4.2. Содержание разделов и тем дисциплины
Введение. Состояние и тенденции развития бетоноведения, технологии бетона и железобетонных строительных конструкций. Задачи, стоящие перед отраслью с учетом требований современного строительства и эколого-экономических аспектов. Роль и место дисциплины в подготовке инженеров-строителей-технологов
Бетоноведение, классификация бетонов. Общие сведения о бетоне как особом классе строительных композитов. Классификация бетонов по средней плотности, виду вяжущих и заполнителей, назначению, физико-механическим свойствам. Технические требования к тяжелому бетону и материалам для него, использование вторичных продуктов и отходов, влияние материалов на свойства бетонной смеси и бетона, разновидности добавок и особенности их применения. Принципы проектирования состава тяжелого бетона.
Реологические и технические свойства бетонной смеси. Понятие о бетонной смеси как о сложной многокомпонентной системе, структура бетонной смеси. Реологические модели и уравнения, основные реологические характеристики бетонной смеси, понятие о тиксотропных превращениях бетонной смеси, определение реологических характеристик. Технические требования, разновидности и марки бетонной смеси. Назначение и свойства сухих бетонных и растворных смесей. Разновидности воды в бетонной смеси, молекулярная влагоемкость, водопотребность, водоудерживающая способность, седиментация и контракционные явления. Удобоукладываемость бетонной смеси, характеристики, способы регулирования удобоукладывамости бетонной смеси. Средняя плотность и коэффициент уплотнения бетонной смеси, пустотность, воздухововлечение, характеристики расслаиваемости, сохраняемость.
Формирование структуры бетона. Затвердевание бетонной смеси и начальное структурообразование, понятие о первоначальной усадке. Основные этапы структурообразования, разновидности продуктов гидратации цемента и их влияние на свойства бетона, значение степени гидратации. Основные структурные элементы бетона: цементный камень и его пористость, контактная зона цементного камня и заполнителя, роль заполнителя. Влияние времени, влажности, температуры и других факторов на процессы структурообразования. Основные типы структур бетона, связь структуры со свойствами бетона, способы регулирования структуры бетона. Особенности бетона как твердого тела, деформации бетона при кратковременном, длительном и циклическом нагружении, упругие и пластические свойства бетона, причины и способы регулирования ползучести бетона, старение и разрушение бетона под нагрузкой.
Физико-механические свойства бетонов. Прочность бетона при сжатии, осевом растяжении, изгибе,сцепление с арматурой, усадка, теплофизические свойства, водопоглощение, водонепроницаемость, истираемость, водостойкость, морозостойкость, коррозионная стойкость бетона и защитные свойства по отношению к стальной арматуре. Мероприятия по повышению стойкости и долговечности строительных конструкций. Закономерности изменения и способы регулирования основных свойств тяжелого бетона Роль добавок в формировании свойств бетона. Мероприятия по повышению стойкости и долговечности строительных изделий и конструкций.
Разновидности тяжелого бетона. Высокопрочный, быстротвердеющий, мелкозернистый, крупнопористый, на ВНВ, гидротехнический. Специальные виды бетонов: жаростойкий, декоративный, дисперсноармированный, напрягающий, особотяжелый и гидратный, кислотоупорный, полимерные, арболит. Безцементные бетоны: шлакощелочные, известковые.
Гипсовые бетоны, сырьевые материалы, расчет состава, свойства, технология изделий Кнауф, повышение водостойкости.
Легкие бетоны на пористых заполнителях. Технические требования, материалы, принципы проектирования состава легкого бетона, особенности формирования и регулирования свойств, разновидности и области применения.
Ячеистые бетоны, разновидности, технические требования, применяемые материалы, способы порообразования, условия твердения, свойства и способы их регулирования, области применения.
7. Технология бетона. Склады цемента и заполнителей, разновидности, нормы проектированиря, технологические расчеты.
Схемы приготовления и дозирования добавок. Назначение и классификация бетоносмесительных цехов, нормы проектирования, дозирование компонентов, приготовление бетонных смесей, разновидности смесителей, транспорт бетонной смеси, адресная подача. Технологические схемы и расчеты бетоносмесительного производства, контроль качества бетонной смеси. Особенности приготовления различных бетонных смесей.
8. Технологические процессы и способы изготовления железобетонных строительных изделий различного назначения. Армирование, требования к арматурным сталям, классы и марки, механические, реологические, технологические свойства, коррозионная стойкость и свариваемость арматурных сталей.Способы упрочнения стали. Классификация арматуры, заготовка и контроль качества ненапрягаемой арматуры. Заготовка напрягаемой арматуры, способы натяжения, сущность, технологические расчеты, контроль напряжения, техника безопасности.
9. Требования к формам для производства сборного железобетона, расчет потребного количества форм, способы снижения металлоёмкости форм и уход за формами. Разновидности и требования к смазкам для форм, приготовление и нанесение смазки.
10. Общие требования по формованию железобетонных изделий, способы укладки и распределения бетонной смеси. Классификация способов формования, литьевая технология, прессование, виброуплотнение: параметры вибрации, назначение требуемой интенсивности вибрации, разновидности вибрационных методов формования. Типы виброплощадок, технологические параметры, пути повышения эффективности работы виброплощадок. Применение центрифугирования, торкретирования, вакуумирования, экструзии, набрызга и др. Комбинированные способы формования на вибропротяжных станах, на прокатных станах, с помощью машин для безопалубочного формования. Методы формования безнапорных и напорных железобетонных труб. Автоматизация и роботизация процесса формования изделий и конструкций. Технико-экономическая оценка способов формования.
Современные способы ускорения твердения бетона.Обоснование и выбор режимов тепловой обработки, эеономия энергоресурсов. Установки периодического и непрерывного действия для теплоыой обработки, бескамерная тепловая обработка, автоклавирование. Особенности тепловой обработки легкобетонных изделий. Электротермообработка, горячее формование, гелео установки, использование продуктов сгорания газа. Автоматизация и контроль режима тепловой обработки.
Повышение качества и заводской готовности железобетонных изделий. Способы получения гладких поверхностей, декоративная отделка железобетонных изделий, химическая обработка и гидрофобизация. Технология заводской отделки.
Основные способы организации производства сборного железобетона. Структура производственного процесса, задачи и этапы технологического проектирования. Поточные и стендовые линии, технологические расчеты, нормы проектирования. Технология производства слоистых изделий. Кассетные и кассетно-конвейерные линии, стендовые линии непрерывного формования. Изготовление объёмных элементов и изделий из ячеистых бетонов. Технология сборно-монолитных изделий и конструкций. Особенности технологгии изделий из силикатного, жаростойкого, полимерного и др. бетонов.
Контроль изготовления железобетонных строительных изделий. Методы, виды и периодичность контроля. Пооперационный контроль и управление качеством продукции. Параметры приемочного контроля.
5. Лабораторные работы (практикум)
Таблица 3
5.1. Состав и объём лабораторного практикума
№
п.п.
| Номер раздела дисциплины
| Наименование лабораторной работы
| Количество часов
| 1
|
2,3,5
| Влияние характеристик заполните-лей на свойства бетонной смеси и бетона
|
4
| 2
| 2
| Ускоренный способ проектирования состава тяжелого бетона
|
4
| 3
| 3
| Свойства бетоооной смеси
| 4
| 4
| 5,14
| Определение прочности бетона неразрушающими методами
|
4
| 5
| 2,3,5
| Влияние химических добавок на свойства бетонной смеси и бетона
|
4
| 6
| 2,14
| Определение оптимальной дозиров-ки золы для экономии цемента
|
4
| 7
| 6
| Проектирование и корректировка состава легкого гипсобетона
|
8
| 8
| 8
| Испытание арматурной стали и контроль натяжения арматуры
|
7
|
5.2. Контрольные вопросы по лабораторным работам
Лабораторная работа №1
Технические требования к крупному заполнителю для тяжелого бетона
Основные характеристики качества мелкого заполнителя для тяжелого бетона
Технологические характеристики заполнителей
Требования к воде для затворения и поливки бетона
Основные свойства портландцемента
Способы определения удобоукладываемости бетонной смеси
Контроль прочности бетона по результатам испытания образцов кубиков
Лабораторная работа №2 Исходные данные для проектирования состава тяжелого бетона
Пронципы проектирования состава тяжелого бетона
Сущность ускоренного метода проектирования состава тяжелого бетона
Корректировка расчетного состава тяжелого бетона
Лабораторная работа №3 Технические требования и разновидности бетонной смеси
Основные операции при изготовлении бетонной смеси
Контроль плотности и пустотности бетонной смеси
Коэффициент уплотнения бетонной смеси
Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси
Контроль воздухововлечения бетонной смеси
Характеристики и способы определения расслаиваемости бетонной смеси, способы снижения расслаиваемости
Сохраняемость свойств бетонной смеси
Лабораторная работа №4 Сущность неразрушающих методов контроля: ультразвукового, склерометрического, пластической деформации, отрывом, скалыванием, молотком Кашкарова и др.
Общие требования к неразрушающим методам определения прочности
Правила отбраковки анормальных результатов
Построение градуировочной завосимости «Прочность – косвенная характеристика», оценка погрешности градуировочной зависимости
Статистический контроль прочности бетона
Лабораторная работа №5 Классификация химических добавок по основному эффекту действия
Ограничения по применению добавок
Комплексные добавки в технологии сборного железобетона
Технико-экономическая эффективность применения химических добавок
Лабораторная работа №6 Разновидности минеральных добавок
Требования к золе-унос тепловых электростанций и рекомендации по ее применению
Оценка эффективности применения минеральных добавок
Влияние минеральных добавок на свойства тяжелого бетона
Лабораторная работа №7 Технические требования к легким и ячеистым бетонам
Разновидности и свойства пористых заполнителей для легкого бетона
Пронципы проектирования состава легкого бетона
Способы регулирования плотности и прочности легкого бетона
Корректировка состава легкого бетона
Лабораторная работа №8 Разновидности арматурной стали
Основные физико-механические свойства стали
Определение предельной растяжимости, условных пределов упругости и текучести, модуля упругости арматурной стали
Факторы, влияющие на свариваемость и коррозионную стойкость арматурной стали
Принцип действия приборов для контроля предварительного напряжения арматуры
Практические занятия
Таблица 4 Состав и объём практических занятий
№
п.п.
| Номер раздела
или темы
| Наименование и краткое содержание практических занятий
| Характер занятий и цель
| Коли-чество часов
| 1
| 2
| Характеристики свойств материалов для бетона
| Расчет показателей свойств
|
2
| 2
| 2
| Проектирование состава тяжелого бетона
| Овладение метода-ми расчета состава
|
2
| 3
| 5
| Свойства тяжелого бетона
| Расчет показателей свойств
|
2
| 4
| 5,14
| Статистический контроль прочности бетона
| Определение тре-буемой прочности
|
2
| 5
| 6
| Проектирование состава легкого и ячеистого бетона
| Знакомство с рас-четными методами проектирования
|
2
| 6
| 8
| Механическое напряжение арматуры
| Технологические расчеты
|
2
| 7
| 8
| Электротермическое напряжение арматуры
| Технологические расчеты
|
2
| 8
| 11
| Ускорение твердения бетона
| Расчет параметров термосных режимов прогрева
|
2
| 9
| 13
| Способы производства сборного железобетона
| Технологические расчеты
|
2
| 6.1. Контрольные вопросы к практическим занятиям
Практическое занятие №1
определение и подсчет пустотности песка ,
подсчет удельной поверхности заполнителей,
корректировка грансостава песка,
определение водопотребности заполнителей,
расчет модуля эффективности и коэффициентов прочности заполнителей,
расчеты, связанные с применением добавок, эффективность применения минеральных добавок.
Практическое занятие №2
исходные данные для проектирования состава тяжелого бетона,
требования ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава»,
основные этапы подбора состава бетона,
расчетные методы определения номинального состава бетона, учет влажности материалов,
правила корректировки состава.
Практическое занятие №3 плотность, влажность, водопоглощение бетона,
расчетно-эксперниментальные методы определения пористости бетона,
прочность бетона при сжатии, осевом растяжении и растяжении при изгибе,
определение призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона,
усадка и ползучесть бетона.
Практическое занятие №4 начальный период установления статистического контроля прочности бетона,
определение ститистических характеристик прочности,
анализируемый период, среднее значение партионного коэффициента вариации прочности бетона,
расчет требуемой прочности, среднего уровня прочности и верхней предупредительной границы,
критерии приема партии железобетонных изделий по прочности бетона,
построение карты контроля прочности бетона в изделиях.
Практическое занятие № 5 методика определения состава крупнопористого бетона,
расчет состава силикатного бетона,
расчет начального состава полимербетона,
подбор состава бетона на пористых заполнителях,,
расчет состава безавтоклавного газобетона.
Практическое занятие №6
определение свойств стальной арматуры: площади поперечного сечения, относительного удлинения после разрыва, временного сопротивления, условного предела текучести, модуля упругости,
критерии оценки пригодности арматурной стали по физико-механическим свойствам для изготовления железобетонных изделий,
определение тягового усилия гидродомкрата для группового напряжения стержневой арматуры механическим способом,
определение требуемого удлинения арматуры и хода поршня гидродомкрата при механическом напряжении,
расчет потери предварительного напряжения арматуры.
Практическое занятие №7
определение допускаемой погрешности при напряжении арматуры,
расчет коэффициентов точности натяжения арматуры при электротермическом способе,
расчетное удлинение арматуры при электротермическом напряжении,
расчет длины арматурной заготовки и длины отрезаемого стержня,
расчет полного требуемого удлинения арматуры,
определение термического удлинения арматуры, выбор режима нагрева,
определение тока, напряжения и мощности трансформатора для электротермического напряжения арматуры,
параметры электронагрева при непрерывной навивке проволочной арматуры.
Практическое занятие №8
определение температуры нагрева и отпускной влажности керамзитобетонных изделий,
расчет параметров термосного режима тепловой обработки,
контроль прочности бетона при тепловой обработке изделий в кассетных машинах.
Практическое занятие №9
технологические расчеты стендовых линий,
технологические расчеты поточных линий,
оценка трудоемкости изготовления сборных железобетонных конструкций,
расчет экономических показателей производства сборного железобетона.
Самостоятельная работа студентов (СРС)
По данной дисциплине студенты выполняют курсовую работу в 7 семестре, курсовой проект в 8 семестре и пишут рефераты по предлагаемой тематике. Тематика рефератов может быть выбрана студентом самостоятельно, в этом случае она согласовывается с преподавателем.
Таблица 5
|