2. Расчёт потребности в основных материальных ресурсах на годовую программу завода

2.1 Расчет состава легкого бетона

1) Определяется расход цемента в зависимости от заданной прочности бетона, активности цемента и прочности крупного заполнителя.

2) Устанавливается начальный расход воды в зависимости от заданной удобоукладываемости, наибольшей крупности и вида заполнителя.

3) Рассчитать расход заполнителя по формуле:

З=Д-1,15*Ц, (1)

где Д- заданная плотность сухого бетона, кг/м³;

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

4) Рассчитывается количество песка:

П=r*З, (2)

где r – доля песка в смеси заполнителя (0,2-0,6).

5) Определяем расход крупного заполнителя

К_р.з.= З – П (3)

Панели ленточные рядовые В-5

1) Расход цемента:

Ц=215 кг/м³

Д=1100 кг/м³

2) Начальный расход воды:

В=210 л/м³

3) Рассчитать расход заполнителя по формуле:

З=1100-1,15*215=850 кг/м³

4) Рассчитывается количество песка:

П=0,45*850=380кг/м³

5) Определяем расход крупного заполнителя

К_р.з.=850-380=470 кг/м³

Предварительный состав керамзитобетона: Цемента – 215 кг/м³; Воды – 210 л/м³; Кварцевого песка 380 кг/м³; Керамзита – 470 кг/м³.

2.2. Расчет состава тяжелого бетона

1) Цементно-водное отношение Ц/В вычисляют, исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В <2,5

, (4)

если при расчете Ц/В окажется > 2,5, то производим перерасчет по формуле для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В>2,5

, (5)

где R_Б – марка бетона, кгс/см² (МПа);

R_б= , (6)

R_Ц – активность цемента, кгс/см² (МПа);

А и А₁ – коэффициенты, учитывающие качество материалов, определяются по таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Значение коэффициента А

№ п/п	Качество компонентов бетонной Смеси	А	А1=2/3А
1. 2. 3.	Материалы пониженного качества Материалы среднего качества Высококачественные материалы	0,55 0,60 0,65	0,37 0,40 0,43

2) Расход воды (водопотребность, л/м³) ориентировочно определяют, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Водопотребность бетонной смеси

Удобоукладыва- Емость		Водопотребность при Днб, мм
		Гравия					Щебня
Ж, Сек	ОК, См	10	20	40	70	10		20	40	70
>31 30-21 20-11 10-5 - - - -	- - - - 1-4 5-9 10-15 16-20	150 160 165 175 190 200 215 225	135 145 150 160 175 185 205 220	125 130 135 145 160 170 190 205	120 125 130 140 155 165 180 195	160 170 175 185 200 210 225 235		150 160 165 175 190 200 215 230	135 145 150 160 175 185 200 215	130 140 145 155 170 180 190 205

Примечание.

1. Расход воды приведен для бетонной смеси на портландцементе с НГТЦ=26-28 % и на песке с М_кр=2.

2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3-5 л, в большую сторону – увеличивается на 3-5 л/м³.

3. При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3-5 л, в большую сторону – уменьшается на то же значение.

4. В случае применения пуццоланового цемента расход воды увеличивается на 10 л.

3) Расход цемента на 1 м³ бетона вычисляют по уже известному цементно-водному отношению (Ц/В, кг) и определенной по таблице водопотребности бетонной смеси:

Ц = В*(Ц/В), (7)

4) Расход крупного заполнителя (щебня или гравия) определяют, исходя из двух условий:

1) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м³ уплотненной смеси, т.е.:

1м³= V_Ц + V_В + V_Щ(Г) + V_П, (8)

где V_Ц, V_В, V_Щ(Г), V_П – абсолютные объемы соответственно цемента, воды, щебня (гравия), песка, м³.

Уравнение 2.4 можно представить в виде суммы объема щебня и объема растворной части бетонной смеси:

1м³=V_Р+V_Щ , (9)

где V_Р = V_Ц + V_В + V_П

2) объем растворной части всегда несколько больше объема пустот щебня, так как необходимо обеспечить определенную подвижность бетонной смеси; отношение объема растворной части бетонной смеси к объему пустот в щебне называется коэффициентом раздвижки зерен ά, т.е.

, (10)

где V_Р – объем растворной части бетонной смеси, м³;

V_П.Щ. – объем пустот в щебне.

Из совместного решения уравнений 2.5 и 2.6 находим расчетную формулу для определения количества крупного заполнителя:

Из уравнения → V_Р =1-V_Щ =1–Щ(Г) / ρ_Щ(Г)

Из уравнения → V_Р =ά^.V_П.Щ =ά^.V_Щ.Н^.Пу_Щ =ά^.Щ(Г)/ρ_НЩ^.Пу_Щ(Г)

1 – Щ(Г) / ρ_Щ(Г) = α ^. Щ(Г) / ρ_Щ(Г) ^. Пу_Щ(Г) →

, (11)

где Пу_Щ(Г) – пустотность крупного заполнителя в рыхлом состоянии;

ρ_{Н Щ(Г)} – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

ρ_Щ(Г) – истинная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

α – коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя. Для подвижных смесей принимается по таблице 2.3а, для жестких смесей составляет 1,05 – 1,2.

5) Расход песка находим по формуле:

П₀ = [1 – (V_Ц + V_Щ + V_В)] ^. ρ_П (12)

Таблица 2.3а – Величина коэффициента раздвижки зерен щебня (гравия) в бетоне

№ п/п	Объем цементного теста, л	Значения α для бетона на		Примечание
		щебне	гравии
1 2 3 4 5 6	200 250 300 350 400 450	1,18 1,32 1,42 1,52 1,58 1,63	1,17 1,31 1,44 1,55 1,67 1,77	При промежу-точных значени-ях объема цементного тес-та значение α принимают по интерполяции.

Блоки бетонные для стен подвалов В10

1) Ц/В= +0,5 =1,04

Ц/В <2,5

R_б = =13

2) В₀=160 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 160*1,04 =170кг.

4) V_ц.т.= (170/3100) + (160/1000) =215л.

α= 1,21

Щ= 1/((1,21*0,44)/1500)+(1/2700)=1380кг.

5) П= 2650*[1 – ((170/3100)+(160/1000)+(1380/2700))]=730кг.

Оъемные элементы шахты лифта В15

1) Ц/В= +0,5 =1,33

Ц/В <2,5

R_б = =20

2) В₀=225 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 225*1,33 =300кг.

4) V_ц.т.= (300/3100) + (225/1000) =320л.

α= 1,46

Щ= 1/((1,46*0,44)/1500)+(1/2700)=1250кг.

5) П= 2650*[1 – ((300/3100)+(225/1000)+(1250/2700))]=570кг.

Панели внутренних стен В22,5

1) Ц/В= +0,5 =1,7

Ц/В <2,5

R_б = =29

2) В₀=215 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 215*1,7 =365кг.

4) V_ц.т.= (365/3100) + (215/1000) =331л.

α= 1,48

Щ= 1/((1,48*0,44)/1500)+(1/2700)=1240кг.

5) П= 2650*[1 – ((365/3100)+(215/1000)+(1240/2700))]=550кг.

Колонны легкого каркаса,верхние,рядовые В30

1) Ц/В= +0,5 =2,1

Ц/В <2,5

R_б = =38

2) В₀=190 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 190*2,1 =400кг.

4) V_ц.т.= (400/3100) + (190/1000) =319м³.

α= 1,46

Щ= 1/((1,46*0,44)/1500)+(1/2700)=1250кг.

5) П= 2650*[1 – ((400/3100)+(190/1000)+(1250/2700))]=580кг.

Плиты железобетонные для ленточных фундментов В30

1) Ц/В= +0,5 =2,1

Ц/В <2,5

R_б = =38

2) В₀=190 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 190*2,1 =400кг.

4) V_ц.т.= (400/3100) + (1900/1000) =319л.

α= 1,46

Щ= 1/((1,46*0,44)/1500)+(1/2700)=1250кг.

5) П= 2650*[1 – ((400/3100)+(190/1000)+(1250/2700))]=580кг.

Колонны двухветвевые средних рядов В40

1) Ц/В= +0,5 =2,2

Ц/В <2,5

R_б = =51

2) В₀=190 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 190*2,2 =420кг.

4) V_ц.т.= (420/3100) + (190/1000) =325л.

α= 1,47

Щ= 1/((1,47*0,44)/1500)+(1/2700)=1250кг.

5) П= 2650*[1 – ((420/3100)+(190/1000)+(1250/2700))]=560кг.

Колонны легкого каркаса,рядовые,одноэтажные В50

1) Ц/В= +0,5 =2,13

Ц/В <2,5

R_б = =64

2) В₀=190 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 190*2,13 =405кг.

4) V_ц.т.= (405/3100) + (190/1000) =320л.

α= 1,46

Щ= 1/((1,46*0,44)/1500)+(1/2700)=1250кг.

5) П= 2650*[1 – ((405/3100)+(190/1000)+(1250/2700))]=570кг.

Трубы напорные железобетонные для трубопроводов В50

1) Ц/В= +0,5 =2,28

Ц/В <2,5

R_б = =64

2) В₀=190 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 190*2,28 =435кг.

4) V_ц.т.= (435/3100) + (190/1000) =330м³.

α= 1,48

Щ= 1/((1,48*0,44)/1500)+(1/2700)=1240кг.

5) П= 2650*[1 – ((435/3100)+(190/1000)+(1240/2700))]=560кг.

Блоки наружной отделки тоннелей В60

1) Ц/В= +0,5 =2,64

Ц/В >2,5, значит производим пересчет Ц/В= -0,5 =2,7

R_б = =77

2) В₀=175 л/м³, при модуле крупности песка М_к=2.

3) Ц= 175*2,7 =475кг.

4) V_ц.т.= (475/3100) + (175/1000) =328м³.

α= 1,476

Щ= 1/((1,476*0,44)/1500)+(1/2700)=1240кг.

5) П= 2650*[1 – ((475/3100)+(175/1000)+(1240/2700))]=560кг.