Розрахунок складу бетону

ВСТУП

Методичні вказівки призначені для студентів за напрямком 6.060101– бакалавр «Будівництва» спеціального виду діяльності "Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів" заочної форми навчання до виконання курсової роботи з дисципліни «Каркасно-монолітне домобудування»

Накопичений досвід монолітного домобудування виявив техніко-економічні переваги цього виду будівництва в порівнянні з цегельним, великоблочним, а в деяких випадках і великопанельним:

- одноразові витрати на створення виробничої бази на 35% менше, ніж у цегельному домобудуванні, і на 40%, ніж у великопанельному;

- витрати сталі на монолітні конструкції багатоповерхових будинків знижується на 7-25% у порівнянні з великопанельними, причому економія збільшується в міру підвищення поверховості і сейсмічної активності;

- енергетичні витрати на виготовлення і зведення монолітних конструкцій скорочуються на 25-35% у порівнянні з великопанельним і цегельними;

- вартість будівництва багатоповерхових монолітних будинків менша, ніж великопанельних, у середньому на 5%, а малоповерхових – на 15%;

- у порівнянні з цегельними будинками різниця у вартості збільшується і у середньому складає 10%;

- сумарні трудові витрати на будівництво монолітних будинків (завод плюс будівельний майданчик) менше, ніж для цегельного будівництва, у середньому на 25-30%, а тривалість будівництва – на 10-25%. Це виходить із самої суті монолітного домобудування, для якого характерне зосередження більшості процесів по виготовленню елементів і зведення несучих огороджуючих конструкцій, безпосередньо на будівельному майданчику, суміщення цих процесів у часі і за місцем. Перевага монолітного домобудування – відносно мала залежність від бази будівельної індустрії, що знаходиться в даний час у стані кризи.

У порівнянні ж з великопанельними будинками тривалість будівництва на 20% більша, а трудомісткість на будівельному майданчику збільшується на 25-30% (при близьких показниках сумарних витрат праці)

Метою курсової роботи з курсу «Каркасно-монолітного домобудування» є формування знань у майбутніх фахівців щодо сучасних технічних матеріалів, необхідних для зведення багатоповерхових каркасних монолітних будинків, набуття навичок підбору раціонального типу опалубки та опалубних систем, здійснювання вхідного контролю арматури, бетонної суміші та інших будівельних матеріалів в умовах будівельного майданчика, знання основних вимог щодо опалубних, арматурних та бетонних робіт, основної нормативної та нормативно-технічної документації, вміння виконувати догляд за бетоном у монолітних конструкціях в літній період при підвищених температурах та при низьких температурах у зимовий період.

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Курсова робота складається з чотирьох завдань: перше та друге - комплексне завдання розрахункової частини, третє – графічна частина, четверте – питання теоретичного плану. Перші два завдання стосуються розгляду найбільш раціонального складу бетонної суміші, що забезпечує при найменшій витраті цементу, отримання бетонної суміші необхідної рухливості, а також бетону із заданими фізико-механічними властивостями. Розрахунок опалубки і опалубних систем. Третє завдання графічне виконується на форматі А2, зразок оформлення листа наведений в додатку 5. Четверте – питання теоретичного плану.

Варіанти завдань щодо виконання курсової роботи для кожного студента визначає викладач. Заміна варіанту, або якоїсь його частини - не допустима.

Курсова робота подається у вигляді окремого зошита з аркушами стандартного формату А4, які зброшуровані обсягом у 12-18 аркушів, набирається на комп’ютері або пишеться від руки стисло, ясно і розбірливо, технічно й літературно грамотно, на одній стороні аркуша. Розрахунково-пояснювальну записку курсової роботи належить виконувати відповідно до ЄСКД. Зразок оформлення титульного листа курсової роботи наведений у додатку 2.

Студенту видається бланк завдання на виконання курсової роботи, зразок якого наведено в додатку 3.

2. ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

Перелік питань, які необхідно опрацювати студенту до захисту курсової роботи:

1. Назвіть основні типи опалубки за конструктивними ознаками.

2. Що враховує узагальнений термін «опалубні системи»?

3. Яким вимогам потрібні відповідати опалубні системи?

4. Які можуть бути опалубки за видом застосованих матеріалів?

5.За якими основними напрямками йде удосконалення опалубних систем?

6. Дайте визначення ковзної опалубки, назвіть її основні елементи.

7. Які переваги і які недоліки у ковзної опалубки?

8. Дайте визначення дрібнощитової опалубки. З яких елементів складається дрібно щитова опалубка?

9. Які елементи конструкцій будівлі можна зводити в дрібно щитовій опалубці?

10. Які технологічні переваги і недоліки дрібно щитової опалубки?

11. Дайте визначення великощитової опалубки. Її призначення?

12. З яких основних елементів складається великощитові опалубки?

13. При використанні яких опалубок рекомендується застосовувати контактний метод термообробки покладеного бетону?

14. Які переваги і які недоліки великощитової опалубки?

15. Як виконується контроль якості бетону на стиск за контрольними зразками, відібраними на будівельному майданчику.

16. Коротко опишіть випробування бетону на задану марку по морозостійкостю.

17. Коротко опишіть випробування бетону на задану марку по водонепроникністю.

18. Як виконується контроль якості бетонної суміші на будівельному майданчику?

19. З яких основних елементів складається блокова опалубка?

20. Які технологічні переваги і недоліки блокової опалубки?

21. У яких випадках доцільно застосовувати блокову опалубку?

22. Які основні цілі переслідують при введені модифікаторів у цементні системи?

23. Які додаткові вимоги до опалубки необхідно враховувати при застосуванні легких бетонних сумішей?

24. З якою метою застосовують суперпластифікатор типу С-3?

25. Які добавки (прискорювачі схоплювання і твердіння бетонних сумішей і протиморозні добавки) розрізняють за характером їхнього впливу на цементне тісто?

26. Назвіть добавки-прискорювачі твердіння бетону?

27. Коротко опишіть виготовлення і транспортування бетонної суміші.

28. Коротко опишіть подачу, укладання й ущільнення бетонної суміші.

29. Що відбувається з бетоном при його замерзанні?

30. Які рекомендується застосовувати методи зимового бетонування перекриттів багатоповерхових без каркасних монолітних будинків при використанні великощитової об’ємно-переставної опалубки?

РОЗРАХУНОК СКЛАДУ БЕТОНУ

Проектування складу важкого бетону.

Метою підбору складу бетону є: визначення найбільш раціонального складу бетону, що забезпечується при найменшій витраті цементу, отримання бетонної суміші необхідної рухливості, а також бетону із заданими фізико-механічними властивостями.

Проектування складу бетону включає: призначення вимог, до бетону, виходячи з виду і особливостей експлуатації і виготовлення конструкції; вибір матеріалів для бетону і отримання необхідних даних, що характеризують їх властивості; визначення попереднього складу бетону; корегування складів у пробних замісах; контроль за бетонуванням, проведення необхідного корегування в процесі виробництва.

Марку в’яжучого вибирають залежно від класу міцності бетону на стиск, активність в’яжучого повинна перевищувати заданий клас міцності бетону в 1,5 рази.

При визначенні складу бетону приймають математичні залежності його фізико-механічних властивостей від різних технологічних факторів. Задану міцність бетону на стиск забезпечують правильним призначенням водоцементного відношення або витрати цементу, а рухливість бетонної суміші - правильним призначенням витрати води.

Вміст дрібного і великого заповнювачів визначають на основі отримання бетону щільної структури при забезпеченні мінімальної витрати цементу.

Розрахунок складу бетону на 1 м³ за методом абсолютних об’ємів

Необхідно запроектувати склад бетону, клас міцності бетону на стиск С__ при коефіцієнті варіації V=___%, з рухомістю бетонної суміші S____.

3.1. Розраховуємо середню необхідну міцність бетону:

(1)

де f_ck.cube – міцність, визначена на зразках-кубах . Приймається відповідно до ДСТУ Б В.2.7-176:2008 (Додаток 3 табл. 1.);

– коефіцієнт варіації міцності бетону на стиск.

Коефіцієнт варіації характеризує відносну міру відхилення виміряних значень від середнього арифметичного.

3.2. Визначення водо-цементного відношення за допомогою емпіричної формули Боломея – Скромтаєва:

- для звичайного бетону (В/Ц 0.4):

; (2)

- для високоміцного бетону (В/Ц 0.4):

(3)

де А, А₁ – коефіцієнти враховують якість заповнювача (Додаток 3. Табл. 2);

- активність в’яжучого (марка цементу),

Формулу (2) слід застосовувати, якщо R_б < 1,2∙R_Ц, інакше потрібно використовувати формулу (3)

3.3. Визначаємо витрату цементу на 1 м³ бетону

(4)

де В – кількість води зачинення (див. Додаток 3., табл. 3).

Підбираємо кількість води залежно від рухливості бетонної суміші, нормальної густини цементного тіста, виду і крупності заповнювача, а також модуля крупності піску.

При виготовленні армованих залізобетонних конструкцій відповідно до ДСТУ Б В.2.7-176:2008 «Будівельні матеріали. Суміші бетонні та бетон. Загальні технічні умови» мінімальна витрата цементу у бетонах на щільних заповнювачах має бути не менше 260 кг/м³, а максимальна - не більше 600, при витраті цементу більше 400 витрату води збільшуємо на 10 л на кожні 100 кг цементу.

3.4. Визначаємо витрату крупного заповнювача на бетону:

(5)

(6)

де - пустотність щебеню, %;

- коефіцієнт розсунення зерен наповнювача (Додаток 1. табл. 4);

- насипна і істинна щільність щебеню .

3.5. Визначаємо витрату піску на 1м³ бетону:

(7)

де Ц, Щ, В – витрати цементу, щебеню, води.

Компоновка бетону	Витрати,	Щільність,	Об’єм, м³
цемент
пісок
щебінь
вода
Сума об’ємів

Сума об’ємів повинна бути рівна 1000 л. (1 м³).

3.6. Визначаємо кількість добавки суперпластифікотора. D = ____% - кількість добавкиза завданням.

Д = Ц * D / 100, [кг/м³] (8)

де Ц – витрати цементу, кг/м³.

3.7. Визначаємо кількість води, що міститься в піску:

(9)

.

3. 8. Визначаємо кількість води, що міститься в щебеню:

(10)

.

3.9. Визначення загальної витрати матеріалу:

; (11)

; (12)

(13)

3.10. Визначаємо коефіцієнт виходу бетонної суміші:

(14)

где: , - насипна щільність цементу, піску, щебеню;

П_заг – загальна витрата піску;

Щ_заг – загальна витрата щебеню.

Виходячи з об'єму бетонозмішувача , об'єм замісу буде рівний:

(15)

3.11. Визначаємо кількість цементу, піску, щебеню і води на заміс:

(16)

3.12. Оцінка впливу застосування добавки суперпластифікатора.

Базова витрата цементу Ц =____, базова кількість води B______, кількість добавки D =___%.

Вплив добавки суперпластифікатора

кг/м³ (17)

де В – базова кількість води для зачинення;

– кількість добавки, %;

К – поправочний коефіцієнт при збереженні проектного класу бетону (при D≤ 0,7 – K=0,96; D= 0,7÷1.0 – K=0,92; D≥1,0 – K=0,88).

Витрата цементу складає:

, кг/м³ [18]

Визначаємо зниження витрати цементу:

(Ц –Ц₁) (19)

Висновок: введення суперпластифікатора в кількості __% дозволяє понизити витрати, цементу на ____ кг/м³, що складає приблизно ___%.

3.13. Розрахувати основні фізико-механічні властивості бетону:

- початковий модуль пружності бетону:

(20)

- призматичну міцність бетону:

(21)

- міцність на осьовий розтяг:

(22)

- міцність на осьовий розтяг при вигині:

f _виг = , [ (23)

- міцність зчеплення бетону з арматурою:

f _зч = , [ (24)

- межа втоми:

f _у = , [ (25)

- модуль зсуву:

G_б = , [ (26)

4. РОЗРАХУНОК ПОТРІБНОЇ КІЛЬКОСТІ ЩИТІВ ОПАЛУБКИ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ БЕТОНУВАННЯ МОНОЛІТНИХ КОНСТРУКЦІЙ НА ОДНОМУ ТИПОВОМУ ПОВЕРСІ

Розрахунок кількості щитів для колон виконується згідно з вимогами:

- ширина щита для колон розмірами від 200 до 600 мм приймається розмірами 800 мм;

- ширина щита для колон розмірами від 400 до 1000 мм приймається розмірами 1200 мм.

При розрахунку кількості щитів для колон потрібно враховувати: для однієї колони потрібно 4 щита.

Розрахунок кількості щитів для монолітних стін (діафрагм) виконується згідно з вимогами:

- ширина щита для стін приймається згідно з основними типовими розмірами, мм: 2400; 1200; 900; 600; 300.

- При розрахунку кількості щитів для монолітних стін потрібно враховувати: для однієї стіни (діафрагми) потрібно 2 щита основного розміру та 2 щита торцевих.

Розрахунок кількості фанери ламінованої для монолітного перекриття поверху виконується згідно з вимогами:

- розміри фанери ламінованої для перекриття поверху приймаються за основними типовими розмірами, мм: 1250х2500.

Розрахунок кількості щитів виконується у розписаному вигляді, де вказуються розміри обраних щитів і необхідна їх кількість для бетонування конструкцій на одному типовому поверсі.

5. ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1. Техніка безпеки при виконанні опалубних робіт

Опалубні роботи при всіх типах опалубки необхідно виконувати у суворій відповідності до правилами СНиП ІІІ-4-80* «Техніка безпеки в будівництві». М., 1989 р. (Зміни опубліковані в ГОСТ №8 1984 р., №12 1987 р., №2 1988 р., зміна №4, затверджене постановою від 18.05.89 №82, а також роз'яснення, опубліковане в ГОСТ №7 1990 р.).

Підмости, сходи, огородження, що входять до складу конструкції опалубки, а також монтажні підмости повинні відповідати вимогам СНиП ІІІ-4-80*.

При швидкості вітру більше 16 м/сек забороняється вести монтаж чи демонтаж щитів опалубки (панелей) і виконувати з ними будь-які операції.

Незалежно від наявності чи відсутності системи електротермообробки, вся опалубка на монтажному обрії повинна бути заземлена. Система зовнішнього висвітлення монтажного обрію повинна бути низьковольтною або необхідно передбачати спеціальні заходи щодо електрозахисту.

При включенні системи електротермообробки, що працює під напругою більш 60 в, доступ на захватку дозволяється тільки черговому електрику і лаборанту, що контролює режим прогріву. Персонал повинен бути одягнений у гумові чоботи і гумові рукавички. На вході на захватку необхідно повісити попереджувальний напис.

Для освітлення блоків, тунелів, простору під столами необхідно використовувати переносні лампи напругою до 42 в з гнучким гумовим кабелем, що виключає замикання на опалубку.

Забороняється при монтажу чи демонтажу панелей опалубки (щитів), а також встановленні їх у місцях збереження чи на посадах чищення і змащення знімати стропи доти, поки панель (щит) не буде зафіксований.

На монтажному обрії панелі (щити) великощитової опалубки повинні фіксуватися до встановлених раніше панелей (щитів), стяжками -до панелі, розташованої навпроти і кутовим елементом - до панелі розташованої під кутом. Панель (щит) повинна бути встановлена в стапель на перед об’єктному складі, а також на місці чищення і змащення. Перші дві панелі, встановлені на захватці, повинні бути обов'язково заблоковані.

При знятті строп з монтажних петель опалубки підніматися до монтажних петель слід тільки по вхідних до складу конструкції опалубки стапелях чи інвентарних переставних сходах. Забороняється працювати з шухляд чи інших неінвентарних опор, а також підніматися до монтажних петель з боку опалуби.

Забороняється робити витяг панелей великощитової опалубки («столів») і напівтунелів об'ємно-переставної опалубки з забетонованих осередків на головний фасад, якщо кран розташований з боку двірного фасаду і навпаки.

При витяганні «столів» чи напівтунелів на фасад з-під забетонованого перекриття методом послідовного перестропування забороняється виходити на виступаючу з-під перекриття частину опалубки для зняття строп. Ці операції необхідно виконувати, знаходячись на краю перекриття.

Для запобігання викочування «столів» чи напівтунелів на перекриття всередині осередку необхідно встановити інвентарні стоп-упори для задніх коліс «столу» чи напівтунелю.

При перенесені опалубки краном необхідно виконувати такі
вимоги:

а) до початку підйому опалубки перевірити чи немає на ній незакріплених предметів (інструменти, гайки, стяжки і тощо);

б) стропування опалубки робити тільки за спеціально передбачені монтажні петлі;

в) при підйомі опалубки монтажники повинні знаходитися на відстані не менше, ніж 7 м від неї;

г) підходити до опалубки дозволяється при перебуванні її на висоті 0,3 м над місцем установлення.

13. Забороняється встановлювати (навіть тимчасово) на підмости й опалубку бадді з бетоном та інші вантажі, крім передбачених проектом проведення робіт.

14.Бетонники-монтажники повинні використовувати:

а) гумові чоботи і гумові рукавички - при виконанні електрозварювальних робіт чи при роботі з електрифікованим інструментом напруга більш 60 В на монтажному обрії. Дана вимога відноситься не тільки до зварника чи працюючого з електрифікованим інструментом, але і до всіх робітників ланки;

б) захисні окуляри - при очищенні опалубки шкребками;

в) монтажні пояси - при стропуванні опалубки методом послідовного перестропування.