Міністерство освіти і науки України
Одеська державна академія будівництва і архітектури
Кафедра виробництва будівельних конструкцій
Курсова робота
з дисципліни: Легкі і спеціальні бетони
Зміст
1. Опис напружених легких бетонів
2. Визначення їх основних характеристик
3. Можливості їх ефективного застосування
4. Розрахунок складу бетону
Список літератури.
1. Опис напружених легких бетонів
Бетон - це штучний кам'яний матеріал, отриманий в результаті твердіння раціонально підібраної суміші в'яжучого, заповнювача та води. Найбільш поширені в будівельній практиці цементні бетони, що мають комплексом цінних технічних властивостей - здатність тверднути і нарощувати міцність як на повітрі, так і у воді, стійкістю до багатьох агресивних дій, придатністю до виготовлення різноманітних за формою і призначенням конструкцій і споруд. Перевагою бетонів є можливість застосування в них до 85-90% від маси дешевих місцевих заповнювачів.
Напружуючі бетони - на основі напружуваного цементу, для створення попереднього напруження (самонапруження бетону) в конструкції в процесі розширення бетону при його твердінні, що забезпечує високу газо-, водо-, нефтенепроніцаемость.
В якості в'яжучого в залізобетоні часто застосовують напружує цемент, який має властивість збільшуватися в об'ємі в процесі твердіння. У результаті арматура отримує напруга розтягування, бетон - стиску, а бетонна конструкція стає самонапруження. З'єднаний з металевим каркасом бетон дає необмежені можливості для використання у, так званих, великопрольотних конструкціях, наприклад, приміщеннях до 100 кв.м, при "перетікання" одного функціонального простір в інше, великі криті басейни і т.д. без додаткових проміжних опор, зберігаючи при цьому невелику товщину стін і високі теплоізоляційні властивості огороджувальної конструкції. Тришарові конструкції зовнішніх стін з двох шарів монолітного залізобетону товщиною 5 см з ефективним утеплювачем (пінополістиролом) посередині. Така конструкція виходить легкою, з високим ступенем теплоізолюючих властивостей і обходиться значно дешевше, ніж будь-яка із застосуванням цегли.
Розробка розширюються в'яжучих, що збільшуються в об'ємі в процесі твердіння, а особливо напружуваного цементу (НЦ), дозволяє не тільки вирішувати завдання компенсації усадки, але і забезпечувати при розширенні бетону на основі НЦ одночасне натяг розташованою в ньому і зберігає з ним зчеплення арматури. При цьому в бетоні виникають врівноважують напруги стиснення - самонапруження. Важливо відзначити, що арматура розтягується незалежно від напрямку свого розташування, внаслідок чого можна створювати двовісне і об'ємне самонапруження конструкцій.
Найважливіший показник якості будь-якої залізобетонної конструкції - міцність бетону в процесі експлуатації. У бетонів на напружуючому цементі (НЦ) вона зазвичай становить 40-70 МПа, при цьому зростання міцності вельми інтенсивно триває і після 28 діб. тверднення. У цих бетонів міцність на розтяг підвищена на 20-30% в порівнянні з бетонами на портладцементе рівної міцності на стиск, що в поєднанні з самонапруження надає конструкціям підвищену тріщиностійкість.
2. Визначення їх основних характеристик
Основними властивостями легкого бетону є: * мала вага виготовлених з нього каміння; * високі тепло-і звукоізоляційні властивості; * відсутність руйнувань при забиванні цвяхів; * стійкість до багаторазового чергуванню замерзання і відтавання;
Завдяки своїй щільній структурі бетони на НЦ володіють підвищеною корозійною стійкістю, в тому числі в сульфатних середовищах.
Довговічність залізобетонних конструкцій в кліматичних умовах нашої країни в значній мірі визначається морозостійкістю бетону. Бетони на НЦ як на важких, так і на легких заповнювачах володіють високою морозостійкістю (F300-F500). Ці бетони характеризуються високим зчепленням зі старим бетоном, що особливо важливо при виконанні ремонтно-відновлювальних робіт та посилення конструкцій.
Цементний камінь НЦ і бетони на його основі завдяки структурі, ущільненої в результаті росту кристалів гидросульфоалюмінат кальцію, "армуючих" цементний камінь, є практично водонепроникними (W12-W20). Газопроникність напружуваного бетону приблизно в 40 разів менше, ніж важкого бетону на портландцементі.
Крім того, бетони на основі напружуючих цементів практично водонепроникні, що дозволяє використовувати їх при будівництві без додаткової гідроізоляції.
Перераховані властивості дозволили з успіхом застосовувати бетони на НЦ у збірних та монолітних конструкціях і спорудах в різних областях будівництва. Практичний досвід свідчить, що в більшості випадків використання таких бетонів дає можливість зводити конструкції і споруди, що перевершують за своїми технічними й експлуатаційними характеристиками аналоги з бетону на портландцементі.
3. Можливості їх ефективного застосування
Напружений легкий бетон найбільш широко застосовують для виготовлення великорозмірних і великопрольотних конструкцій, а також конструкцій багатоповерхових будівель і т. п. Використання напружених легких бетонів дозволяє знизити вагу конструкцій на 25-30%. Це дуже важливо для виготовлення великорозмірних плит покриттів, ферм, балок, прогонових споруд мостів та інших виробів, власна вага яких складає значну частку від загального навантаження. Застосування напружених легких бетонів для виготовлення плит перекриттів, панелей внутрішніх стін житлових будівель завдяки зменшенню ваги цих конструкцій знижує навантаження, що діють на колони і фундамент. Менший об'ємна вага напруженого Л.Б. в порівнянні з об'ємним вагою звичайного бетону дозволяє укрупнювати конструкції, знижувати витрати на транспортування та монтаж.
Досить ефективно використання бетону з компенсованою усадкою і в малоповерховому будівництві, у тому числі в індивідуальному (підвали, покрівлі, гаражі, басейни). Враховуючи відкрилися останнім часом можливості придбання напружуваного цементу і розширює добавки в роздрібній торгівлі.
Досить ефективно використання розширюються в'яжучих для виготовлення сухих сумішей. Область застосування таких сумішей досить широка і визначається властивостями, основними з яких, крім міцності, є: відсутність усадки при твердінні розчину, і як наслідок - відсутність тріщин, водонепроникність, активний темп набору міцності при низьких позитивних температурах (5-12 0 С), паропроникність, підвищена морозостійкість.
У 2001 р. в Москві на пл. Курського вокзалу збудоване семиповерхова будівля торгово-розважального комплексу, три його поверху - підземні. В основі будівлі - фундаментна плита площею близько 15 тис. м 2 з бетону з компенсованою усадкою з улаштуванням трьох вставок з напружуваного бетону, які бетонували в останню чергу. Спеціально проведені гідравлічні випробування стиків по контакту зі вставками підтвердили їх водонепроникність. У будівлі комплексу споруджений плавальний басейн з напружуваного бетону площею 400 м 2.
Доречно нагадати, що фундаментні плити з бетону на НЦ, зведені при будівництві у 1983-1985 рр.. будівель міжнародних банків на Новокіровском пр-ті у Москві, до цього дня успішно експлуатуються, забезпечуючи водонепроникність.
Для відведення дощової води і вологи талого снігу з величезною площі світлопрозорого покриття торгового комплексу Гостинний двір по периметру покриття влаштований водозбірний лоток з самонапруження залізобетону.
В даний час особливо актуальна проблема ремонту, реконструкції, підсилення конструкцій промислових будівель, в тому числі в процесі експлуатації без зупинки виробництва. Підвищений зчеплення зі старим бетоном, ефект розширення і розпору в суміжні елементи дозволяють новому бетону на НЦ відразу включатися в спільне сприйняття навантаження, частково розвантажуючи основну конструкцію. У ємнісних, підземних, огороджувальних конструкціях одночасно може бути відновлена їх водонепроникність.
Досвід експлуатації будівель і споруд, побудованих із застосуванням бетонів на НЦ з 1965 р., показав їх високу надійність, подальше підвищення їх несучої здатності (зростання міцності бетону до 100 МПа і більше), практична відсутність експлуатаційних витрат протягом усього терміну служби конструкцій. Бетони на основі напружуючих цементів відкривають нові можливості в будівництві, і абсолютно справедливо на Міжнародному конгресі з залізобетону у Вашингтоні напружує бетон був названий матеріалом XXI ст.
4. Розрахунок складу бетону
Вихідні дані
Розрахувати номінальний склад бетону М300 з ОК = 14 см. У якості вихідних матеріалів використовувати портландцемент М-400, ρ н.ц = 1300кг / м 3; ρ. Ц = 3,1 г / см 3; середній пісок до водоспоживання 7%; ρ н. п. = 1450кг / м 3; ρ п. = 2,65 г / см 3; гранітний щебінь з найбільшою крупністю 60 мм при дійсній щільності ρ щ .= 2,6 г / см 3 та насипною густиною ρ н.щ. = 1400кг / м 3;
1. Визначаємо В / Ц по співвідношенню між міцністю і активністю
, Тоді
де А - емпіричний коефіцієнт, що характеризує якість заповнювачів. А = 0,55
2. Визначаємо орієнтовний витрата води для забезпечення заданої легкоукладальності бетонної суміші, що дорівнює ОК = 14 см, при граничній крупності зерен щебеню 60 мм. З графіка випливає на рис 4.2.: Витрата води В = 192 л / м 3
При застосуванні щебеню витрата води збільшують на 10 л.
У = 192 +10 = 202 л / м 3
4. Знаючи В / Ц і витрата води, визначаємо витрата цементу на 1 м 3:
5. Для визначення витрати заповнювачів встановлюємо коефіцієнт розсунення зерен щебеню розчинної складової d інтерполяцією:
Визначаємо перше проміжне значення при витраті цементу 350 кг / м 3 і В / Ц = 0,537
Визначаємо друге проміжне значення при витраті цементу 400 кг / м 3 і В / Ц = 0,537
Визначаємо остаточне значення при витраті цементу 376,16 кг / м 3 і В / Ц = 0,537
. Витрата великого заповнювача (щебеню) визначаємо за формулою:
Витрата піску визначаємо, виходячи з умови відсутнього обсягу до 1000 л:
Список літератури
1. Баженов Ю. М. Технологія бетону: Навчальний посібник для вузов.-М.: Висш.школа, 1978.-455с., Іл.
2. Шестоперов С. В. Технологія бетону: Навчальний посібник для вузов.-М.: Висш.школа, 1977.-431с., Іл.
3. Бурлаков Г. С. Технологія виробів з легкого бетону: Навчальний посібник для вузов.-М.: Висш.школа, 1986.-296с., Іл.
4. Шихненко І. В. Короткий довідник інженера технолога з виробництва железобетона.-2-е вид., Перераб. І доп.-К.: Буд івельнік, 1989.-296 с.: Іл..