матвед1


РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

(ФГБОУ ВО РГУПС)

 

 

Кафедра «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог»

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

По дисциплине: «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

На тему: «Исследование свойств строительных материалов»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. СУС-II-                  

Проверил                            Богатина А.Ю.

 

 

 

Ростов-на-Дону

2017

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

(ФГБОУ ВО РГУПС)

Кафедра «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог»

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение расчетно-графической работы

по дисциплине

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

на тему

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ВСТАВИТЬ СВОИ ЗНАЧЕНИЯ

Студенту группы _

 

Вариант № __

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Определение качества заполнителей для бетона

1.1 После просеивания навески песка 1000 г масса частных остатков, г на контрольных ситах составила:m5=5, m2,5=5, m1,25=45, m0,63=130, m0,315=320, m0,14=480, m<0,14=20.

1.2 После просеивания навески щебня 10 000 г масса частных остатков, г на контрольных ситах составила: m80= 6, m60=16, m40=2985, m30=2410, m20=3545, m10=920, m5=94. Прошло сквозь сито №5 - 24 .

2. Расчет состава тяжелого цементного бетона

2.1 Марка бетона Rб=150 кгС/см2;

2.2 Удобоукладываемость бетонной смеси Ок= 1см;

2.3 Активность (марка) цементаRц=300 кгС/см2;

2.4 Насыпная плотность: цемента ρн.ц.= 1100 кгС/см3;

пескаρн.п.= 1230 кгС/см3;

щебняρн.щ.= 1300 кгС/см3;

2.5 Истинная плотность:цемента ρц.= 3000 кгС/см3;

пескаρп.= 2630 кгС/см3;

щебняρщ.= 2300 кгС/см3;

2.6 Наибольшая крупность зерен щебня Dнаиб = 10 мм;

2.7 Модуль крупности песка Мк = 3,5;

2.8 Влажность: песка Wп. = 6%;

щебня Wщ. = 5%.

 

ЗАДАНИЕ

1. Определить гранулометрический состав песка.

2. Определить гранулометрический состав щебня.

3. Рассчитать состав тяжелого цементного бетона.

4. Ответить на теоретический вопрос в соответствии с вариантом задания.

 

Дата выдачи задания _____________ Срок сдачи работы ____________

 

Руководитель - _________________ А.Ю. Богатина

Содержание

Введение

1 Заполнители для бетона…………………………………………

1.1 Определение гранулометрического состава песка………...

1.2 Определение гранулометрического состава щебня (гравия)..

2 Бетоны……………………………………………………………

2.1 Подбор состава тяжелого бетона……………………………..

3 Теоретический вопрос

Список использованных источников…………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

Введение

 

Строительные материалы – это природные и искусственные материалы и изделия, используемые при строительстве и ремонте зданий и сооружений. Различают строительные материалы общего (цемент, бетон, древесина) и специального назначения (акустические, теплоизоляционные, огнеупорные материалы).

Для сравнения различных видов материалов друг с другом основным критерием служат их технические свойства. Анализируя показатели технических свойств, можно сравнить металл и древесину, бетон и кирпич, цемент и известь и др.

Для оценки технических свойств материалов выполняются различные лабораторные испытания. Перечень общих технических свойств строительных материалов предложен ниже. Для углубленного изучения курса разработаны теоретические вопросы и задачи по данной тематике. Примеры решения задач представлены в приложениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Заполнители для бетона

 

1.1 Определение гранулометрического состава песка

 

Гранулометрический состав песка имеет большое значение для получения тяжелого бетона заданной марки при минимальном расходе цемента. Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера, для этого применяют ситовой анализ. Пробу песка просеивают сквозь сита диаметром от 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 1,14 мм. Полученные на ситах остатки взвешивают и определяют частные остатки на каждом сите с точностью до 0,1 % по формуле:

ai=100, (1.1)

где аi – частный остаток, %;

mi масса остатка на данном сите, г;

m – масса просеиваемой навески, г (1000 г).

а2,5=100=100 = 2,5 %;

 

а1,2=100=100 = 6,5 %;

 

а0,63=100=100 = 13 %;

 

а0,315=100=100 = 32 %;

 

а0,14=100=100 = 43 %.

 

Затем с точностью до 0,1 % определяют полные остатки на каждом сите. Полный остаток Аi , %, определяют как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите по формуле:

 

Аi = а2,5 + …+ аi , (1.2)

 

где а2,5+…+аi – частные остатки на ситах с большим размером отверстий, начиная с сита, имеющего размер отверстий 2,5 мм, %;

аi – частный остаток на данном сите, %.

Вычислим полные остатки на ситах по формуле:

А2,5 = а2,5 = 2,5%;

 

А1,25 = а2,5 + а1,25 = 2,5+6,5=9 %;

 

А0,63 = а2,5 + а1,25 + а063 = 2,5+6,5+13=22 %;

 

А0,315 = а2,5 + а1,25 + а063 + а0315 = 2,5+6,5+13+32=54 %;

 

А0,14 = а2,5 + а1,25 + а063 + а0315 + а014 = 2,5+6,5+13+32+43=97 %.

 

Результаты определения частных и полных остатков на ситах испытуемого песка записываются в табличной форме (табл. 1.1).

Таблица 1.1- Гранулометрический состав песка

Остаток

Размеры отверстий сит, мм

Прошло через сито № 014

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

Частный mi , г

25

65

130

320

430

10

Частный аi , %

2,5

6,5

13

32

43

1

Полный Аi , %

2,5

9

22

54

97

98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.1

 

 

 

 

 

Рис. 1.1. График гранулометрического состава песка

 

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график (рис. 1.1). На графике по оси абсцисс в определенном масштабе откладывают размеры отверстий на ситах с сеткой № 014; 315; 063; 1,25; 2,5 и 5, а по оси ординат – значения полных остатков на соответствующих ситах, выраженные в процентах. Полученные точки соединяют ломаной линией. Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то такой песок считается годным для приготовления бетона.

Зерновой состав песка характеризуется также модулем крупности Мк, который вычисляют с точностью до 0,1 по формуле:

 

Мк=, (1.3)

Мк=

 

где А2,5; А1,25; А063; А0315; А014 полные остатки на ситах, %.

По модулю крупности и другим показателям гранулометрического состава пески для тяжелого бетона подразделяют на группы, приведенные в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Классификация песков по крупности

Группа

песка

Полный оста-

ток на сите с сеткой № 063

Модуль

крупности

Мк

Удельная

поверхность

см2/г

Прошло через

сито с сеткой

№ 014,%

Крупный

Средний

Мелкий

Очень

мелкий

Более 50

35–50

-

-

Более 2,5

2,5–2

Менее 2

-

-

-

100–200

201–300

10

10

15

20

 

По значениям модуля крупности (1,8) и полному остатку на сите с сеткой № 0,63 (22 %) испытуемый песок относится к мелкому песку (табл. 1.2).

 

1.2 Определение гранулометрического состава щебня (гравия)

 

При выборе гранулометрического состава крупного заполнителя для бетона необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной марки.

В зависимости от размера зерен щебень (гравий) подразделяют на следующие фракции: 5–10; 10–20; 20–40 и 40–70 мм. В каждой фракции гравия или щебня должны быть зерна всех размеров от наибольшего до наименьшего для данной фракции.

Пробу щебня (гравия) просеивают через набор сит установленных размеров (80, 60, 40, 30, 20, 10, 5), собранных в колонку. Остатки щебня (гравия) на каждом сите взвешивают, определяя тем самым массу частных остатков на всех ситах. Далее вычисляют частные остатки на каждом сите аi, % суммарной массы просеянной пробы:

ai= 100, (1.4)

где miмасса остатка на каждом сите, кг;

m – проба щебня, кг.

По известным значениям частных остатков рассчитывают полные остатки Аi, %, на каждом сите по формуле:

       Аi = а80 + … + аi , (1.5)

где а80 + … + аi – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %. Полученные результаты заносят в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3 - Гранулометрический состав щебня

Остаток

Размеры отверстий сит, мм

80

60

40

30

20

10

5

<5

Частный mi, кг

6

36

2987

2422

3453

860

220

16

Частный аi, %

0,06

0,36

29,87

24,22

34,53

8,60

2,20

0,16

Полный Аi ,%

0,06

0,42

30,29

54,51

89,04

97,64

99,84

100

 

Затем устанавливают наибольшую Dнаиб и наименьшую Dнаим крупность зерен щебня (гравия).

 

 

 

Рис. 1.2 График гранулометрического состава щебня (гравия)

 

За наибольшую крупность зерен принимают размер отверстия того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, а за наименьшую крупность – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95 %. Кроме того, вычисляют значения 0,5(Dнаиб + Dнаиб) и 1,25 Dнаиб. Качество зернового состава щебня (гравия) оценивают значением полных остатков в процентах на ситах с контрольными отверстиями Dнаим, 0,5(Dнаим+Dнаиб), Dнаиб и 1,25Dнаиб. Откладывая на графике (рис. 1.2) по оси ординат эти значения, получают четыре точки, которые соединяют ломаной линией.

Щебень (гравий) признают пригодным по зерновому составу для приготовления бетона, если кривая его зернового состава располагается в заштрихованной части графика.

Вывод: Щебень не пригоден для бетона, так как не вошел в границы ГОСТа.

 

 

2 Подбор состава тяжелого бетона

 

 

Подбор состава тяжелого (обычного) бетона заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами (цементом, водой, песком, щебнем или гравием).

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси или же отношением массы составляющих материалов смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т. е. 1:х:у (цемент : песок : щебень или гравий) при В/Ц = z.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), рассчитанный для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) – для материалов в естественно-влажном состоянии.

Для расчета состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные: заданную марку бетона Rб; требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса ОК, см; вид и активность цемента Rц; объемную насыпную массу составляющих ρн.ц., ρн.п, ρн.щ(г); и их плотность ρц, ρп, ρщ(г); пустотность щебня или гравия Vп.щ(г); наибольшую крупность зерен щебня (гравия); влажность заполнителей Wп, Wщ(г).

Состав бетона рассчитывается в следующей последовательности:

1 Водоцементное отношение В/Ц вычисляют исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

для бетонов с водоцементным отношением В/Ц 0,4   

    Rб = ARц (2.1)

 

для бетонов с водоцементным отношением В/Ц < 0,4

Rб = ARц; (2.2)

 

где Rб – марка бетона, кгс/cм2;

Rц – активность цемента, кгс /см2;

A коэффициент, учитывающий качество материалов, А = 0,550,65.

После преобразования относительно В/Ц приведенные выше формулы имеют следующий вид:

 

или . (2.3)

=

 

2 Расход воды (водопотребность в л/м3) ориентировочно определяют исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по табл.2.1, которая составлена с учетом вида и крупности зерен заполнителя.

Таблица 2.1- Водопотребность бетонной смеси

 

Удобоукладываемость

бетонной смеси

Расход воды, кг/м3, при наибольшей

крупности заполнителя

Осадка конуса, см

Жесткость, с

гравия

щебня

10

20

40

10

20

40

0

0

0

0

0

1–2

3–4

5–6

7–8

9–10

150–200

90–120

60–80

30–50

15–30

-

-

-

-

-

145

150

160

165

175

185

195

200

205

215

130

135

145

150

160

170

180

185

190

200

120

125

130

135

145

155

165

170

175

185

155

160

170

175

185

195

205

210

215

225

140

145

155

160

170

180

190

195

200

210

130

135

145

150

155

165

175

180

185

195

 

Расход воды на 1 м3 бетонной смеси определяют по табл. 2.1, учитывая заданную осадку конуса бетонной смеси ОК = 1 см. Для получения бетонной смеси такой подвижности с применением в качестве крупного заполнителя щебня с наибольшей крупностью зерен 40 мм расход воды на 1 м3 бетонной смеси должен составлять 195 кг.

3 Расход цемента на 1 м3 бетона вычисляют по формуле:

Ц=. (2.4)

Ц=195/0,75=260 кг

 

4 Расход заполнителей (песка, щебня или гравия) в кг на 1 м3 бетона вычисляют, исходя из двух условий:

Во-первых, сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м3 уплотненной бетонной смеси, т. е.

       , (2.5)

где Ц, В, П, Щ(Г) – расход цемента , воды , песка и щебня (гравия), кг/м3;

– плотность этих материалов, кг3;

– абсолютные объемы материалов, м3.

Во-вторых, цементно-песчаный раствор заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен, т. е.

 

, (2.6)

где Vп.щ(г)пустотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии ;

ρн.щ(г) – объемная масса щебня (гравия), кг/м3;

α – коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия) – находится по таблице

Таблица 2.2 - Оптимальные значения коэффициента раздвижки зерен в зависимости от расхода цемента и вида крупного заполнителя

Расход цемента, кг на 1 м3 бетона

Щебень

Гравий

200

1,25

1,30

250

1,30

1,37

300

1,35

1,42

350

1,43

1,50

400

1,48

1,57

 

Решая совместно эти два уравнения, находят формулы для определения расхода щебня (гравия) в кг на 1 м3 бетона:

Щ(Г) = . (2.7)

Щ(Г) = =1136,36 кг

Значение коэффициента раздвижки зерен α принимаем равным 1,27.

Vпщ=(2500-1300)/2500=0,48

5 Расход песка в сухом состоянии на 1 м3 бетона определяют по формуле

П = =

= кг.

6 Получаем следующий ориентировочный номинальный (лабораторный) состав бетона (кг/м3)

ρб.см = Ц + В + П + Щ = 260+195+750,75+1136,36=2342,11 кг/м3.

7. Коэффициент выхода бетона вычисляют по формуле

β ===0,58.

 

8 Производственный (полевой) состав бетона вычисляют, принимая во внимание влажность заполнителей, в связи с чем необходимое количество воды уменьшают:

В/ = В. (2.8)

В/ = 195 – ((795,79 – 750,75)+( 1204,54 – 1136,36))=81,78 кг.

При этом количество заполнителей соответственно увеличивают:

Пв = 750,75*(1+) = 795,79 кг;

Щв = 1136,36*(1+) = 1204,54 кг.

9 Определяем производственный состав бетона

а) по массе ::; ::=1:2,89:4,37;

б) по объему ::;

 

Vц=260/1100=0,24

Vвп=750,75/1230=0,61

Vвщ=1136,36/1300=0,87

=1:2,54:3,625.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Строительное материаловедение : учеб. пособие для вузов / ред. В.А. Невский. – Ростов н/Д : Феникс, 2007.

2 Белов, В.В. Краткий курс материаловедения и технологии конструкционных материалов для строительства / В.В. Белов, В.Б. Петропавловская. – М. : Изд-во АСВ, 2006.

2 Строительные материалы : Учебно- справ. пособие / ред. Г.А. Айрапетов, Ред. Г.В. Несветаев. – Ростов н/Д : Феникс, 2004.

3 Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение / И.А. Рыбьев. – М. : Высш. школа, 2002.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

(ФГБОУ ВО РГУПС)

 

 

Кафедра «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог»

 

 

 

 

Отчет по практическим занятиям

по дисциплине: «Строительные конструкции и архитектура транспортных сооружений»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. _____________            ____________   

Проверил

к.т.н., доц.           Богатина А.Ю.

 

 

 

Ростов-на-Дону

2017

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

(ФГБОУ ВО РГУПС)

 

 

Кафедра «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог»

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

По дисциплине: «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

На тему: «Исследование свойств строительных материалов»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. _______            ______________   

Проверил: к.т.н., доц.                Богатина А.Ю.

 

 

 

Ростов-на-Дону

2017

 

Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

− 4 = 2