Урок «Подбор состава тяжелого бетона»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права»

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Преподавателя Воронцовой Елены Станиславовны

Тема: Подбор состава тяжелого бетона

Место урока в учебном плане:

Урок № 30 в ОП 12 «Строительные материалы и изделия».

Тип урока: урок изучения нового материала

Вид урока: комбинированный.

Цель: научить проектировать состав тяжелого бетона.

Задачи:

Образовательные:

- освоить методику проектирования состава тяжелого бетона.

Развивающие:

- развивать способность анализировать учебный материал, сопоставлять, выделять главное и второстепенное

- развивать умения самостоятельно работать со сложными дидактическими материалами, создавать целостную картину новых понятий (знаний) по её частным понятиям.

- развитие способностей обучающихся к самообразованию;

- развитие любознательности, наблюдательности, сообразительности; образного мышления и технического кругозора, в т.ч. с опорой на жизненный практический опыт обучающихся.

Воспитательные:

- повышение познавательной активности учащихся на уроке;

- формирование у учащихся потребности самоконтроля, умения конспектировать, интереса к предмету путем решения нестандартных задач;

- воспитывать культуру общения, речи (в том числе с использованием специальной терминологии), усидчивость, внимательность, графические, аналитические способности

Средства обучения:

• • • раздаточные материалы: СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»;

      интерактивная доска;

      учебник Б.Ю. Барабанщиков «Строительные материалы и изделия».

План урока:

Учебные вопросы

Проектирование состава бетона.

При проектировании состава бетона марку принятого портландцемента назначают в зависимости от марки бетона.

В соответствии с действующим СНиП при проектировании состава тяжелого бетона марку цемента следует принимать:

Расход цемента в бетоне должен быть принят в соответствии с минимальной и максимальной типовыми нормами расхода цемента.

Подбор состава тяжелого (обычного) бетона заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами: цемента, воды, песка, щебня или гравия.

Такое соотношение должно обеспечивать требуемую удобоукладываемость бетонной смеси для принятого способа ее уплотнения, а также приобретения бетоном заданной прочности в назначенный срок при наименьшем расходе цемента.

Классы бетона по прочности на сжатие подразделяются на В 7,5 - В 60.

Под классом бетона понимают гарантированную прочность бетона при сжатии, выраженную в МПа с обеспеченностью 95%.

Каждому классу бетона соответствует средняя прочность бетона R кгс/см2, определяемая по формуле:

R=

B – значение класса бетона, МПа;

v – нормативный коэффициент вариации, принимаем 0,135;

t – коэффициент, характеризующий принятую обеспеченность класса бетона;

g – переводной коэффициент от МПа к кгс/см2.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси или отношением массы составляющих материалов смеси к массе цемента, принимаемой за 1.

Например,

1 случай:

Цемент 280 кг/м3

Песок 670 кг/м3

Щебень 1300 кг/м3

Вода 170 кг/м3.

2 случай

1; 2; 4; 4,7 при В/Ц = 0,6

Для расчета состава тяжелого бетона имеется несколько способов – наиболее простой метод расчета по «абсолютным объемам».

Для расчета состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные:

Заданную марку бетона Rб;

Класс бетона

Требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса «ОК»

Характеристику исходных материалов:

Вид и активность цемента Rц;

Насыпную площадь составляющих ρнас.ц, ρнас. п, ρнас. щ и их истинную плотность ρц, ρп, ρщ;

Пустотность щебня (или гравия) Vп щ, наибольшую крупность их зерен;

Влажность заполнителей Wп, Wщ.

Водоцементное отношение В/Ц вычисляют исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих.

Rб = АRц (Ц/В-0,5) для бетонов с В/Ц ≥ 0,4,

Rб = А1 Rц (Ц/В-0,5) для бетонов с В/Ц < 0,4

где Rб - прочность бетона, МПа;

Rц - марка цемента, МПа;

А и А1 - коэффициенты, зависящие от вида бетона и качества заполнителей.

Расход воды (водопотребность) ориентировочно определяют исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси.

Расход воды принимают от 150 до 230 л/м3.

Расход цемента на 1 м3 бетона

Ц/В = АRц /(Rб+0,5 АRц).

Расход заполнителей песка или щебня вычисляют из двух условий. Сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м3, т.е.

Ц, В, П, Щ – расход цемента, воды, песка, щебня в кг/м3;

- абсолютные объемы материалов на м3

3. Цементно-песчаный раствор заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен, т.е.

Vпщ – пустотность щебня в рыхлом состоянии

ρнщ – насыпная плотность щебня

α – коэффициент раздвижки зерен щебня

Значение коэффициента α для пластичных бетонных смесей

Решая совместно эти два уравнения находим формулу для определения расхода щебня на 1 м3 бетона:

После определения расхода щебня рассчитываем расход песка

Определив расход компонентов Ц, В, П, Щ на 1 м3 бетонной смеси, вычисляют ее расчетную среднюю плотность и коэффициент выхода бетона β – делением объема бетонной смеси (1 м3) в уплотненном состоянии на сумму объемов сухих составляющих, затраченных на ее приготовление

- объем сухих составляющих;

Β находится в пределах 0,55 – 0,75.

Расчетный состав бетона уточняется пробными замесами.

Задача.

Рассчитать лабораторный состав тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В20, коэффициент вариации прочности 12%.

Материалы.

Портландцемент М400.

Истинная плотность 3100 кг/м3.

Песок с истинной плотнстью ρп = 2630 кг/м3.

Гранитный щебень с наибольшей крупностью 40 мм.

Истинная плотность ρщ = 2600 кг/м3.

Насыпная плотность ρнас.щ = 1480 кг/м3.

Заполнители рядовые.

Осадка конуса – 4 см.

Решение.

Расход воды из таблицы составляет 175 кг/м3.

Расход цемента

Пустотность щебня

Объем цементного теста

Коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя αразд. = 1,33.

Расход щебня

Расход песка

Расчетная средняя плотность бетонной смеси

ρб.с. = Ц + В + П + Щ = 270+175+629+1297 = 2371 кг/м3

Задача № 1 для самостоятельной работы.

Определить теоретическую среднюю плотность бетонной смеси, если расход материалов на 1 м3 бетона составляет:

Цемент 320 кг

Песок 603 кг

Щебень 1300 кг

Вода 192 кг.

Задача № 2 для самостоятельной работы.

Расход материалов на 1 м3 производственного состава бетона составляет:

Цемент 318 кг

Песок 615 кг

Щебень 1286 кг

Вода 160 кг.

Выразить состав бетона объемными соотношениями между цементом, песком и щебнем.