-
Введение
Дает общее представление о выполненной курсовой работе, о задачах, которые решал студент, выбранных путях их решения и полученных (важнейших) результатах, о примененных новшествах, нетрадиционных подходах (приемах), экономической эффективности, мероприятиях по повышению качества (долговечности) строительных конструкций (бетона) и т.д.
-
Характеристика условий ведения бетонных работ
Указывают объект работ, климатические условия их ведения, удаленность объекта от места приготовления бетонной смеси, условия ее транспортирования, необходимость и наличие дополнительной переработки, способ подачи и укладки смеси в опалубку, общую характеристику режима твердения бетона, типа опалубки.
-
Вид конструкции, требования к бетону
Разрабатывают и приводят в разделе (в конце записки) рабочий и опалубочный чертежи конструкции (захватки), дают их описание (конструктивные особенности), обосновывают выбор типа опалубки или бортоснастки с учетом конструктивных особенностей бетонируемого элемента и других условий ведения работ.
Формируют требования к бетону: проектная прочность (критическая прочность – для зимнего периода; распалубочная – летнего), водонепроницаемость, морозостойкость, коррозионная стойкость (например, при наличии агрессивных реагентов в грунтовых водах), истираемость (для полов, элементов мощения, дорожного полотна и т.д.), темп твердения (роста прочности) бетона и планируемый период оборачиваемости опалубки и т.д.
4. Требования к материалам
Приводят требования к цементу, крупному и мелкому заполнителям и воде применительно к условиям ведения работ по п.п. 2 и 3.
Обосновывают (при необходимости) применение химических и минеральных добавок в бетон.
Выбирают необходимые материалы и дают краткое описание их свойств и характеристик, необходимых для расчета состава бетона.
5. Расчет состава бетона
Производят расчет состава бетона аналитическим методом и на ЭВМ способом, учитывающим его структурные и технологические особенности, применительно к условиям бетонирования по разрабатываемому проекту.
Рассчитывают величину предельного напряжения сдвига бетонной смеси, а на этой основе – минимально необходимую продолжительность виброуплотнения бетона .
Принимают объем смесителя для приготовления бетонной смеси, определяют объем бетона одного замеса и среднюю производительность бетоносмесительной установки (в м3/мин).
6. Расчет температурного режима транспортирования бетонной смеси
В случае ведения работ при положительной температуре обосновывают мероприятия и условия транспортирования бетонной смеси, предотвращающие потери ее формуемости.
При работе в зимний период необходимо рассчитать требуемую температуру бетонной смеси на выходе из смесителя tсм, которая обеспечит нормальные условия ее транспортирования на объект и укладки в опалубку, по формуле
0С, (1)
где tб.н. – температура бетонной смеси нормативная (С), т.е. требуемый нижний предел температуры смеси по завершении укладки ее в опалубку либо выгрузки из транспортного средства в приемный бункер для подогрева перед подачей в опалубку;
tб.н. 0С (рекомендуется 2…5С) – в случае последующей тепловой интенсификации твердения бетона или применения предварительного разогрева смеси перед укладкой в опалубку (кроме нагнетательных способов подачи);
tб.н. 20С – при подаче бетонной смеси в опалубку нагнетательными способами;
tн.в. – температура наружного воздуха, С;
, дол. ед., составляют потери температуры бетонной смесью на протяжении технологического цикла, включающего все операции, от выгрузки ее из смесителя в транспортное средство до отделки и влаго-, теплоизоляции поверхности забетонированной конструкции (или до перегрузки смеси из транспортного средства в бункер для разогрева перед укладкой в опалубку, если используется предварительный разогрев бетона).
Потери температуры бетонной смеси на отдельной i-ой операции технологического цикла доставки ее на объект и укладки в опалубку определяют по формуле
д.ед., (2)
где - относительное снижение температуры смеси в процессе выполнения i-ой операции за 1 минуту при разнице температур смеси и наружного воздуха в 1С (С/Смин), значения которого приведены в таблице 1;
- продолжительность i-ой операции в минутах.
Таблица 1
Значения
№ п/п
|
Наименование и условия выполнения операций
|
С/С . мин
|
1
|
2
|
3
|
1
|
Загрузка (погрузка или перегрузка) смеси 1 раз
|
0,032
|
2
|
Транспортирование смеси:
самосвалами:
до 2 м3
до 3,2 м3
автобетоновозом с теплоизоляицией кузова (до 3,2 м3)
автобадьевозом (до 1,6 м3)
автобетоносмесителями:
до 2,5 м3
до 3,5 м3
до 5 м3
более 5 м3
то же в зимнем исполнении
|
0,003
0,0025
0,00022
0,0009
0,0024
0,0019
0,0014
0,001
0,0014
|
3
|
Подача смеси к месту укладки в опалубку (в 0С / 0С.м):
-
нагнетательные методы, по бетоноводу на 1 м длины без утепления
-
с утеплением
-
в поворотных (неповоротных) бункерах (бадьях) краном на высоту Н, м, на каждый метр
-
шахтным подъемником в утепленной шахте высотой Н, м, на каждый метр
|
0,003
0,001
0,0022
0,001
|
1
|
2
|
3
|
4.
|
Укладка и уплотнение бетона в конструкцию с минимальным размером или толщиной слоя бетона, в м:
0,06
0,10
0,15
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
|
0,03
0,018
0,012
0,009
0,007
0,006
0,004
0,003
|
5.
|
Отделка (заглаживание) и гидротеплоизоляция поверхности, на 1 м2 (в 0С / 0С. м2).
Установка электродов после укладки бетона, за 1 мин
|
0,001
|
6.
|
Подключение электродов, греющих проводов, намотка провода индуктора и его подключение после гидро-, теплоизоляции бетона
|
0,0004
|
Методика расчета температуры бетонной смеси
на выходе из смесителя
6.1. Разрабатывают пооперационный график ведения работ (операций) технологического цикла доставки бетонной смеси на объект и укладки в опалубку в форме таблицы 2.
Таблица 2
Пооперационный график работ
№ п/п
|
Наименование операций
|
Условия вы-полнения работ, механизмы (вид, производитель-ность, грузо-подъемность и т.д.)
|
Расстояние тран-спортирования Lтp (Н) или перемещения, км (м); объем работ, м3(м2); скорость вы-полнения работ; рас-четные формулы
|
Продол-житель-ность операции, , мин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
В графы табл. 2 заносят названия операций в их технологической последовательности и известные исходные данные, которые затем дополняют справочными характеристиками принимаемого для выполнения работ оборудования (механизмов) и расчетными данными о продолжительности отдельных операций технологического цикла транспортирования и укладки бетонной смеси.
6.2. Определяют расчетную продолжительность операций технологического цикла и относительные потери температуры бетонной смесью по следующей (примерной) схеме.
6.2.1. Время приготовления и загрузки бетонной смеси:
пр = Vбет/Пмин, мин, (3)
где Vбет – объем бетонной смеси в м3, перевозимой транспортным средством за один рейс (принимают по характеристике транспортного средства и конкретным условиям производства работ);
Пмин – производительность смесителя бетоносмесительного узла (БСУ), м3/мин, которую определяют из зависимости
Пмин = Vсм n/60, м3/мин, (4)
где Vсм – объем смесителя на БСУ, м3;
-
- коэффициент выхода бетона, значение которого определяют при расчете состава бетона или принимают по данным табл. 3;
n - нормируемое количество замесов бетоносмесителя в час с учетом конкретных условий приготовления бетона, которое принимают по табл. 3.
Таблица 3.
№ п/п
|
Наименование
|
Ед.
измерен.
|
Норма по ОНТП-07-85
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1.
|
Расчетное количество замесов в час для приготовления на плотных заполнителях тяжелых бетонных и растворных смесей с автоматизированным дозированием составляющих:
-
бетонные смеси, изготавливаемые в смесителях принудительного действия (жесткие и подвижные)
-
Бетонные смеси, изготавливаемые в смесителях гравитационного действия:
а) при объеме готового замеса бетонной смеси 500 л и менее:
- подвижностью 1…4 см
|
замес
-“-
|
35
25
|
|
- подвижностью 5…9 см
|
-“-
|
27
|
- подвижностью 10 см и более
|
-“-
|
30
|
б) при объеме готового замеса бетонной смеси более 500 л :
|
|
|
- подвижностью 1…4 см
|
-“-
|
20
|
- подвижностью 5…9 см
|
-“-
|
22
|
- подвижностью 10 см и более
|
-“-
|
25
|
- растворные смеси
|
-“-
|
25
|
1
|
2
|
3
|
4
|
2.
|
Расчетное количество замесов в час для приготовления легких бетонных смесей в бетоносмесителях принудительного действия с автоматизированным дозированием составляющих при плотности бетона в высушенном состоянии:
|
|
|
- более 1700 кг/м3
|
замес
|
20
|
- от 14000 до 17000 кг/м3
|
-“-
|
17
|
- от 1000 до 1400 кг/м3
|
-“-
|
15
|
- 1000 кг/м3 и менее
|
-“-
|
13
|
3.
|
Коэффициент () выхода смесей в плотном теле:
|
|
|
- бетонных тяжелых и легких (только для конструкционного бетона)
|
-
|
0,67
|
- легких (для конструкционно-теплоизоляционного бетона)
|
-
|
0,75
|
- растворных
|
-
|
0,80
|
6.2.2. Время загрузки бетонной смеси в транспортное средство определяют по зависимости
мин, (5)
где - время выгрузки бетоносмесителя, мин, принимаемое равным 0,25…0,5 мин для смесителей принудительного действия и 0,25 мин для гравитационных смесителей;
nзам – количество замесов бетоносмесителя, необходимое для загрузки транспортного средства на 1 рейс, то есть: nзам = Vбет/Vсм .
Время загрузки бетонной смеси в расчетах следует выделять из общих затрат времени на ее приготовление и выгрузку, так как при свободном падении через холодный воздух смесь наиболее интенсивно охлаждается (см. данные табл. 1).
Время, которое бетонная смесь будет накапливаться в транспортном средстве во время его нахождения на БСУ под погрузкой (за вычетом времени загрузки смеси), в расчетах следует суммировать со временем перевозки бетонной смеси для определения общих потерь ее температуры в этот период. Относительное снижение температуры бетонной смеси ( ) при этом принимают по п. 2 табл. 1. Таким же образом учитывают возможный период ожидания перед выгрузкой смеси на объекте.
6.2.3. Время транспортирования бетонной смеси:
тр= , мин (6)
Lтр - расстояние транспортирования, км;
при - средней скорости транспортирования, принимаемой равной 30 и 15 км/ч для дорог с жестким и мягким покрытием соответственно.
Суммарные затраты времени при погрузке, транспортировании и ожидании выгрузки бетонной смеси определяют по зависимости
2 = пог +тр+ож, мин, (7)
где пог = тр - 1, время нахождения транспортного средства на погрузке за вычетом времени загрузки в его бетонной смеси, мин.
6.2.4. Время выгрузки бетонной смеси в приемное устройство (бункер, бадью) на объекте:
3 = , мин (8)
где - скорость выгрузки транспортных средств, принимаемая для автобетоносмесителей 0,25…1,0 м3/мин, для прочих транспортных средств рекомендуемые значения: 0,5…2,0 м3/мин.
6.2.5. Относительные потери температуры бетонной смесью при подаче ее в опалубку ( ) определяют исходя из длины бетоновода (трубопровода), при использовании бетононасосов или пневмонагнетательных установок (агрегатов), либо с учетом расстояния (высоты) перемещения бункеров (бадей) кранами или подъемниками. Расчет ведут по зависимостям
С; (9)
С; (10)
где и - соответственно, относительное снижение температуры бетонной смеси при подаче ее в опалубку по бетоноводу или в бункере (бадье) краном или подъемником на 1 м ее перемещения (по п. 3, табл. 1), С/С.м;
б и Н – длина бетоновода или расстояние (высота) подачи бункера (бадьи) краном или подъемником, м.
6.2.6. Время укладки и уплотнения бетона определяют по зависимости
5 = , мин (11)
где - объем (м3) укладываемого слоя бетона, при рекомендуемой его высоте до 400 мм для смесей на заполнителях плотных горных пород и до 200 мм для смесей на пористых легких заполнителях (допускаемая высота слоя бетона - не более 1,25 ℓвибр., где ℓвибр. – длина вибровозбудителя глубинного вибратора);
П – производительность, с которой укладывается в опалубку (захватку) бетон, м3/мин.
Производительность определяют на основании необходимого времени вибрирования бетона, которое рассчитывают по формуле И.Н.Ахвердова – В.П. Лукьянова (или по иным, научно обоснованным зависимостям):
с (12)
где Кв – коэффициент, зависящий от параметров вибрирования; Кв ~0,05; 0,02 и 0,024 при частоте колебаний f ~ 50; 150 и 200 Гц соответственно, доли ед.;
- предельное напряжение сдвига бетонной смеси в Па, которое рассчитывают по данным подбора состава бетона (его ориентировочное значение для бетонных смесей подвижностью марок П1…П4 соответствует, примерно, 1500…500 Па);
 - объем (м3) растворной составляющей в бетоне, равный: или , где - абсолютный объем щебня в бетоне при его содержании (расходе) по массе в 1 м3 – Щ, и плотности зерен горной породы .
При уплотнении укладываемого бетона с помощью навесных вибраторов производительность будет соответствовать объему слоя бетона, отнесенному ко времени его распределения в опалубке и виброуплотнения.
Производительность работы с глубинным вибратором определяют по формуле
м3/мин (13)
где коэффициент использования вибратора, принимаемый равным 0.85;
b – ширина слоя уплотняемой смеси в опалубке, м, (при b>R, принимают равным R);
R – радиус действия вибратора, м, который принимают по справочным данным, в расчетах допускается принять 0,5 м ;
h – высота слоя уплотняемого бетона, м;
- минимально необходимое время вибрирования, мин;
- время перестановки вибратора (5…10 с).
Производительность при укладке и уплотнении бетона с помощью виброреек определяют, относя объем бетона захватки к времени распределения бетонной смеси в направляющих и виброуплотнения бетона. Следует учитывать, что параметры вибрирования виброреек характеризуются частотой 50 Гц, а высота укладываемого слоя бетона должна быть не более 250 мм при однослойном расположении арматуры (по высоте конструкции) и 120 мм – при расположении арматуры в 2 слоя. При больших толщинах слоев бетона его следует вначале уплотнять глубинным вибратором, а затем – виброрейкой. В последнем случае производительность определяют с учетом общих затрат времени на уплотнение бетона.
6.2.7. Относительные потери температуры бетонной смеси при отделке (заглаживании), гидроизоляции неопалубленной поверхности захватки или конструкции, установки электродов (если она осуществляется после укладки бетона), а также при подключении электродов или греющих проводов к сети, намотке (сборке) и подключении индуктора, т.е. при выполнении операций после гидро-, теплоизоляции бетона, определяются по формуле
, (14)
где и - соответственно, относительное снижение температуры смеси в процессе выполнения операций по заглаживанию и гидро-, теплоизоляции открытой поверхности бетона, ( 0С/ 0С . м2), и операции по установке электродов (п.5, табл. 1), а также при выполнении операций после гидро-, теплоизоляции неопалубленной поверхности бетона (п. 6, табл. 1), 0С/ 0С . мин;
F – площадь неопалубленной поверхности бетона захватки или конструкции, м2;
- время установки электродов и подключение их к сети (время навивки обмотки индуктора или сборки ее из инвентарных элементов; подключения греющих проводов и др.) соответственно, мин.
6.2.8. Определяют суммарные относительные потери температуры бетонной смеси на всех технологических переделах (операциях) цикла доставки и укладки ее в опалубку по зависимости
, (15)
или, в случае доставки на объект и выгрузки в бункеры (бадьи) для предварительного разогрева, по формуле
, (16)
где и - относительное снижение температуры смеси в процессе выполнения операций ее загрузки, транспортирования, выгрузки в бункер (бадью, приемное устройство) и укладке бетонной смеси в опалубку соответственно (по табл. 1), 0С/ 0С . мин;
и - время выполнения операций загрузки, транспортирования, выгрузки и укладки смеси в опалубку, мин;
и - относительные потери температуры бетонной смеси при подаче ее в опалубку (п. 6.2.5) и при выполнении финишных работ (п. 6.2.7).
6.2.9. Определяют требуемую температуру бетонной смеси на выходе из смесителя по формуле (1) на основании полученного значения , принятой величине температуры бетона к началу прогрева или предварительного разогрева его перед укладкой в опалубку ( ), с учетом фактической (или расчетной) температуры наружного воздуха ( ).
Обосновывают мероприятия по приданию бетонной смеси требуемой температуры и предотвращению снижения (потери) ее формуемости, если уровень разогрева превышает 25 0С при продолжительности операций транпортирования и выгрузки на объекте более 20 мин, а также в случае применения цемента с содержанием или химических добавок, ускоряющих схватывание бетона.
7. Технология и оборудование для ведения бетонных работ
Дают краткую характеристику организационно-технологической схемы выполнения отдельных операций технологического цикла, приводят технические характеристики выбранного оборудования (транспортных средств) в соответствии с данными табл. 2 (п. 6.).
7.1. Приготовление и транспортирование смеси
Описывают принятый способ приготовления смеси, характеристики бетоносмесителей, условий загрузки смеси в транспортное средство; тип и технические характеристики выбранных транспортных средств.
7.2. Прием и подача смеси в опалубку
Отражают организацию приема смеси на объекте, наличие дополнительной обработки смеси (восстановление формуемости, введение химических добавок, разогрев), способ подачи ее в опалубку, применяемое оборудование (технические характеристики).
Расчет бетоновода при нагнетательных методах
подачи смеси в опалубку
7.2.1. Разрабатывают и приводят в записке схему бетоновода.
7.2.2. Рассчитывают значение предельного напряжения сдвига бетонной смеси по данным расчета состава бетона:
(17)
где - относительное содержание песка в суммарном объеме заполнителей (дол. ед.);
g = 9,806 м/с2 - ускорение свободного падения;
- средняя плотность зерен смеси заполнителей; для кварцевого песка и гранитного щебня соответствует 2670 кг/м3;
- средняя плотность цементного геля; в расчетах допускается принимать примерно равной: 1850, 1950, 2050 кг/м3, для смесей с ОК = 6…10 см, до 5 см и жестких соответственно.
Прочие обозначения соответствуют принятым в расчете состава бетона.
7.2.3. Определяют расчетный диаметр бетоновода из выражения
, м, (18)
где Q – расчетная (принятая) подача бетона (расход) на 1 час, м3/час;
V – рекомендуемая скорость движения смеси в бетоноводе 1…5 в м/с, в зависимости от принятой производительности подачи бетона.
= 3,14.
Принимают бетоновод, внутренний диаметр которого обеспечивает условия по формуле (18) и соответствует данным табл. 4 при соблюдении соотношения наибольшего зерна крупного заполнителя.
7.2.4. Определяют расчетные потери давления в бетоноводе
, Па, (19)
где = 1,4 – для смесей с ОК= 6…10 см, учитывает влияние сил инерции;
- длина прямолинейных участков бетоновода, включая величину Н, (м), определяемая геометрически по принятой схеме бетоновода или по зависимости
, м, (20)
где - длина переходного конуса (в расчетах допускается принять 1м);
- количество поворотов бетоновода радиусом , м;
- угол поворота бетоновода в градусах;
- внутренний радиус бетоновода, м;
- высота подъема смеси, м;
- средняя плотность смеси, кг/м3;
= 9,806, м/с2;
- коэффициенты местного сопротивления отдельных участков бетоновода, приведенные в таблице 4.
Таблица 4
Значения *
Диа-метр бето-ново-да, м
|
=30 0
|
= 60 0
|
= 90 0
|
При Ri, , в м:
|
2,0
|
1,5
|
1,0
|
0,5
|
2,0
|
1,5
|
1,0
|
0,5
|
2,0
|
1,5
|
1,0
|
0,5
|
0,080
|
14,4
|
28,8
|
43,2
|
57,6
|
32,4
|
64,8
|
97,2
|
129,6
|
55,5
|
111,0
|
166,5
|
222,0
|
0,100
|
10,8
|
21,6
|
32,4
|
43,3
|
24,2
|
48,4
|
72,6
|
96,8
|
41,6
|
83,2
|
124,7
|
166,4
|
0,125
|
9,0
|
18,0
|
27,0
|
36,0
|
20,2
|
40,4
|
60,6
|
80,8
|
35,0
|
70,0
|
105,0
|
140,0
|
0,150
|
7,2
|
14,4
|
21,7
|
28,9
|
16,1
|
32,2
|
48,4
|
64,4
|
27,7
|
55,4
|
83,1
|
110,8
|
* Для переходных конусов (lкон ~1 м) к диаметрам бетоноводов: 0,08; 0,100; 0,125 и 0,150 м и равны: 220; 200; 180 и 160 (для поворотного переходного конуса значения умножают на 1,5).
7.2.4. Определяют рабочее давление подачи бетонной смеси
, МПа (21)
где - коэффициент, учитывающий влияние случайных факторов (табл. 5).
Таблица 5
Значения 
Общая длина бетоновода, м
|
до 100
|
до 150
|
до 200
|
до 250
|
300
и более
|
Значения
|
1,15
|
1,25
|
1,35
|
1,45
|
1,55
|
Поделитесь с Вашими друзьями: |