Требования к конструкционным материалам

Бетонная смесь

-Колонны изготавливаются из тяжёлого бетона класса В22,5; В25; В30; В35; В40; удовлетворяющего требованиям ГОСТ 26633-91.

- Марка бетона по прочности на сжатие должна быть М350, соответственно класс бетона должен быть В 25.

- Удобоукладываемость принимается в диапазоне от 1 до 4 см в соответствии со СНиПом 3.09.01-85. [4]

- Средняя плотность в диапозоне от 2200 до 2600 кг/м .

- Морозостойкость должна соответствовать марке не ниже F75.

- Содержание вовлеченного воздуха 5-7%.

Приготовление бетонной смеси должно производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-94.

В задании предложено взять бетонную смесь В25П1F75, данная смесь удовлетворяет требованиям по прочности на сжатие

Вяжущие вещества

Для приготовления бетона должны применяться портландцемент (ПЦ), шлакопортландцемент (ШПЦ) М32,5, 42,5, соответствующий требованиям ГОСТ 10178-85 1-й и 2-й группы эффективности при пропаривании.

В задании предложено взять цемент ЦЕМ II / А – Ш В32,5, R_цем = 41,7 мПа, который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к вяжущим веществам.. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

2.1.2. Крупный заполнитель [6]

Прочность на сжатие крупного заполнителя должна не менее чем в два раза превышать прочность бетона. Так как бетон должен быть марки не меньше, чем М350, крупный заполнитель должен быть марки не ниже, чем Д800.

В качестве крупного заполнителя для бетона применяют щебень, щебень из гравия по ГОСТ 8267-93 фракции 5-20, 3-10. Щебень (материал в виде кусков с размерами 5—70 мм) получают путем дробления плотных горных пород, мартеновских или доменных шлаков, отходов керамической промышленности, кирпича. При дроблении горных пород обломки щебня получаются неправильной формы с шероховатой поверхностью. Щебни, имеющие зерна, приближающиеся по форме к кубу или тетраэдру, считаются лучшими для бетона. Крупный заполнитель должен иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м³. Щебень вследствие шероховатой поверхности зерен лучше сцепляется с цементным камнем и позволяет при прочих равных условиях получить более прочные бетоны, чем с гравием.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22,5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже - 3% по массе.

Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупном заполнителе не должно превышать 35% по массе.

Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.

Морозостойкость крупного заполнителя должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

В задании в качестве крупного заполнителя предложено взять гравий фр 5-20мм, данный заполнитель не пригоден для изготовления изделия, т.к. не удовлетворяет требованиям ГОСТ 26633-91 и технологической карте на изготовление колонн. В качестве крупного заполнителя примем щебень из осадочных пород марки Д800. Он соответствует требованиям, предъявляемым к крупному заполнителю.

Мелкий заполнитель

Мелкие заполнители должны иметь среднюю плотность зерен от 2000 до 2800 кг/м³.

Допустимое содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях:

· аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - не более 50 ммоль/л;

· сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на SO(3) - не более 1,5% по массе для крупного заполнителя и 1,0% по массе - для мелкого заполнителя;

· пирит в пересчете на SO(3) - не более 4% по массе;

· слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др., являющиеся породообразующими минералами) - не более 15% по объему для крупного заполнителя и 2% по массе - для мелкого заполнителя;

· магнетит, гидрооксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, являющиеся породообразующими минералами, - каждый в отдельности не более 10%, а в сумме - не более 15% по объему;

· галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора - не более 0,1% по массе для крупного заполнителя и 0,15% по массе - для мелкого заполнителя;

· свободное волокно асбеста - не более 0,25% по массе;

· уголь - не более 1% по массе. [7]

Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать графику (см. рис.2). [6]

Рисунок 2 – График зернового состава мелкого заполнителя

В задании в качестве мелкого заполнителя предложено взять песок монтмориллонитовый с модулем крупности (М_к) 1,9.Он не удовлетворяет требованиям ГОСТ 26633-91. В состав песка входит глина монтмориллонитовая у которой есть свойство набухать. В качестве мелкого заполнителя примем песок природный. с модулем крупности (М_к) 1,9.отвечающим требованиям ГОСТ.

2.1.4. Вода [8]

Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел.

В воде, применяемой для затворения бетонных смесей и поливки бетона не должно быть окрашивающих примесей, если к бетону предъявляют требования технической эстетики.

Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л.

Водородный показатель воды (pH) не должен быть менее 4 и более 12,5.

Вода не должна содержать также примесей в количествах, нарушающих сроки схватывания и твердения цементного теста и бетона, снижающих прочность и морозостойкость бетона.

2.1.5. Добавка [9]

Пластифи­цирующие добавки – добавки, увеличивающие подвижность бетонной смеси. В задании предложено взять добавку ПОЛИПЛАСТ – МБ, суперпластификатор на органоминеральной основе, повышающий прочность.

Добавка снижает водопотребность при затворении до 20% - 25%,

увеличивает прочность бетона в первые трое суток нормального твердения не мене 40 – 50%, а в возрасте 28 суток прирост составляет до 100%,

обеспечивает снижение водо- и раствороотделения смеси

повышает сохраняемость бетона во времени.

Введение суперпластификатора в состав бетонной смеси производится в сухом виде на заполнители, после чего вводится вода затворения.

Для производства тяжёлых бетонов рекомендуемый диапазон дозировок составляет 1,0 – 3,0 % от массы цемента

Арматура

Для армирования колонн фахверка следует применять арматурную сталь:

· стержневую горячекатаную арматурную сталь классов А-I, А-III по ГОСТ 5781-82 и А-IIIв, изготовляемую из арматурной стали класса А-III, упрочнением вытяжкой, с контролем величины напряжения и предельного удлинения;

· стержневую термомеханическую упрочненную арматурную сталь классов Ат-IIIС и Ат-IVС по ГОСТ 10884-81;

· проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6727-80 и класса Врп-I по ТУ 14-4-1322-85.

3. ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА [1]

Исходные данные

· Бетон B25 (R_б = 32,7 мПа).

· Подвижность бетонной смеси П1 (1…4 см)

· Цемент ЦЕМ II / А – Ш В32,5. R_ц = 41,7 МПа. Истинная плотность б/д 3,1 кг/л., с добавкой 3,15 кг/л., насыпная плотность 1,2 кг/л

· Крупный заполнитель – щебень. НКЗ = 20мм. Марка по прочности на сжатие – Д800. Истинная плотность 2,6 кг/л, насыпная плотность 1,48 кг/л.

· Мелкий заполнитель – песок речной. Мк =1,9. Истинная плотность 2,63 кг/л., насыпная плотность 1,4 кг/л.

· Добавка суперпластификатор ПОЛИПЛАСТ-МБ. Дозируется в количестве 1-3 % от массы вяжущего. Среднее снижение водопотребности 20 % .