ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ - Характеристика технологии легких бетонов
Рациональный выбор исходных материалов является важным фактором обеспечения требуемых технических, технологических и экономических характеристик бетона.
Для расчета состава шлакобетона выбраны следующие характеристики материалов:
1. Цемент: ПЦ М400 Д20 , си = 2950 кг/м3. Цемент отличается повышенной прочностью на изгиб, высокой деформативной способностью, плотностью и морозостойкостью, малой усадкой, большой прочностью на удар, малой истираемостью.
Нормальная густота цементного теста - консистенция раствора вяжущего, при которой получается тесто заданной подвижности. НГЦТ - 26, 05 %, расплыв конуса 110 мм, активность при пропаривании 28 МПа, прочность на сжатие в возрасте 28 суток 46 МПа, прочность при изгибе в возрасте 28 суток 5,5 МПа.
Таблица 2 - Химический состав цемента
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
Щелочи в пересчете на Na2O | |
% |
5,25 - 6,03 |
3,9 - 4,5 |
60,5 - 63,23 |
1,6 - 2,6 |
1,4 - 2,2 |
0,2 - 0,3 |
Таблица 3- Минералогический состав клинкера
C3S |
C2S |
C3A |
C4AF | |
% |
62,3 |
13,6 |
7,3 |
10,0 |
2. Заполнители: золошлаковые смеси, образующиеся на тепловых электростанциях при совместном гидроудалении золы и шлака в процессе сжигания углей в пылевидном состоянии и применяемые в качестве компонента для изготовления строительных растворов, а также тяжелых, легких и ячеистых бетонов для сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий.
Золошлаковые смеси состоят из зольной составляющей (частицы золы и шлака размером менее 0,315 мм) и шлаковой, включающей:
Шлаковый песок - зерна размером от 0,315 до 5 (3) мм;
Шлаковый щебень - зерна размером свыше 5 (3) мм.
Таблица 4 - Типы золошлаковых смесей
Наименование показателя |
Значение показателя для различных типов смесей | ||
Крупнозернистая |
Среднезернистая |
Мелкозернистая | |
Максимальный размер зерен шлака шлаковой составляющей мм, не более |
40 |
20 |
5 |
Содержание шлаковой составляющей, % по массе |
50-90 |
10-50 |
0-10 |
Содержание шлакового щебня в шлаковой составляющей, % по массе |
Более 20 |
Менее 20 |
- |
Насыпная плотность золошлаковой смеси должна быть не более 1200 кг/м3.
Содержание оксида кальция СаО в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 10% по массе.
Содержание оксида магния MgO в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 5% по массе.
Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 в зольной и шлаковой составляющих золошлаковой смеси должно быть не более 3% по массе, в том числе сульфидной серы - не более 1 % по массе;
Содержание щелочных оксидов натрия и калия в пересчете на Na2O в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 3% по массе.
При приготовлении легких бетонов следует применять крупнозернистую смесь с пористой шлаковой составляющей в качестве заполнителя при производстве шлакобетонов, в том число и стеновых камней. [2] примесь смола бетон добавка
3. Добавки. В легких конструкционных бетонах можно применять добавки, рекомендуемые для тяжелых бетонов. При изготовлении изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В 3,5 - В 7,5 обязательно применение воздухововлекающих добавок (Micro Air 114) с целью снижения на 50 - 150 кг/м3 средней плотности легкого бетона плотной структуры и на 5 - 19 % его теплопроводности за счет уменьшения содержания мелкого заполнителя; улучшения удобоукладываемости, связности, однородности смеси при транспортировании и формовании; уменьшения расхода пористых водопотребных песков или зол ТЭЦ со снижением отпускной и эксплуатационной влажности бетона и повышением его долговечности. Кроме этого, можно применять пластификаторы (Суперпластификатор С-3 "FRAME C3") для снижения на 10 - 20 % водосодержания бетонной смеси и отпускной влажности бетона; гидрофобизирующие добавки (Гидрофобизатор Мастерсил 303 B) для уменьшения водопоглощения бетона в ограждающих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах; ускорители твердения (Pozzolith 555) для обеспечения требуемой распалубочной прочности при сокращенных режимах тепловой обработки.
Добавка Micro Air 114 - Воздухововлекающая добавка на основе синтетических смол.
- - В отличие от обычной воздухововлекающей смолы представляет собой добавку в жидком виде, что исключает необходимость ее растворения перед применением. - Обеспечивается возможность точного дозирования. - Образует мелкие воздушные поры. - Хорошо действует при применении жесткой воды. - Не содержит в своем составе хлоридов. - Плотность (при 20°C) с = 1010 кг/см3
Суперпластификатор С-3 "FRAME C3" [7]
- - повышает однородность бетонной смеси; - повышает подвижность бетонной смеси с П1 до П5; - повышение удобоукладываемости бетонных смесей без снижения прочности и долговечности бетона; - сокращение расхода цемента повышение морозостойкости, водонепроницаемости. - Плотность с= 1160 кг/м3.
Гидрофобизатор Мастерсил 303 B силановый на водной основе для бетонных поверхностей от воздействия погодных условий и хлоридов, однокомпонентный;
- - наносится распылителем; - улучшает эстетичность поверхности; - обладает устойчивостью к кислотным осадкам и ультрафиолетовым лучам; - не влияет на паропроницаемость; - легко применяется; - экологически чистый. - Плотность, с = 1010 кг/м3.
Pozzolith 555 Ускоритель схватывания бетона.
Химическая добавка Pozzolith 555 представляет собой водный раствор синтетических полимеров, который ускоряет схватывание и повышает раннюю прочность бетона. Pozzolith 555 особенно эффективен при бетонировании в холодных погодных условиях. Тесты показали, что бетон, изготовленный с использованием Pozzolith 555, обладает практически одинаковым временем затвердевания с бетоном, изготовленным с использованием 2% хлорида кальция.
- - Значительно увеличивается скорость работ по бетонированию; - Увеличивается оборачиваемость опалубочных форм; - Обеспечиваются более быстрые сроки введения конструкций в эксплуатацию; - Не содержит в своем составе хлоридов, поэтому не вызывает коррозию железной арматуры. - Плотность (при 20°C) с = 1376 кг/м3.
РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА
Расчет базового состава бетона
1. Рассчитать состав В5 с подвижностью бетонной смеси 1-4 см (П1).
Марка бетона: по прочности на сжатие М75,
по средней плотности D1200,
по морозостойкости F100.
Цемент М400, с = 2950 кг/м3.
Характеристика заполнителя: золошлаковая смесь, Dнаиб = 40 мм, с = 1200 кг/м3.
Марка заполнителя 600, марка заполнителя по прочности П35.
1.1 Цементно-водное отношение рассчитываем по формуле:
Где V - коэффициент вариации (16%)
Rб - плотность бетона через 28 суток, Мпа
Назначаем ориентировочный расход цемента. Расход цемента составляет 230 кг/м3, средняя плотность бетона в сухом состоянии с = 1000 кг/м3. [8]
Назначаем ориентировочный расход воды в соответствии с заданным показателем подвижности бетонной смеси. Расход воды принимаем 190 л/м3. [9]
Рассчитываем ориентировочный расход заполнителей, исходя из заданной средней насыпной плотности бетона в сухом состоянии, по формуле:
Где З - суммарный расход песка и крупного заполнителя на 1м3 бетона, кг;
С0 - заданная плотность сухого бетона кг/м3;
1,15Ц - масса цементного камня в бетоне с учетом химически связанной гидратной воды, кг.
.
Проверка правильности расчета состава бетона производят по формуле:
Расчет щебня и песка в составе золошлаковой смеси производится по формулам (5) и (6):
Где П - расход песка на 1 м3 бетона, кг;
снп, снк - насыпная плотность соответственно песка и щебня, кг/м3;
R - доля песка по объему в смеси заполнителя, R = 0,4
РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА С ДОБАВКАМИ
Расход воды определяют по формуле (7):
Где В1 - расход воды на 1 м3 бетонной смеси с добавкой, л;
К - коэффициент эффективности введения добавки;
В - расход воды на 1 м3 бетонной смеси без добавки.
Расход цемента на 1 м3 бетонной смеси рассчитывают по формуле (8):
РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА С ДОБАВКОЙ:
- Micro Air 114 (снижение водопотребности на 5%).
Расчет заполнителей производится по формуле (4):
- - С-3 "FRAME C3" (снижение водопотребности на 10%). - Мастерсил 303B (снижение водопотребности на 8%). - Pozzolith 555 (снижение водопотребности на 3%).
Таблица 5 - Расходы материалов на 1 м3 бетона.
№ состава |
Вид добавки |
Кол-во добавки, % массы цемента |
Расход материалов на 1 м3 бетона |
Добавка [4] | ||
Ц |
В |
З | ||||
1 |
- |
- |
230 |
190 |
735,5 |
- |
2 |
Micro Air 114 |
0,35 |
131,76 |
180,5 |
848,47 |
0,46 |
3 |
С-3 "FRAME C3" |
0,6 |
127,83 |
171 |
856,44 |
0,76 |
4 |
Мастерсил 303B |
0,3 |
127,6 |
174,8 |
853,25 |
0,38 |
5 |
Pozzolith 555 |
1,1 |
129,01 |
184,3 |
851,6 |
1,41 |
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТАВОВ БЕТОНА
Технико-экономическая оценка составов бетона производится по формулам (9) и (10):
Где Сб - изменяющаяся часть себестоимости 1 м3 бетона, руб/м3;
Сц, Сщ, Св, Сп и Сд - стоимость единицы продукции соответственно цемента, песка, щебня, воды и добавки, руб.;
Ц, П, Щ, В и Д - расходы цемента, песка, щебня, воды и добавки на 1 м3 бетона;
Суд - удельные затраты на создание линии по приготовлению добавки, руб (принимается в размере одного процента от стоимости 1 м3 бетона).
Где Эв - энергозатраты на 1 м3 бетона, кг услов. топл/м3;
Эщ, Эп, Эц, Эв - энергозатраты на производство единицы продукции соответственно цемента, песка, щебня, воды, кг услов. топл.
Результаты расчетов представлены в таблице 6 и 7.
Таблица 6-Расчет изменяющейся части себестоимости 1 м3 бетонных смесей различного состава и экономического эффекта от введения добавок.
Материал |
Стоимость единицы, руб |
Смесь без добавки |
Смесь с добавками | ||||||||
Micro Air 114 |
С-3 "FRAME C3" |
Мастерсил 330В |
Pozzolith 555 | ||||||||
Снижение водопотребности на | |||||||||||
5% |
10% |
8% |
3% | ||||||||
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты | ||
Цемент, т |
3500 |
0,230 |
805 |
0,13176 |
461,16 |
0,12783 |
447,40 |
0,1276 |
446,6 |
0,12901 |
451,53 |
Золошлаковая смесь, т |
700 |
0,7355 |
514,85 |
0,84847 |
593,92 |
0,85644 |
599,51 |
0,85325 |
597,27 |
0,8516 |
596,12 |
Вода, м3 |
25 |
0,190 |
4,75 |
0,1805 |
4,51 |
0,171 |
4,27 |
0,1748 |
4,37 |
0,1843 |
4,61 |
Добавка Micro Air 114 , кг |
0,85 |
- |
- |
0,46 |
0,391 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Добавка С-3 "FRAME C3", кг |
48 |
- |
- |
- |
- |
0,76 |
36,48 |
- |
- |
- |
- |
Добавка Мастерсил 303 B, кг |
290,23 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,38 |
110,28 |
- |
- |
Добавка Pozzolith 555, кг |
252 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,41 |
355,32 |
Уд. затраты на создание линии по приготовлению добавки, руб. |
- |
- |
- |
- |
10,59 |
- |
10,87 |
- |
11,58 |
- |
14,07 |
Изменяющая часть себестоимости смеси, руб/м3 |
- |
- |
1324,6 |
- |
1070,57 |
- |
1098,53 |
- |
1170,1 |
- |
1421,65 |
Экономический эффект, руб/м3 |
- |
- |
- |
- |
254,03 |
- |
226,07 |
- |
154,5 |
- |
-97,05 |
Таблица 7 - Расчет энергозатрат на производство материалов для 1 м3 бетонных смесей различного состава.
Материал |
Энерго-затраты на произ-водство единицы материала, кг усл. топл |
Смесь без добавки |
Смесь с добавками | ||||||||
Micro Air 114 |
С-3 "FRAME C3" |
Мастерсил 330В |
Pozzolith 555 | ||||||||
Снижение водопотребности на | |||||||||||
5% |
10% |
8% |
3% | ||||||||
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты |
Расход |
Затраты | ||
Цемент, т |
260 |
0,230 |
59,8 |
0,13176 |
34,25 |
0,12783 |
33,23 |
0,1276 |
33,17 |
0,12901 |
33,54 |
Золошлаковая смесь, м3 |
43 |
0,7355 |
31,62 |
0,84847 |
36,48 |
0,85644 |
36,82 |
0,85325 |
36,68 |
0,8516 |
36,61 |
Вода, м3 |
9,6 |
0,190 |
1,824 |
0,1805 |
1,73 |
0,171 |
1,64 |
0,1748 |
1,67 |
0,1843 |
1,76 |
Итого энергозатрат на материалы |
- |
93,24 |
- |
72,46 |
- |
71,69 |
- |
71,52 |
- |
71,91 |
Похожие статьи
-
Характеристика применяемых материалов При выполнении исследования для сопоставления результатов при определении свойств бетонных смесей и бетонов в...
-
Способы производства или добычи сырьевых материалов - Технология производства тяжелого бетона
Рассмотрим первый этап в производстве портландцемента. Он заключается в добыче и доставке известняковых пород, используемых для изготовления клинкера,...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ - Характеристика технологии легких бетонов
В результате сравнения рассчитанных составов бетона наиболее оптимальным составом смеси по изменяющейся части себестоимости бетонных смесей и расходу...
-
Номенклатура продукции Шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций - ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или...
-
Основные составляющие бетонной смеси - Развитие технологии тяжелого бетона
Для приготовления тяжелых бетонов применяют портландцемент, пластифицированный портландцемент, портландцемент с гидравлическими добавками,...
-
Вспучивание массы: особенности процесса; факторы влияния. Легкие бетоны относят к наиболее распространенным материалам для изготовления несущих,...
-
Перечень и характеристика сырьевых материалов В качестве вяжущего чаще всего берут портландцемент, но могут быть использованы и другие вяжущие:...
-
Описание свойств материалов в составе бетона - Изготовление железобетонных колонн
Цемент Портландцемент (англ. Portland cement ) -- гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид...
-
Виды тяжелого бетона - Развитие технологии тяжелого бетона
В строительстве наиболее широко используют обычный тяжелый бетон плотностью 1600 -2500 кг/куб. м. на заполнителях из горных пород (граните, известняке,...
-
Бетон - искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка...
-
ВЕДЕНИЕ - Характеристика технологии легких бетонов
Из шлакобетона возводят монолитные и блочные наружные и внутренние стены. Шлакобетон является дешевым и хорошим конструкционным материалом для...
-
Задач - Характеристика ячеистых бетонов и газобетона
Рассчитать состав газобетонной смеси. Средняя плотность газобетона 500 кг/м3. Вяжущее - шлакощелочное. Содержание извести 15 %, гипса 5%. Вибрационная...
-
Факторы, влияющие на свойства бетонной смеси и бетона - Изготовление железобетонных колонн
Существует множество факторов, влияющих на прочность и другие свойства бетона (к примеру, состав цемента и его марочная прочность, очень часто...
-
Результатом выполненных авторами за 12 лет (1995-2006) теоретических исследований и прикладных работ стало создание комплексной инновационной технологии...
-
Характеристика исходных материалов, используемых для производства цементно-песчаной черепицы Материалы, применяемые для изготовления черепицы, должны...
-
Расчет состава бетона - Изготовление железобетонных колонн
Разработать параметры получения тяжелого бетона марки 500 для колонн предварительно - напряженных для промзданий. Размеры колонн выбрать по своему...
-
Удельный расход сырьевых материалов (кг) на 1смеситаблица 2.3 П:Ц Материал Цемент (Ц), кг Песок (П), кг Вода (В), кг 1:2.5 510 0.42 1275 0.857 240 0.24 -...
-
Исследование влияния состава и температуры на свойства бетонной смеси. Из анализа литературных данных следует отметить, что большинство авторов считают,...
-
Порядок выполнения работы, Пример расчета состава бетона - Расчет состава тяжелого бетона
1. На лабораторном занятии студенты изучают теоретические предпосылки и этапы расчета состава тяжелого бетона по методу абсолютных объемов. 2. Каждый...
-
Основные процессы производства тяжелого бетона Производство тяжелых бетонов Пропорции для производства тяжелого бетона могут отличаться друг от друга в...
-
Литой бетон -- порошкообразное вещество на основе цемента, песка и пластификаторов. К литым самоуплотняющимся бетонным смесям относятся смеси, не имеющие...
-
Технология газобетона - Характеристика ячеистых бетонов и газобетона
Технология газобетона: Вяжущие вещества - виды, требования; Назначение извести в составе бетонной смеси; виды газобетоносмесителей; Способы формования...
-
Сырьевые материалы - Ячеистые бетоны, строительные изделия и конструкции на их основе
Вяжущим для цементных ячеистых бетонов обычно служит портландцемент. Бесцементные ячеистые бетоны (газо - и паносиликат) автоклавного твердения...
-
Выбор сырьевых материалов - Керамическая черепица
Керамический черепица строительство Основным материалом для производства керамической черепицы является глинистое сырье, применяемое в чистом виде, а...
-
Жаркая сухая погода вносит серьезные осложнения в технологию бетонных работ, вызывая увеличение водоподребности бетонной смеси при повышении ее...
-
Для улучшения природных свойств глины - уменьшение общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств - широко применяют...
-
Ускорение твердения бетона позволяет быстрее получить изделия с отпускной прочностью, повысить оборачиваемость форм и другого оборудования, а так же...
-
Расчет составов легких бетонов направлен на предварительное определение расходов входящих в них компонентов, обеспечивающих при заданных условиях...
-
Влияние сухого жаркого климата на технологию бетона Районы с сухим жарким климатом характеризуются большими перепадами температуры, относительной...
-
Технология использования бетонных смесей в зимнее время Достаточно суровый климат в России и странах ближнего зарубежья, и продолжительный период...
-
Мероприятия, приводящие к экономии тепловой энергии [3]: - снижение температуры наружной поверхности ограждающих конструкций теплового агрегата с 40...45...
-
Метод сухой минерализации отличается от других технологий производства пенобетона тем, что в нем вся вода, необходимая для затворения цемента вводится в...
-
Бетоны с активными минеральными добавками - Виды бетонов
В технологии бетона все шире применяют активные минеральные компоненты (активные наполнители) для экономии цемента и улучшения ряда...
-
За последние 15 лет композитная арматура перешла от экспериментального прототипа к эффективному заменителю стали во многих проектах, особенно в связи с...
-
Цементно-песчаную черепицу выпускают многие производители. За столетие технология производства цементно-песчаной черепицы шагнула далеко вперед, и...
-
Использование в дорожном строительстве зол и шлаков ТЭС - Технология строительства дорожного полотна
Одним из основных потребителей топливных зол и шлаков является дорожное строительство, где они используются для устройства подстилающих и нижних слоев...
-
Бетономешалка - это один из обязательных атрибутов любой строительной площадки, который помогает частично автоматизировать процессы приготовления...
-
Бетоны с активными минеральными добавками - Виды бетона
В технологии бетона все шире применяют активные минеральные компоненты (активные наполнители) для экономии цемента и улучшения ряда...
-
История возникновения бетона. Виды бетонных смесей Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко вглубь...
-
Известно, что основными преимуществами пенобетона являются: экологическая чистота, влагостойкость, низкая теплопроводность, монолитность, негорючесть....
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ - Характеристика технологии легких бетонов