Проект завода по производству ЖБИ мощностью 70 000 м3/год

 

    Учитывая  все характеристики основных технологий производства, их недостатки, номенклатуру выпускаемой продукции, а также мощность предприятия считаю целесообразным осуществлять производство свай, ригелей и безнапорных железобетонных труб по агрегатно-поточной технологии, а колонн тяжелого каркаса по стендовой. 

    2.6. Определение состава бетонной смеси

    Бетонная  смесь представляет собой сложную  многокомпонентную систему, состоящую  из новообразований, образовавшихся при  взаимодействии вяжущего с водой, непрореагированных частиц клинкера, заполнителя, воды, вводимых специальных добавок и вовлеченного воздуха.

    Бетонные  смеси должны обеспечивать получение  бетонов с заданными показателями по прочности, средней плотности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости) и другими нормируемыми показателями качества бетона.

    Состав  бетонной смеси подбирают по ГОСТ 27006 - 86. Бетонные смеси приготовляют с использованием цементов, заполнителей и добавок по стандартам и техническим условиям на материалы конкретных видов в соответствии с ГОСТ 26633 – 91.

    Вода  для затворения бетонных смесей и  приготовления добавок должна соответствовать

ГОСТ 23732.

    Бетонные  смеси на месте укладки принимают  по объему. Объем бетонной смеси, установленный при погрузке, должен быть уменьшен на коэффициент уплотнения Куп. при ее транспортировании и уплотнении, устанавливаемый по согласованию изготовителя с потребителем. Для тяжелых бетонов: П2 - Куп. = 0,97; ПЗ-П5 - Куп. = 0,98.

    Методы  контроля. Пробы бетонной смеси отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 10181 – 81, ГОСТ 10180 – 80, ГОСТ 18105 - 86

    Материалы для приготовления бетонных смесей испытывают в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на эти материалы.

    Концентрацию  рабочего раствора добавок определяют ареометром в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на добавки конкретных видов.

    Удобоукладываемость бетонной смеси определяют по осадке конуса; показатели           расслаиваемости определяют по ГОСТ 10181.4 - 81; прочность бетона определяют по ГОСТ 10180-80, ГОСТ 22690 – 77; среднюю плотность - по ГОСТ 12730.1 – 78; морозостойкость - по ГОСТ 10060 – 87; водонепроницаемость - по ГОСТ 12730.5 – 78. 
 
 

          2.7. Проектирование состава тяжёлого бетона

    В результате проектирования состава  бетона должно быть определено такое  соотношение между используемыми материалами, при котором будет гарантирована прочность бетона в конструкции с учетом технологии ее изготовления, необходимая подвижность бетонной смеси и экономичность бетона (минимальный расход цемента)

    Проектирование  состава бетона включает:

а) назначение требований к бетону, исходя из вида и особенностей службы и изготовления конструкций;

б) выбор материалов для бетона и получение необходимых данных, характеризующих их свойства;

в) определение  предварительного состава бетона, .                  

г) проверку состава  в пробных замесах; 

д) контроль за бетонированием;

е) корректировку  состава в процессе производства при колебаниях свойств заполнителя и

других факторов.

    Определение предварительного состава бетона производят на основе зависимости прочности бетона от активности цемента, цементно-водного фактора и качества используемых материалов и зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды и других факторов.

    Для получения уточненных зависимостей свойств бетона и бетонной смеси  от его состава, если имеется возможность, проводят предварительные испытания. При этом желательно использовать математические методы планирования эксперимента и обработки его результатов.

    Бетонная  смесь обладает необходимой удобоукладываемостью только при содержании в ней достаточного количества цемента. Уменьшение количества цемента ниже определенных величин повышает опасность расслоения бетонной смеси и может привести к появлению в смеси микропустот и снижению прочности и долговечности бетона. Минимальный расход цемента зависит от консистенции бетонной смеси и крупности заполнителя. Если при определении состава бетона окажется, что расход цемента, требуемый из условия получения заданной прочности, ниже указанных значений, то в расчет принимают минимальный расход цемента.

    Для экономичного расходования цемента  необходимо, чтобы его марка превышала  заданную марку бетона.

    При использовании для бетона более низких марок цемента требуется слишком большой его расход. Наоборот, когда марка цемента излишне высока, может оказаться, что расход цемента будет меньше минимальных значений, требуемых техническими условиями для получения бетона необходимой плотности. В этом случае для экономии цемента в бетон целесообразно вводить тонкомолотую добавку - активную кремнеземистую или инертную (золу, молотый кварцевый песок, известняковую муку и др.).

    В качестве заполнителей бетона стремятся  использовать, как правило, местные материалы или материалы из близко расположенных карьеров, но отбирают из них те, которые позволяют получать бетон с заданными свойствами при минимальных расходах цемента. Заданную подвижность бетонной смеси обеспечивают правильным назначением расхода воды, а прочность бетона — правильным назначением водоцементного отношения и расхода цемента. Минимального расхода цемента добиваются правильным выбором содержания крупного и мелкого заполнителя[6]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Подбор состава производственного бетона. 

    3.1. Подбор производственного состава тяжелого бетона М500, для колонн тяжелого каркаса, изготавливаемых по стендовой технологии методом радиального прессования из жесткой бетонной смеси, жесткостью 10 секунд. 

    Исходные  компоненты смеси: 

    Портландцемент Rц = 60 МПа; ρц = 3,19 г/ см²; ρнас = 1600 кг/ м³;

    Песок средней крупности (Мк = 2,1), ρп = 2,56 г/ см²; ρнас = 1500 кг/ м³;

     W = 6% [7]

    Щебень  гравийный с максимальной крупностью зерен 20 мм; ρщ = 2,65 г/ см³; ρнас = 1350 кг/ м³; W = 1,8 %;

    Пустотность Пщ = 49% [7] 

    Определяем  состав высокопрочного бетона при применении цемента марки 500. 

    1. Определение расхода  воды. 

    Расход  воды отвечающий требуемой подвижности  бетонной смеси ОК = 5 см и крупность  заполнителя до 20 мм  составит 200 литров (см. график 3.22 [1])

    При использовании добавки суперпластификатора  С – 3 в дозировке 0,75 % от массы  цемента Водопотребность бетонной смеси снижается на 20 % [ табл. 8.7, 2]

    Тогда расход воды в бетонной смеси с  добавкой определяют по формуле [1];

    В = В0 К ;

    где  к – коэффициент , учитывающей снижение расхода воды при введении добавки (К = 0,8)

    В = 200 * 0,8 = 160 л. 

    2. Определяем В/Ц отношение, зависящее от требуемой прочности бетона, активности цемента и вида заполнителей [1].

    В/Ц = A * Rц /(R₆+A* 0,5R_ц);

    где Rц – марка цемента по прочности , МПа

          Rб – марка по прочности бетона, МПа

            А – коэффициент, учитывающий качество заполнителя [табл. 5.2; 1] (А = 0,6 – заполнитель среднего качества)

    В/Ц = 0,6 * 500 / (500 + 0,6 * 0,5 * 500) = 0,46 

    3. Определение расхода цемента. 

    Ц = В/(В/Ц)

    Отпускная прочность бетона для колонн после  ТВО 70% от марочной. В зависимости  от отпускной прочности бетона и  его проектной марки принимается  коэффициент изменения расхода  цемента К70 = 1[2]. Следовательно расход цемента с учетом коэффициента изменения расхода составляет

    Ц = В/ (В/Ц) * К70 = (160 / 0,46) * 1 = 348 кг 

    4. по таблице 10.4. [1] устанавливаем коэффициент раздвижки зерен для пластичных бетонных смесей.

    Для смеси с расходом цемента 348 кг и  В/Ц = 0,46; α = 1,36 

    5. Расход щебня определяется из соотношения.  

    Щ = 1000/ (α Пщ/ ρнас + 1/ ρщ); [1] 

    где  Пщ  - пустотность щебня (Пщ = 49%)

            ρнас – насыпная плотность (ρнас = 1350 кг/ м³)

            ρщ – плотность  ( ρщ = 2,65 г/ см³) 

    Щ = 1000 / (1,36 * 0,49/1,35 + 1/2,65 ) = 1150 кг 

    6. Расход песка определяется из соотношения. 

    П = ρп ( 1000 – Ц/ ρц – В – Щ/ ρщ); [1]

    П = 2,56 (1000 – 349/3,19 – 160 – 1150/2,65) = 786 кг 

    7. Расход добавки суперпластификатора рассчитывается исходя из ее дозировки по массе сухого цемента.

    Дозировка суперпластификатора составляет 0,75% по массе цемента [1], соответственно:

    Д = 0,0075 * 348 = 2,61 кг

    Но  по технологии добавку вводят в бетоносмеситель  в сочетании с водой. Следовательно  необходимо вычислить расход раствора добавки с водой в 15% концентрации [табл.10.11;2]

    А = ЦД/ (К * ρр); [2]

    где Ц – расход цемента, кг/ м³; Д –  дозировка добавки в %; К – концентрация приготовленного раствора (К = 15%[2]); ρр – плотность раствора исходя из его концентрации (ρр = 1,065 г/ см³ [табл. 8.13; 2])

    А = 348 * 0,75/ (15 * 1,065) = 16,5 л

    Недостающее количество для затворения 1 м³ бетонной смеси воды В2 (л) определяется по формуле [1].

    В2 = В - А * ρр (1 – К/100) = 160 – 16,5 * 1,065 (1 – 15/100) = 145 л

    Ориентировочный состав полученной бетонной смеси с  добавкой С – 3:

    Ц = 348 кг; В2 = 145 л; Д = 2,61 кг(А = 16,5 л); П = 786 кг; Щ = 1150 кг

    Расчетная плотность: ρб.с. = 2446 кг/ м³

    Определение состава бетона с  учетом влажности  заполнителей:

    1) Определение содержания воды  в заполнителях определяется  по формулам [1]:

    Вп = П * Wп = 786 * 0,06 = 47,26 л

    Вщ = П * Wщ = 1150 * 0,018 = 21 л