4 кг

7. Активность извести (содержание активной СаО)

(4894,4/5654,4 )х100% = 86,5%

4.2.2 Задача

Сколько извести-пушонки можно получить из 8 т извести негашеной комовой, имеющей активность 90%

Решение:

Гашение извести идет по реакции        СаО + Н2О = Са(ОН)2

Молекулярные массы веществ        56 + 18 = 74

В реакции гашения участвует только активная СаО

1. Количество активной негашеной извести-кипелки

8000 х 0,9 = 7200 кг

2. Выход извести-пушонки

7200 х 74 / 56 = 9514 кг

3. Учитывая, что при активности 90% примеси составляют 10%, из 8000 кг негашеной извести-кипелки получим извести-пушонки

9514 + 800 = 10314 кг

4.2.3 Задача

Сколько содержится в 1 м3 известкового теста гидроксида кальция Са(ОН)2 и воды, если средняя плотность известкового теста равна 1400 кг/м3 ?

Истинная плотность гидроксида кальция 2050 кг/м3.

Решение:

Тесто состоит из абсолютного объема гидроксида кальция и абсолютного объема воды

V Сa(OH)2+VH2O=1м3=1000 л

Содержание гидратной извести в кг обозначим через X, тогда содержание воды в 1 м3 известкового теста  В = 1400 - Х

Сумма абсолютных объемов извести и воды

Х / 2,05 + (1400-Х)/1 = 1000

откуда  Х = 781 кг или 781 х 100 /1400 = 55%

содержание воды

В =1400-781 =619 л, или 100% - 55% = 45%

4.2.4 Задача

Определить среднюю плотность известкового теста, если оно содержит 50% воды. Истинная плотность извести-пушонки составляет 2,05 г/л.