По табл. 4 определяется расход воды. В зависимости от подвижности (5 см) и наибольшей крупности гравия (40 мм) расход воды будет 185 л/м3, а после корректировки расхода воды на пониженный показатель нормальной густоты 25,3 % (̶ 0,7 %) и на повышенный показатель модуля крупности песка Мк=2,9 (+0,9), расход воды получится:
В=185 – 0,7·4 ̶ 0,9·5 = 185 ̶ 2,8 ̶ 4,5 = 177,7 л
Таблица 4
Ориентировочный расход воды в бетонной смеси на плотных заполнителях при температуре смеси 20 °С
| Смесь | Жесткость по ГОСТ 10181,1- 81, с | Подвиж- ность, см | Расход воды, л/м3, при крупности, мм | |||||||
| гравия | щебня | |||||||||
| Ж4 | 31 и более | ̶ | ||||||||
| Ж3 | 21-30 | ̶ | ||||||||
| Ж2 | 11-20 | ̶ | ||||||||
| Ж1 | 5-10 | ̶ | ||||||||
| П1 | 1-4 | 4 и менее | ||||||||
| П2 | ̶ | 5-9 | ||||||||
| П3 | ̶ | 10-15 | ||||||||
| П4 | ̶ | 16 и более |
Примечание. Смеси на цементе с нормальной густотой теста 26-28 % и песке с Мк=2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону, расход воды следует уменьшить на 3-5 л/м3, большую – увеличить на то же значе-ние. В случае изменения модуля крупности песка в меньшую сторону, на каждые 0,5 его значения необходимо увеличивать, а в большую сторону – уменьшать расход воды на 3-5 л/м3.
4. Определение расхода цемента по формуле:
Ц = В: В/Ц (3)
Ц1 = 177,7: 0,46 = 386,3 кг
Ц2 = 177,7: 0,43 = 413,2 кг
Ц3 = 177,7: 0,393 =452,1 кг
5. Определение пустотности щебня по формуле:
Vпуст = 1 – (ρнас / ρист) (4)
Vпуст = 1 ̶ (ρнас / ρист) = 
= 1 – 0,448 = 0,552
6. Определение коэффициентов раздвижки зерен α по табл. 5 с исполь-зованием метода интерполяции.
Таблица 5
Оптимальные значения коэффициента α для пластичных
бетонных смесей (Bn = 7 %)
| Расход цемента, кг/м3 | Оптимальные значения коэффициента α при В/Ц | ||||
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | |
| ̶ | ̶ | 1,26 | 1,32 | 1,38 | |
| ̶ | 1,30 | 1,36 | 1,42 | ̶ | |
| 1,32 | 1,38 | 1,44 | ̶ | ̶ | |
| 1,40 | 1,46 | ̶ | ̶ | ̶ | |
| 1,50 | 1,56 | ̶ | ̶ | ̶ |
Примечание. 1. При других значениях Ц и В/Ц коэффициент α находят интерполяцией.
2. При использовании мелкого песка с водопотребностью более 7 % коэффициент α умень-шают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. Если применяется крупный песок с Вп<7 % коэффициент α увеличивают на 0,03 на каждый процент уменьшения Вп. 3. Для жёстких бетонных смесей принимается α =1,1.
После интерполяции: α1 = 1,41 для В/Ц=0,46 и Ц=386 кг/м3
α2 = 1,43 для В/Ц=0,43 и Ц=413 кг/м3
α3 = 1,45 для В/Ц=0,393 и Ц=452 кг/м3
7. Определение расхода щебня по формуле
Щ = 
, (5)
где α – коэффициент раздвижки зерен (α1 = 1,41; α2 = 1,43; α3 = 1,45);
Vпуст – пустотность щебня;
– насыпная плотность щебня, кг/л;
– истинная плотность щебня, кг/л.
Щ1 = 
= 
1061,5 кг
Щ2 = 
1051,5 кг
Щ3 = 
= 
=1042,5 кг
8. Определение расхода песка по формуле
П = (1000 ̶ Ц/ 
̶ В ̶ Щ/ 
) (6)
П1 = 2,65(1000 ̶ 386,3/3,0г/см3 ̶ 177,7л ̶ 1061,5/2,9)= 2,65·327,6=868,1 кг
П2 = 2,65(1000 ̶ 413,2/3,0 г/см3 ̶ 177,7л ̶ 1051,5/2,9)= 2,65·362,6=853,3 кг
П3 = 2,65(1000 ̶ 452,1/3,0 г/см3 ̶ 177,7л ̶ 1042,7/2,9)= 2,65·312,0=826,9 кг
9. Определение расчетной плотности бетонной смеси по формуле
= В+Ц+Щ+П (7)
= 177,7+386,3+1061,5+868,1=2493,6 кг/м3
= 177,7+413,2+1051,5+853,3=2495,7 кг/м3
= 177,7+452,1+1042,7+826,9=2499,4 кг/м3
10. Графики зависимости требуемой прочности бетона Rт и расхода
цемента от коэффициента вариации Vп (рис. 1, 2).
Рис. 1. Зависимость требуемой прочности бетона Rт
от коэффициента вариации Vп
Рис. 2. Зависимость расхода цемента Ц
от коэффициента вариации Vп
11. Определение производственного состава бетона с учетом влажнос-ти заполнителей. При влажности песка Wп = 6 % и щебня Wщ = 4 % содержа-ние воды в заполнителях будет:
в песке – 868,1·0,06 = 52,08 л
в щебне – 1061,5·0,04 = 42,46 л
Для сохранения В/Ц и заданной прочности бетона расход воды, получен-ный при расчете для сухих заполнителей, уменьшаем. Тогда расход материалов составит:
Ц = 386,3; Щ = 1061,5 + 42,46 = 1103,96 кг;
П = 868,1+52,08 = 920,18 кг; В = 177,7 – (42,46+52,08) = 83,16 кг.
Всего: 386,3+1103,96+920,18+83,16 = 2493,6 кг (соответствует 
).
Аналогично проводятся расчеты для второго и третьего составов.
12. Определение расхода материалов на один замес в бетоносмесителе с барабаном ёмкостью V = 1500 л.
12.1. Определение коэффициента выхода бетонной смеси:
βб = 
= 
= 0,55
12.2. Для бетоносмесителя с ёмкостью барабана 1500 л выход бетонной смеси из одного замеса составит:
1500· 
=1500 · 0,55 = 825 л
12.3. Расход материалов на один замес составит:
сухих влажных
Ц = 386,3·0,825 = 319 кг; Ц = 386,3·0,825 = 319 кг;
Щ = 1103,96·0,825 = 911 кг; Щ = 1061,5 · 0,825 = 876 кг;
П = 920,18·0,825 = 759 кг П = 868,1·0,825 = 716 кг;
В = 83,16·0,825 = 69 л. В = 177,7·0,825 = 147 л.
Всего 2057 кг 2057 кг.
ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Институт новых материалов и технологий
Кафедра материаловедения в строительстве
«УТВЕРЖДАЮ»
Зав. кафедрой МС
____________ Капустин Ф. Л.
«_____»____________20 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине
«Технология бетона, строительных изделий и конструкций»
Тема: «Проектирование состава тяжелого бетона»
Студент (ка)______________________________ Группа______________
Срок выполнения: с_______ по________
Разделы задания и содержание курсовой работы (для варианта №)
1. Рассчитать состав тяжелого бетона класса В при коэффициентах вариации прочности бетона Vп. ..........%; ОК.....см; Ж.......с.
Цемент: ПЦ, ППЦ, ШПЦ; НГ =......%; ρ =......г/см3; ρнас =.........кг/м3
Щебень, гравий: ρ =.....г/см3; ρнас =....... кг/м3; НК =..... мм; W =.... %
Песок, отсев: ρ =.... г/см3; ρнас =.... кг/м3; МК =....; Вп=.....%; W =....%
Рассчитать дозировку материалов на замес для бетоносмесителя с барабаном ёмкостью V =.........л
2. Построить графики зависимости требуемой прочности бетона и расхода цемента от коэффициента вариации прочности бетона проектируемого состава.
3. Описать структуру бетонной смеси и бетона проектируемого состава.
4. Рассмотреть свойства бетонной смеси, бетона _______________________________
_________________________________________________________________________
5. Дать предложение по введению в бетон модифицирующей добавки, влияющей на _______________________________________________________________________________
Объяснить механизм (принцип) действия добавки.
Примечание: Исходные данные к заданию составлены согласно приложениям № 1, 2, 3 в соответствии с указанным вариантом.
Выдал доцент В. А. Беляков
Получил студент (ка) В. В. Иванов
Приложение 1
К заданиям на курсовую работу по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций»
К расчету составов тяжелого бетона (раздел 1)
1. Характеристика составляющих бетонной смеси
| Номер варианта | Крупный заполнитель | Мелкий заполнитель | Цемент | |||||||||||||
| Вид | Плотность, кг/м3 | Наибольшая крупность, мм | Влажность, % | Вид | Плотность, кг/м3 | Водопо- требность, % | Влажность, % | Модуль крупности | Тип цемента | Наименование цемента | Нормальная густота, % | Плотность, кг/м3 | ||||
| насыпная | истинная | насыпная | истинная | истинная | насыпная | |||||||||||
| Щебень | Песок | 2,0 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 2,1 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 1,9 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Отсев | 2,3 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Песок | 1,9 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 1,1 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 0,8 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Отсев | 2,0 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Щебень | Песок | 2,1 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 2,0 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 2,2 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Гравий | Отсев | 1,9 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Песок | 1,8 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 0,8 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 2,0 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Отсев | 2,1 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Щебень | Песок | 2,2 | ЦЕМ III | ППЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 2,3 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 1,8 | ЦЕМ I | ПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Отсев | 0,7 | ЦЕМ IV | ППЦ | ||||||||||||
| Щебень | Отсев | 2,2 | ЦЕМ III | ШПЦ | ||||||||||||
| Гравий | Песок | 2,0 | ЦЕМ I | ПЦ |
Приложение 2
К заданиям на курсовую работу по дисциплине
«Технология бетона, строительных изделий и конструкций»
К расчету составов тяжелого бетона (раздел 1 и 5)
2. Характеристики бетонной смеси и бетонов
| Номер варианта | Жесткость, с Жесткость,с | Осадка конуса, см | Класс бетона, МПа | Коэффициент вариации Vп, % | Объем барабана бетоносмесителя V, л | Действие введенного модификатора на (к разделу 5) |
| - | В20 | 6, 10, 13 | Повышение прочности бетона | |||
| - | В10 | 7, 11, 14 | Ускорение схватывания и твердения | |||
| - | В12,5 | 8, 12, 15 | Замедление схватывания и твердения | |||
| - | В15 | 9, 13, 16 | Повышение подвижности бетонной смеси | |||
| - | В20 | 6, 11, 15 | Водоудерживающее свойство бет. смеси | |||
| - | В25 | 7, 12, 16 | Повышение морозостойкости | |||
| - | В30 | 8, 11, 13 | Противоморозного действия | |||
| - | В30 | 9, 12, 14 | Защитные свойства бетона к арматуре | |||
| - | В20 | 6, 12, 16 | Гидрофобные свойства стенок пор бетона | |||
| - | В15 | 7, 13, 16 | Повышение плотности бетона | |||
| - | В20 | 12, 14, 16 | Повышение подвижности бетон. смеси | |||
| - | В35 | 6, 10, 13 | Повышение прочности бетона | |||
| - | В30 | 7, 11, 14 | Ускорение схватывания и твердения | |||
| - | В25 | 8, 12,15 | Замедление схватывания и твердения | |||
| - | В20 | 9, 13, 16 | Противоморозного действия | |||
| - | В15 | 6, 11, 15 | Повышение морозостойкости | |||
| - | В12,5 | 7, 12, 16 | Защитные свойства бетона к арматуре | |||
| - | В10 | 8, 11, 13 | Гидрофобизацию стенок пор бетона | |||
| - | В15 | 9, 12, 14 | Повышение плотности бетона | |||
| - | В20 | 10, 13, 16 | Экономию цемента | |||
| - | В20 | 6, 9, 12 | Кольматирующее действие | |||
| - | В30 | 6, 11, 15 | Воздухововлекающее |
Приложение 3
К заданиям на курсовую работу
по дисциплине «Технология бетона, строительных изделий и конструкций»
Раздел 4. Рассмотреть свойства бетонной смеси, бетона
| Номер варианта | Свойства бетонной смеси, бетона |
| Реологические свойства бетонной смеси | |
| Технологические свойства бетонной смеси | |
| Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси | |
| Особенности поведения бетона под нагрузкой | |
| Прочность бетона при сжатии | |
| Прочность бетона на растяжение при изгибе | |
| Однородность бетона по прочности (коэффициент вариации прочности бетона) | |
| Первоначальная усадка бетонной смеси. Усадка бетона | |
| Деформация бетона при кратковременном нагружении | |
| Деформация ползучести бетона | |
| Температурные деформации бетона | |
| Плотность бетона | |
| Проницаемость бетона | |
| Морозостойкость бетона | |
| Теплопроводность и теплоёмкость бетона | |
| Закон водоцементного отношения | |
| Коррозия бетона 1 вида | |
| Коррозия бетона II вида | |
| Коррозия бетона III вида | |
| Коррозия арматурной стали в бетоне | |
| Пористость бетона | |
| Определение оптимального соотношения r = п/щ |