2.4. Сырье и материалы. Общие сведения о месторождении сырья.

К тротуарной плитке, изготавливаемой по ГОСТ 17608-91 "Плиты бетонные тротуарные", предъявляются жесткие требования по морозостойкости (не менее 200 циклов замораживания и оттаивания), прочности (не менее 30 Мпа), водопоглощению (не более 5 %) и истираемости (не более 0,7 г/см²). Поэтому создание материала требуемого качества начинается с подбора необходимых качественных материалов для его изготовления. Для приготовления бетона обычно используют портландцемент Цем1 42,5 Н (ГОСТ 10178-2013) в клинкере которого содержание С₃А не должно превышать 8 %. При выборе цемента желательно остановиться на каком-то одном заводе, т.к. при добавлении пигментов в бетон, краситель окрашивает не заполнители (песок и щебень), а именно цементное вяжущее. Замена поставщика и сорта цемента приводят к тому, что изменяется и конечный цвет полученного после окраски бетона. Причиной этого является разница в первоначальном цвете цемента.В качестве мелкого заполнителя следует применять строительные пески с модулем крупности не ниже 2, отвечающие требованиям ГОСТ 8736–93. В качестве крупного заполнителя следует использовать щебень из магматических горных пород (например, гранитный),отвечающий требованиям ГОСТ 8267-93.

В качестве вяжущего используем ПЦ местного производства марки Цем1 42,5 Н из ОАО «Якутцемент» , расположенного в 100 км от г.Якутска. Минералогический и химический составы, свойства портландцемента приведены в табл. 6-8.

Таблица 7

Химический состав портландцементного клинкера

SiO2	Al2O3 Fe2 O3	CaO MgO	SO3 R2O	CaO П.п.п
21,16	5,45 4,72	64,85 2,71	- 0,75	0,15 0,11

Таблица 8

Минералогический состав цемента

С3S	C2S C3A	С4AF Силикатный модуль	Глиноземный модуль	Коэффициент насыщения
58,70	16,38 6,44	14,35 2,08	1,15	0,91

Таблица 9

Физико-механические свойства цемента

Характеристика цемента, еди. изм	Метод испытания	Фактическое значение
		ПЦ 400-ДО	ПЦ 500-ДО
Остаток на сите 008, %	ГОСТ 310.2-76	7,0	11,0
Нормальная густота цементного теста, %	ГОСТ 310.2-76	26,00	24,50
Сроки схватывания: - начало, час-мин - окончание, час-мин	ГОСТ 310.2-76	1-45	2-35
		2-50	3-55
Равномерность изменения объема цемента	ГОСТ 310.2-76	Выдержано	Выдержано
1	2	3	4
Предел прочности при сж, МПа	ГОСТ 310.4-81	43,0	51,9
Предел прочности при изг, МПа	ГОСТ 310.4-81	7,3	7,9
Марка цемента		400	500

В качестве мелкого заполнителя применяем речной песок с косы р.Лена в районе с. Хатассы, вблизи от г Якутска ( 10 км ). В этих песках преобладают зерна кварца и песок в основном полевошпатово-кварцевый. Песок мелкий. Модуль крупности 1,5 – 1,89. Химический состав приведен в табл.4.

Речной песок имеет следующие характеристики:

• ρ₀= 2650–2710 кг/м³

• Нас.плотность ρ_нас=1535–1590 кг/м³ ;

• Содержание иглистых и глинистых частиц – 2,5 %;

• Модуль крупности – 0,9 ;

• Органические примеси – отсутствуют;

• Зерновой состав в % по массе: 0,315-0,63 мм – 8; 0,16-0,315 мм – 75; менее 0,16 мм – 17

Таблица 10

Химический состав речного песка

Месторождение	Химический состав, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO
C косы р.Лена	87,13–90,73	3,85–5,55	1,0–1,75	0,58–0,98
	MgO	K2O+Na2O	SO3	П.п.п
С косы р,Лена	0,14–0,24	3,24м3,89	0,11–0,13	До 0,48

В качестве крупного заполнителя использовуем известковый щебень фракции 5–10 мм, отвечающий требованиям ГОСТ 8267–82 из Мохсоголлохского завода «Якутцемент». В качестве поставщиков предпочтительны карьеры, гарантирующие отгрузку щебня гидравлической классификации (промывки) и не содержащего в момент отгрузки фракции мельче 5 мм. Марка щебня по прочности при сжатии должна быть не ниже 1000, по морозостойкости не ниже 200, рекомендуемое содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не более 25 % по массе.

Вода для бетонных смесей должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732–79.

Для заданного изделия принимают бетон марки М400. Марку вяжущего выбираем в зависимости от марки бетона. Для экономного расхода цемента необходимо, чтобы его марка превышала заданную марку примерно в 1,5 раза Для приготовления бетона обычно используем портландцемент Цем1 42,5 Н (ГОСТ 10178–2013) в клинкере которого содержание С₃А не должно превышать 8 %.

Расчет состава бетона – определение наиболее рационального соотношения между составляющими бетона, обеспечивающую при наименьшем расходе цемента получение бетонной смеси требуемой подвижности, а также бетона с заданными физико–механическими свойствами. Выбор материалов для бетона осуществляют исходя из требований предъявляемых к бетону, условий эксплуатации конструкций, особенностей технологий изготовления и экономических соображений.

Для заданного изделия принимают бетон марки М400. марку вяжущего выбираем в зависимости от марки бетона. Для экономного расхода цемента необходимо, чтобы его марка превышала заданную марку примерно в 1,5 раза Для приготовления бетона обычно используют портландцемент Цем 42,5 1Н (ГОСТ 10178–85) в клинкере которого содержание С₃А не должно превышать 8 %.

Для определения состава бетона расчет ведется в следующем порядке:

1. определяем В/Ц в зависимости от требуемой прочности:

В/Ц=А*Rц/(Rб/К1*К2+0,5А* Rц)

А - расчетный коэффициент, зависящий от частоты заполнителя

Rц–активность цемента

Rб – марка бетона

К1 и К2 м коэффициенты, учитывающие минералогический состав цемента и условия твердения.

В/Ц=0,65*500/(400/0,96*0,97+0,5*500*0,65) =0,5

2. Определяем расход воды:

В=180л на 1м³ бетона.

3. Определяем расход цемента

Ц=В/(В/Ц)=180/0,5=360 кг

4.Определим расход заполнителей:

З=П+Щ=р–(Ц+В)=2500-(360+180)=1960

Р - плотность бетонной смеси

5. Определяем расход мелкого и крупного заполнителей:

П=0,36*1960=705,6кг

Щ=0,64*1960=1254,4кг

6. Общий расход сухих компонентов:

П+Щ+Ц=705,6+1254,4+1960=3920кг

Таблица 11

Оптимальный сотав тротуарной плитки на 1 м³

Цемент, кг	Песок, кг	Щебень, кг	Вода, л	Пигмент, (3 %),кг
360	705	1254	180	10,8

Таблици 12

Расчет потребности в сырье

№	Наименование	Ед.из		Потребность сырья
				В час	В смену	В сутки	В год
1	Цемент	т		1,386	11,088	22,176	3 326,4
2	Щебень	т		4 ,827	38,623	77,246	1 086,96
3	Песок	т		2,714	21,714	43,428	6 514,2
4	Вода	л		693	5 544	11 088	1 663 200
5	пигмент	т	0,041		0,332	0,665	99,792