Решение:
Термическое сопротивление, R0, наружного ограждения здания будем вычислять по следующей формуле:
R0 = Rв + ∑Rт + ∑Rв.п. + Rн.
Где:
Rв – сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности.
Rв = 0,133 (м · °С)/Вт.
Rн – сопротивление теплоотдаче наружной поверхности.
Rн = 0,043 (м · °С) /Вт.
∑Rв.п. – суммарное термическое сопротивление воздушных прослоек.
∑Rв.п. = 0
∑Rт – суммарное термическое сопротивление всех материальных слоев ограждения.
Rт = δ /λ
Где:
δ – толщина отдельного слоя многослойного ограждения, м (из условия)
λ – коэффициент теплопроводности материала (из условия)
1) Сопротивление теплопередачи стены выполненной из ячеистого бетона будет равно:
R0 = 0,133 + (0,01/0,93 +0,51/0,22 +0,01/0,81) + 0 + 0,043 = 2,517 ((м · °С)/Вт).
2) Сопротивление теплопередачи стены выполненной из керамического полнотелого кирпича будет равно:
R0 = 0,133 + (0,01/0,93 +0,51/0,7 +0,01/0,81) + 0 + 0,043 = 0,928 ((м · °С)/Вт).
Вывод: Сопротивление теплопередаче стены выполненной из ячеистого бетона в 2,5 раза выше сопротивления стены из керамического полнотелого кирпича, следовательно, ячеистый бетон – более эффективный теплоизоляционный материал для наружных стен здания.
Подобрать состав раствора марки 150 для наземной кладки из крупных блоков. Подвижность растворной смеси 8 см. Раствор цементный с противоморозной добавкой поташа.
Характеристика исходных материалов: Портландцемент ПЦ, марка по прочности 400, насыпная плотность 1200 кг/м3. Песок насыпной плотностью 1420 кг/м3. Добавка поташа 10 % от массы цемента.
Решение:
Расчет ориентировочного состава раствора.
1. Определяем расход цемента на 1м3 песка по массе Qц, в кг и объему Vц, в м3 :
Qц = Rц Qц / Rц.ф. · 1000 =14:40,0 · 1000 = 350 кг;
Vц = Qц / ρ н.ц.= 350/1200 = 0,2917 м3 .
2. Определяем ориентировочный расход воды В, кг:
В = 0,5(Qв + Qд) = 0,5 (350 + 0) = 175 кг.
3. Определяем расход песка Qп, кг:
Qп = 1 · 1420 = 1420 кг.
В результате произведенных расчетов получим следующий ориентировочный состав раствора, в килограммах на 1 м3 песка:
Цемент…………….350
Вода……………….175
Песок……………..1420
Всего 1975
Рассчитываем необходимое количество добавки поташа:
По условию добавка поташа составляет 10% от массы цемента. Это составит:
350 · 0,1 = 35 кг. Поташ вводим в виде водного раствора примерно 20 % концентрации с содержанием безводного вещества 0,238 кг в 1 л раствора. Плотность такого раствора при температуре 20 °С составляет 1,190 г/см3.
Расход добавки поташа в виде 20% -ного водного раствора равен
35:0,238 = 147,06 л, или 147,06 · 1,190 =175 кг
Расход воды для приготовления растворной смеси с добавкой поташа составит Вд = 175-175=0 кг, расход песка 1420 – 35 =1385 кг.
В результате добавки 20% раствора поташа в раствор получим следующий расход материалов в килограммах на 1 м3 раствора:
Цемент…………………..350
Песок…………………...1385
Водный раствор поташа
20% концентрации……...175
Определяем расход материалов кг, на замес растворомешалки вместимостью 0,375 м3 :
Цемент………………….350 · 0,375 = 131
Песок…………………..1385 · 0,375 = 519
Раствор поташа…………175 · 0,375 = 66.
Жизнеспособность – свойство бетонной смести сохранить необходимую удобоуклады-ваемость с момента ее приготовления до укладки в конструкцию. Она зависит от сроков схватывания цемента, В/Ц, температуры воздуха, вводимых добавок. Чем быстрее схватывается цемент, тем меньше жизнеспособность бетонной смеси. С уменьшением В/Ц жизнеспособность бетонной смести сокращается, с увеличением – повышается. При повышенной температуре жизнеспособность бетонных смесей уменьшается, а с понижением - увеличивается. Химические добавки, изменяющие сроки схватывания цементов, изменяют и жизнеспособность бетонных смесей. Ускорители твердения – нитрат кальция, сульфат натрия, хлорид кальция – сокращают жизнеспособность бетонных смесей; замедлители схватывания – сахарная патока, лигносульфонаты технические – увеличивают их жизнеспособность.
Удобоукладываемость – это способность бетонной смести заполнять форму бетонируемого изделия под действием сил тяжести или вибрации. Она оценивается показателями подвижности или жесткости. Подвижность определяется в сантиметрах по величине осадки стандартного конуса. Для смесей, не имеющих осадки конуса, определяется жесткость в секундах на специальных приборах.
По удобоукладываемости бетонные смеси подразделяются на марки, приведённые в таблице:
| Марки по удобо-укладываемости | Норма удобоукладываемости по | Марки по удобо-укладываемости | Норма удобоукладываемости по | ||
| Жёсткости, с | Подвижности, см | Жёсткости, с | Подвижности, см | ||
| Сверхжесткие смеси | Низкопластичные смести | ||||
| СЖ3 | Более 100 | -- | П1 | 4 и менее | 1-4 |
| СЖ2 | 51-100 | -- | П2 | ---- | 5-9 |
| СЖ1 | 41-50 | -- | Пластичные | ||
| Жесткие смеси | П3 | 10-15 | |||
| Ж4 | 31-40 | -- | П4 | ---- | 16-20 |
| Ж3 | 21-30 | -- | Литые | ||
| Ж2 | 11-20 | П5 | ---- | 21 и более | |
| Ж1 | 5-10 | -- | |||
Назначение удобоукладываемости бетонной смеси зависит от толщины конструкции, насыщенности ее арматурой, способов подачи и уплотнения бетонной смеси. На удобоукладываемость бетонных смесей оказывает влияние содержание цементного теста, воды, вид цемента, крупность и форма зерен заполнителей, соотношение между крупным заполнителем и песком, чистота заполнителей, поверхностно-активные добавки.
Содержание цементного теста. Чем больше в бетонной смеси цементного теста (цемент + вода), тем выше ее удобоукладываемость. Цементного теста должно быть достаточно для заполнения пустот и обволакивания зерен заполнителей с некоторой раздвижкой. С толщиной слоя трение между зернами уменьшается, и удобоукладываемость бетонной смеси повышается.
Подвижность смеси при расходе цемента от 200 до 400 кг/м3 зависит, в основ-ном, от расхода воды. Эта закономерность называется законом постоянства водопотребности.
Содержание воды. С повышением содержания воды подвижность бетонной смеси увеличивается. Однако ее количество дложно быть оптимальным, с тем, чтобы не происходило расслоения, которое сопровождается осаждением заполнителей и выделением воды на поверхности уложенного бетона. В бетоне на портландцементе этого не происходит при В/Ц не более 1,65 нормальной густоты цементного теста. Добавки могут изменить эту границу. Следует иметь также в виду, что с повышением расхода воды при постоянном расходе цемента увели-чивается В/Ц и прочность бетона уменьшается.
Вид цемента. Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от нормальной густоты цементного теста. Так, пуццолановые портландцементы, в особенности с добавками диатомита и трепела, имеют высокую НГЦТ, образуют более вязкое цементное тесто, и бетонные смеси на них имеют худшую удобоукладываемость по сравнению со смесямина портландцементе.
Крупность заполнителей. С повышением крупности щебня, гравия, песка сум-марная площадь их зерен уменьшается. Требуется меньше цементног теста, чтобы обволоч зерна, толщина прослоек между зернами увеличивается, и удобоукладываемость бетонной смеси повышается.
Соотношение между крупным заполнителем и песком должно быть оптимальным с таким расчетом, чтобы пустотность их смеси была как можно меньше. При повышенном содержании песка удельная поверхность зерен повышается, и бетон-ная смесь становится мене подвижной.
Форма зерен заполнителя. Лучшую удобоукладываемость имеют бетонные смеси на заполнителях с гладкой поверхностью – гравии и речном или морском песке по сравнению с бетонными смесями на щебне и горном песке.
Чистота заполнителей. Пылевидные, и особенно глинистые, частицы в заполни-телях отрицательно влияют на удобоукладываемость бетонных смесей. Они имеют большую удельную поверхность и повышенную водопотребность.
Поверхностно-активные добавки. Применение ПАВ, и в особенности пластификаторов, является одним из самых эффективных средств повышения удобоукладываемости бетонных смесей. Так добавка ЛСТ снижает водопотребность бетонных смесей на 10-12, С-3 – на 20-30 %. Эффективность их действия возрастает с увеличением содержания цемента, в жестких смесях – снижается.
Бетоны для защиты от радиации
При ядерном распаде наибольшую опастность для живых организмов представляют γ – лучи и нейтронное излучение. Для защиты от них применяют особо тяжелые бетоны классов Вb7,5; Вb 10; Вb 15.
Вяжущими служат портландцементы, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент и др. В качестве заполнителей применяют материалы повышенной плотности – барит, лимонит, магнетит, чугунный скрап, обрезки стали, на которых можно получить бетон со средней плотностью от 2800 до 5000 кг/м3. Для улучшения защитных свойств в их состав вводятя добавки карбида бора, хлорида лития, сернокислого кадмия, содержащие лёгкие элементы – водород, литий, кадмий, бор.
Декоративные бетоны
Декоративные бетоны применяются для архитектурной отделки конструктивных элементов зданий и сооружений – стен, полов, лестниц, разделительных полос дорожных покрытий и др. В их состав входяв цветные или белые цементы, пигменты и цветные заполнители. Пигменты должны быть щелоче- и светостойкими. Их допускается вводить не более 8-10% от массы цемента. Обычные портландцементы с пигментами применяются для бетонов темных тонов, белые – для светлых. Заполнители изготавливаются из цветных горных пород: мрамора, красного и розового гранитов, сиенита, лабородорита и др. Для получения фактуры, отвечающей архитектурному замыслу, поверхность заполнителей обнажают при помощи шлифования, скалывания фрезами, бучардами.