1554
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра промышленного транспорта, строительства и геодезии
СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО И МАТЕРИАЛЫ
Методические указания по самостоятельной работе, дисциплины «Строительное дело и материалы»
по направлению заочной формы подготовки бакалавра 250700.62 «Ландшафтная архитектура»
Воронеж 2015
2
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Кафедра промышленного транспорта, строительства и геодезии
СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО И МАТЕРИАЛЫ
Методические указания по самостоятельной работе, дисциплины «Строительное дело и материалы»
по направлению заочной формы подготовки бакалавра 250700.62 «Ландшафтная архитектура»
Воронеж 2015
3
УДК69.03
Арзуманов А.А. СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО И МАТЕРИАЛЫ. Методические указания по самостоятельной работе бакалавров заочной формы обучения для направления подготовки 250700.62 «Ландшафтная архитектура». /А.А. Арзуманов; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». Воронеж, 2015., 25 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ (протокол № от . .2015 г.)
Рецензент: доцент кафедры ТСП ВГАСУ , канд. техн. наук Л.В.Болотских
Научный редактор: д-р техн. наук, проф. С.И. Сушков
4
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на различных производствах лесной промышленности, лесного хозяйства необходимо знание курса «Строительного дела и материалов». Мастера и менеджеры на этих предприятиях являются и «заказчиками», и нередко сами руководят строительными работами.
Методические указания содержат три задания, которые позволят лучше изучить распространённые строительные материалы. Задания посвящены изучению свойств минеральных вяжущих веществ и простейшим расчётам. Так же отражены вопросы использования материалов в различных условиях эксплуатации и температурных режимах.
Каждое задание содержит теоретическую часть и контрольные вопросы для самостоятельного контроля. Необходимые рисунки создают полную картину будущей практической работы у студента.
Методические указания регламентируют общие правила оформления текстовых документов, содержат основные расчёты и содержание самостоятельной работы.
Целью данных методических указаний является дать необходимые рекомендации для выполнения самостоятельной работы студентами, обучающимися заочно по направлению «Ландшафтная архитектура».
5
Задание № 1
Тема «Расчет состава тяжелого бетона» Цель работы: произвести расчет состава бетона с заранее заданными
свойствами из составляющих с определенными исходными данными.
Бетон представляет собой искусственный строительный конгломерат, получаемый в результате рациональной по составу, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси из вяжущего вещества, воды и заполнителей. Бетон является распространенным в строительстве материалом. Его отличает высокая прочность, надежность и долговечность.
Одной из основных технологических задач является проектирование состава бетонной смеси. Разработан ряд методов проектирования состава, в том числе имеются официальные руководства, облегчающие решение этой задачи.
Расчет состава тяжелого бетона, производят по эмпирическим формулам, графикам и таблицам. В основу расчета заложена формула Боломея-
Скрамтаева: |
|
|
|
|
R |
= A R ( |
Ц |
−0,5 ) |
(1) |
28 |
ц |
В |
, |
где R28 – марка бетона;
Rц – марка цемента;
Ц/В – водоцементное отношение; А – коэффициент, зависящий от качества материалов: для заполните-
лей высокого качества – 0,65, рядового – 0,60, пониженного – 0,55. 1. Определение расхода воды
Ориентировочный расход воды в литрах на 1 м3 бетонной смеси определяется по графику на рис. 1, в зависимости от ее подвижности (осадки конуса) и наибольшей крупности заполнителя.
Так, как график составлен для гравия и песка средней крупности, то следует проводить следующую корректировку. При использовании щебня к расходу воды, определенному по этому графику, следует добавить 10 литров. При использовании мелкого песка расход воды, также увеличивается на 10 литров, а
6
если применяется крупный песок, то расход воды уменьшается на 10 литров.
Рис. 1. График водопотребности бетонной смеси при использовании гравия наибольшей крупности
а– 10 мм; б – 20 мм; в – 40 мм; г – 70 мм
2.Определение расхода цемента
Из формулы (1) следует определить водоцементное отношение при А – 0,55. После чего, зная расход воды и водоцементное, отношение вычисляется расход цемента.
3. Определение расхода заполнителей Расход заполнителей определяется из условия полного заполнения пес-
ком пустот между гранулами крупного заполнителя. В этом случае соотношение между мелким и крупным заполнителем вычисляется по формуле
Х |
=V |
|
ρнп |
α |
|
|
|
|
|||
У |
|
k ρнк , |
(2) |
где ρнп и ρнк – объемная насыпная масса соответственно песка и крупного заполнителя;
Vк – пустотность крупного заполнителя;
7
α– коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя.
Таблица 1
Зависимость коэффициента раздвижки зёрен от расхода цемента.
Расход цемента на 1 м3 |
|
|
|
|
|
Коэффициент раздвижки зерен, |
|
|||
бетона, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для щебня |
для гравия |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
1,16 |
1,17 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
1,20 |
1,23 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
1,25 |
1,30 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
1,30 |
1,37 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
1,35 |
1,42 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
|
|
1,43 |
1,50 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
1,48 |
1,57 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
|
|
1,52 |
1,63 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
1.56 |
1,70 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пустотность крупного заполнителя |
|
|
||||||||
|
V |
k |
=1 − |
ρнк |
|
|
|
|||
|
ρк , |
(3) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
где ρк – плотность крупного заполнителя. |
|
|
||||||||
Плотность смеси заполнителей |
|
|
||||||||
|
|
Х |
ρп + ρк |
|
|
|||||
ρсм = |
У |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Х |
+1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
(4) |
||||
|
|
|
|
|
У |
где ρп– плотность песка.
Суммарная масса заполнителей в 1 м3 бетона определяется по формуле:
Р =( 1000 − |
Ц |
− В) |
|
ρ |
|
||
|
, |
(5) |
|
|
ц |
где ρц – плотность цемента.
Расход крупного заполнителя (щебня или гравия) определяется по фор-
муле
8
К = |
Р |
|
|
||
|
|
||||
1 + |
Х |
|
|
||
У , |
(6) |
||||
|
|
а расход песка
П=Р-К.
4. Определение номинального состава бетона Зная расход на 1 м3 бетона, определяется его номинальный состав.
Для этого расход каждого из компонентов делится на расход цемента:
Ц |
: |
П |
: |
К |
=1 : |
П |
: |
К |
|
|
Ц |
Ц |
Ц |
Ц |
Ц |
(7) |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Определение производственного состава бетона Так как в производственных условиях используются заполнители с по-
вышенной влажностью, то их состав определяют с учетом естественной влажности Wn и Wk (песка и крупного заполнителя) в процентах:
П′= П( 1 +0,01Wп ) |
(8) |
||||
К′= К( 1 +0,01Wk ) |
(9) |
||||
Воды для производственного состава бетона необходимо уменьшить на |
|||||
количество, содержащееся в песке и крупном заполнителе |
|
||||
В′= В −( П′− П ) −( К′− К ) |
(10) |
||||
|
|
|
|
|
|
Производственный состав бетона определяется по аналогичной (7) фор- |
|||||
муле |
|
|
|
||
1 : |
П′ |
: |
К′ |
|
|
|
Ц |
|
|||
|
Ц |
(11) |
|||
|
|
|
|
|
Исходные данные для расчёта.
Вариант исходных данных определяется по трем буквам фамилии студента, его инициалам и порядковому номеру в списке групп. По используемым буквам в табл. 2 находят номера соответствующих подвариантов, а по табл. 3 вы-
9
бирают значения исходных данных, необходимых для расчета состава тяжелого бетона.
Порядковый номер в списке группы используется для определения вида крупного заполнителя. Если порядковый номер нечетный, то крупный заполни-
тель принимается из щебня, в противном случае из гравия. |
|
|
|||||
|
|
Номера подвариантов |
|
Таблица 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Используемая |
а, б, в |
г, д, е, |
ж, з, и, й |
к, л, м |
н, п, с, о, |
у, ф, х, ц, ч, |
|
буква |
|
|
|
|
р, т |
ш, щ, ъ, ы, ь, |
|
|
|
|
|
|
|
ю, э, я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
подварианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор варианта исходных данных приводится в примере расчета состава тяжелого бетона п.4.
Исходную марку цемента (Rц) следует определить
Rц = R28 + R
где R28 – марка бетона;
R – превышение марки цемента над маркой бетона.
Значение марки бетона R28 и R берутся из табл. 3 соответственно по 1- ой и 2-ой используемым буквам.
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупный |
заполнитель |
|
|||
№№ |
Марка |
Превы- |
Осадка |
Плот- |
|
|
П е с о к |
|
|
|
||||||
под- |
бетона |
шение |
конуса |
ность |
|
|
|
|
|
естест- |
|
|
|
|
|
|
|
плот- |
насып- |
|
круп |
|
плот- |
на- |
круп |
естест- |
|
||||||
вари- |
R28 |
марки |
h см |
цемента |
|
ность |
ная объ- |
|
ност |
венная |
|
ность |
сып- |
ность |
венная |
|
антов |
|
цемента |
|
ρц |
|
ρп |
емная |
|
ь |
влаж- |
|
ρк |
ная |
мм |
влаж- |
|
|
|
над |
|
|
|
кг/л |
масса |
|
|
ность |
|
кг/л |
объ- |
|
ность |
|
|
|
маркой |
|
|
|
|
кг/л |
|
|
Wп |
|
|
ем- |
|
Wк |
|
|
|
бетона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρнк, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и с п о л ь з у е м а я |
б у к в а |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по 2-ой |
|
|
|
|
|
|
|
по 1- |
По 2-ой |
по 3- |
по 4-ой |
|
по 5-ой |
По 5-ой |
|
по |
|
по 3- |
по |
по |
по 5-ой |
|
|
|
ой |
букве |
ей |
букве |
|
букве |
букве |
|
1-ой |
букве |
|
ей |
3-ей |
4-ой |
букве |
|
|
букве |
|
букве |
|
|
|
|
|
бук- |
|
|
букве |
букве |
букве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
100 |
50 |
3 |
2,95 |
|
2,50 |
1,45 |
|
круп. |
|
2,90 |
1,70 |
10 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
150 |
100 |
4 |
3,00 |
|
2,55 |
1,47 |
|
ср. |
|
2,80 |
1,60 |
20 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,0 |
|
|
|
|
|
|
3 |
200 |
150 |
5 |
3,05 |
|
2,60 |
1,50 |
|
мелк. |
|
2,70 |
1,50 |
40 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|