Для формования стеновых камней из легкобетонных смесей служат автоматизированные станки, в которых предусмотрено применение комбинированных способов уплотнения: вибротрамбование или вибропрессование.

Легкобетонные камни формуют на высокопроизводительных станках-автоматах СМТ-083.

В комплекте со станком выпускают металлические поддоны и стенные обкладки для внутренних стенок форм. На станке можно формовать блоки из бетонной смеси с различными пористыми заполнителями: аглопоритом, керамзитом, шлаковой пемзой, гранулированным шлаком и отходами от дробления известняка.

Бетонная смесь питателем подается из бункера станка в форму, размеры которой рассчитаны на одновременное изготовление четырех блоков. После заполнения формы питатель возвращается в исходное положение. Уплотнение в форме происходит при одновременном воздействии вибрации и пригруза. По окончании уплотнения пригрузочное устройство остается с пуансонами на месте, а форма поднимается. Затем автоматически поднимаются пригрузочное устройство и механизм, подающий свободные поддоны. Этот же механизм перемещает поддоны с изделиями на пост съема или на приемную каретку подавателя автоматической линии.

Тепловая обработка блоков ведется в пропарочных камерах или в автоклавах. Транспортируют блоки на этажерках, которые перемещаются электро- или автопогрузчиками.

Таблица 2 - Технологические характеристики бетона

В курсовой работе рассчитывается состав бетона В5 с подвижностью бетонной смеси 1-4 см (П1). Марка бетона: по прочности на сжатие М75, по средней плотности D1200, по морозостойкости F100.

Среднюю прочность бетона R_ср каждого класса определяют при нормативном коэффициенте вариации, равном V = 13,5% для конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного бетонов и V = 16%. ^[1]

Поданная к месту укладки бетонная смесь должна иметь:

· требуемую удобоукладываемость с отклонениями подвижности не более 30% и жесткости не более 20%;

· среднюю плотность в уплотненном состоянии, не превышающую требуемой более, чем на 5% (для легких бетонов) ;

· температуру в пределах 5-30°С, если принятой технологией не предусмотрена более высокая температура смесей

· требуемый объем вовлеченного воздуха с отклонениями не более ±10% от заданного (для смесей с воздухововлекающими добавками). ^[4]

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Рациональный выбор исходных материалов является важным фактором обеспечения требуемых технических, технологических и экономических характеристик бетона.

Для расчета состава шлакобетона выбраны следующие характеристики материалов:

1. Цемент: ПЦ М400 Д20 , с_и = 2950 кг/м³. Цемент отличается повышенной прочностью на изгиб, высокой деформативной способностью, плотностью и морозостойкостью, малой усадкой, большой прочностью на удар, малой истираемостью.

Нормальная густота цементного теста - консистенция раствора вяжущего, при которой получается тесто заданной подвижности. НГЦТ - 26, 05 %, расплыв конуса 110 мм, активность при пропаривании 28 МПа, прочность на сжатие в возрасте 28 суток 46 МПа, прочность при изгибе в возрасте 28 суток 5,5 МПа.

Таблица 2 - Химический состав цемента

Таблица 3- Минералогический состав клинкера

2. Заполнители: золошлаковые смеси, образующиеся на тепловых электростанциях при совместном гидроудалении золы и шлака в процессе сжигания углей в пылевидном состоянии и применяемые в качестве компонента для изготовления строительных растворов, а также тяжелых, легких и ячеистых бетонов для сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий.

Золошлаковые смеси состоят из зольной составляющей (частицы золы и шлака размером менее 0,315 мм) и шлаковой, включающей:

шлаковый песок - зерна размером от 0,315 до 5 (3) мм;

шлаковый щебень - зерна размером свыше 5 (3) мм.

Таблица 4 - Типы золошлаковых смесей

Насыпная плотность золошлаковой смеси должна быть не более 1200 кг/м³.

Содержание оксида кальция СаО в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 10% по массе.

Содержание оксида магния MgO в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 5% по массе.

Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO₃ в зольной и шлаковой составляющих золошлаковой смеси должно быть не более 3% по массе, в том числе сульфидной серы - не более 1 % по массе;

Содержание щелочных оксидов натрия и калия в пересчете на Na₂O в зольной составляющей золошлаковой смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 3% по массе.

При приготовлении легких бетонов следует применять крупнозернистую смесь с пористой шлаковой составляющей в качестве заполнителя при производстве шлакобетонов, в том число и стеновых камней. ^[2]

3. Добавки. В легких конструкционных бетонах можно применять добавки, рекомендуемые для тяжелых бетонов. При изготовлении изделий из конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В 3,5 - В 7,5 обязательно применение воздухововлекающих добавок (Micro Air 114) с целью снижения на 50 - 150 кг/м³ средней плотности легкого бетона плотной структуры и на 5 - 19 % его теплопроводности за счет уменьшения содержания мелкого заполнителя; улучшения удобоукладываемости, связности, однородности смеси при транспортировании и формовании; уменьшения расхода пористых водопотребных песков или зол ТЭЦ со снижением отпускной и эксплуатационной влажности бетона и повышением его долговечности. Кроме этого, можно применять пластификаторы (Суперпластификатор С-3 «FRAME C3») для снижения на 10 - 20 % водосодержания бетонной смеси и отпускной влажности бетона; гидрофобизирующие добавки (Гидрофобизатор Мастерсил 303 B) для уменьшения водопоглощения бетона в ограждающих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах; ускорители твердения (Pozzolith 555) для обеспечения требуемой распалубочной прочности при сокращенных режимах тепловой обработки.

Добавка Micro Air 114 - Воздухововлекающая добавка на основе синтетических смол.

· В отличие от обычной воздухововлекающей смолы представляет собой добавку в жидком виде, что исключает необходимость ее растворения перед применением.

· Обеспечивается возможность точного дозирования.

· Образует мелкие воздушные поры.

· Хорошо действует при применении жесткой воды.

· Не содержит в своем составе хлоридов.

· Плотность (при 20°C) с = 1010 кг/см³

Суперпластификатор С-3 «FRAME C3» ^[7]

· повышает однородность бетонной смеси;

· повышает подвижность бетонной смеси с П1 до П5;

· повышение удобоукладываемости бетонных смесей без снижения прочности и долговечности бетона;

· сокращение расхода цемента повышение морозостойкости, водонепроницаемости.

· Плотность с= 1160 кг/м³.

Гидрофобизатор Мастерсил 303 B силановый на водной основе для бетонных поверхностей от воздействия погодных условий и хлоридов, однокомпонентный;

· наносится распылителем;

· улучшает эстетичность поверхности;

· обладает устойчивостью к кислотным осадкам и ультрафиолетовым лучам;

· не влияет на паропроницаемость;

· легко применяется;

· экологически чистый.

· Плотность, с = 1010 кг/м³.

Pozzolith 555 Ускоритель схватывания бетона.

Химическая добавка Pozzolith 555 представляет собой водный раствор синтетических полимеров, который ускоряет схватывание и повышает раннюю прочность бетона. Pozzolith 555 особенно эффективен при бетонировании в холодных погодных условиях. Тесты показали, что бетон, изготовленный с использованием Pozzolith 555, обладает практически одинаковым временем затвердевания с бетоном, изготовленным с использованием 2% хлорида кальция.

· Значительно увеличивается скорость работ по бетонированию;

· Увеличивается оборачиваемость опалубочных форм;

· Обеспечиваются более быстрые сроки введения конструкций в эксплуатацию;

· Не содержит в своем составе хлоридов, поэтому не вызывает коррозию железной арматуры.

· Плотность (при 20°C) с = 1376 кг/м³.

2.1 РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА

Расчет базового состава бетона

1. Рассчитать состав В5 с подвижностью бетонной смеси 1-4 см (П1).

Марка бетона: по прочности на сжатие М75,

по средней плотности D1200,

по морозостойкости F100.

Цемент М400, с = 2950 кг/м³.

Характеристика заполнителя: золошлаковая смесь, D_наиб = 40 мм, с = 1200 кг/м³.

Марка заполнителя 600, марка заполнителя по прочности П35.

1.1 Цементно-водное отношение рассчитываем по формуле (1):

где V - коэффициент вариации (16%)

R_б - плотность бетона через 28 суток, МПа

Назначаем ориентировочный расход цемента. Расход цемента составляет 230 кг/м³, средняя плотность бетона в сухом состоянии с = 1000 кг/м³. ^[8]

Назначаем ориентировочный расход воды в соответствии с заданным показателем подвижности бетонной смеси. Расход воды принимаем 190 л/м³. ^[9]

Рассчитываем ориентировочный расход заполнителей, исходя из заданной средней насыпной плотности бетона в сухом состоянии, по формуле (3):

где З - суммарный расход песка и крупного заполнителя на 1м³ бетона, кг;

с₀ - заданная плотность сухого бетона кг/м³;

1,15Ц - масса цементного камня в бетоне с учетом химически связанной гидратной воды, кг.

.

Проверка правильности расчета состава бетона производят по формуле (4):

Расчет щебня и песка в составе золошлаковой смеси производится по формулам (5) и (6):

где П - расход песка на 1 м³ бетона, кг;

с^н_п , с^н_к - насыпная плотность соответственно песка и щебня, кг/м³;

r - доля песка по объему в смеси заполнителя, r = 0,4

2.2 РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА С ДОБАВКАМИ

Расход воды определяют по формуле (7):

Где В₁ - расход воды на 1 м³ бетонной смеси с добавкой, л;

к - коэффициент эффективности введения добавки;

В - расход воды на 1 м³ бетонной смеси без добавки.

Расход цемента на 1 м³ бетонной смеси рассчитывают по формуле (8):

2.3 РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОНА С ДОБАВКОЙ

· Micro Air 114 (снижение водопотребности на 5%).

Расчет заполнителей производится по формуле (4):

· С-3 «FRAME C3» (снижение водопотребности на 10%).

· Мастерсил 303B (снижение водопотребности на 8%).

· Pozzolith 555 (снижение водопотребности на 3%).

Таблица 5 - Расходы материалов на 1 м³ бетона.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТАВОВ БЕТОНА

Технико-экономическая оценка составов бетона производится по формулам (9) и (10):

где С_б - изменяющаяся часть себестоимости 1 м³ бетона, руб/м³;

С_ц, С_щ, С_в, С_п и С_д - стоимость единицы продукции соответственно цемента, песка, щебня, воды и добавки, руб.;

Ц, П, Щ, В и Д - расходы цемента, песка, щебня, воды и добавки на 1 м³ бетона;

С_уд - удельные затраты на создание линии по приготовлению добавки, руб (принимается в размере одного процента от стоимости 1 м³ бетона).

где Э_в - энергозатраты на 1 м³ бетона, кг услов. топл/м³;

Э_щ, Э_п,Э_ц, Э_в - энергозатраты на производство единицы продукции соответственно цемента, песка, щебня, воды, кг услов.топл.

Результаты расчетов представлены в таблице 6 и 7.

Таблица 6-Расчет изменяющейся части себестоимости 1 м³ бетонных смесей различного состава и экономического эффекта от введения добавок.

Таблица 7 - Расчет энергозатрат на производство материалов для 1 м³ бетонных смесей различного состава.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ