Подбор состава тяжелого бетона

Подбор состава бетонной смеси производится с целью получения смеси с заданными свойствами, обеспечивающими необходимую прочность бетона в требуемые сроки при минимально возможном содержании цемента в 1 м3 объема, а также в отдельных случаях определенную водонепроницаемость, стойкость против коррозии и т. д. Подбор состава осуществляется с учетом режимов приготовления, уплотнения смеси при формовании и условий твердения отформованных изделий.

Наиболее простым и удобным методом определения состава обычного бетона является метод расчета по абсолютным объемам, разработанный проф. Б. Г. Скрамтаевым. Расчет и подбор бетона после испытания сырьевых материалов ведут в следующей последовательности: 1) определение оптимального водосодержания, обеспечивающего требуемые показатели удобоукладываемости смеси, и цементно-водного отношения; 2) установление расхода цемента на 1 м3 смеси, обеспечивающего требуемую прочность бетона в заданный срок при определенных режимах уплотнения и твердения; 3) определение расхода заполнителей на 1 м3 уложенной и уплотненной смеси, выбор рационального зернового состава заполнителей и соотношения между ними; 4) уточнение опытного состава смеси и расчет производственного состава.

Используя сухие материалы, сначала определяют так называемый номинальный (лабораторный) состав бетона:
1. Ориентировочный расход воды на 1 м3 смеси требуемой удобоукладываемости на портландцементе М400 определяют по графикам или таблице в зависимости от размера, формы и состояния поверхности зерен заполнителей.

Расход воды в бетонной смеси на песке средней крупности с водопотребностью 7% и портландцементе М400

Осадка конуса, см Жесткость, с Расход воды (л/м3) при наибольшей крупности зерен заполнителя, мм
гравия щебня
10 20 40 10 20 40
— 150-200 135 130 128 150 145 135
— 80-120 145 140 135 160 155 140
— 60-80 155 150 140 165 160 150
— 30-50 165 160 150 175 170 160
1-2 — 185 170 155 200 185 170
3-5 — 195 180 165 210 195 180
6-8 — 205 190 175 220 205 190
9-12 — 215 200 185 230 215 200

При расходе цемента свыше 400 кг/м3расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг цемента.

2. При использовании пуццолановых портландцементов расход воды увеличивают на 15-20 л.

3. В случае применения мелкого или крупного песка с водопотребностью, отличающейся от 7%, расход воды соответственно увеличивают или уменьшают на 5 л на каждый процент понижения или повышения водопотребности песка.

Зная расход воды, ориентировочно определяют В/Ц (Ц/В) по формулам:
для смесей с В/Ц ≥ 0,4 (Ц/В ≤ 2,5)

Rб = АRц(Ц/В-0,5);

для смесей с В/Ц < 0,4 (Ц/В > 2,5)

Rб = А1Rц(Ц/В+0,5);

где Rб — расчетная марка бетона, кг/см2; Rц — активность цемента (ГОСТ 310—60); А и А1 — эмпирические коэффициенты, для заполнителей высококачественных А = 0,65, А1 = 0,43; рядовых А = 0,6; А1 = 0,4; пониженного качества А = 0,55; А1 = 0,37.

Эти формулы действительны для умеренно-жестких и пластичных смесей, уплотняемых вибрированием, а также не учитывают минералогического состава и тонкости помола цемента, свойств заполнителей и условий твердения бетона. Более точное значение Ц/В рекомендуется определять опытным путем, для чего из местных материалов изготавливают серию бетонных образцов с четырьмя-пятью Ц/В (1;5; 2; 2,5; 3) и выявляют зависимость прочности бетона от Ц/В.

Определив цементно-водное отношение и количество воды, вычисляют расход цемента Ц = (Ц/В)·В. Если полученное значение окажется меньше допустимого по условию плотности бетона согласно СН 386—74, то его увеличивают или вводят тонкомолотые добавки.

Содержание заполнителей определяют по формулам, составленным из условия, что сумма абсолютных объемов всех компонентов, расходуемых на 1 м3 бетона, равняется 1000 л уплотненной бетонной смеси, а объем песчаного раствора несколько больше объема пустот крупного заполнителя, что обеспечивает некоторую раздвижку его зерен (при этом небольшой объем воздуха, вовлеченный в смесь при его перемешивании, укладке и уплотнении, в расчет не принимают)

где Vпуст — пустотность крупного заполнителя, доли от его, объема; α — коэффициент, учитывающий увеличение объема раствора с учетом раздвижки зерен крупного заполнителя в смеси и зависящий от расхода цемента и вида заполнителей, для жестких смесей α= 1,05-1,1; для подвижных с В/Ц = 0,4<÷0,7, α = 1,26÷1,46; γo6. н.кр, ρкр — объемная насыпная масса и плотность зерен крупного заполнителя, кг/л;

где ρц, ρкр и ρп — соответственно плотности цемента, крупного заполнителя и песка.

Оптимальный зерновой состав крупного заполнителя, обеспечивающий наименьший расход раствора (и, следовательно, меньший расход цемента), определяют опытным путем. Ориентировочно соотношение между фракциями крупного заполнителя принимают: при наибольшей крупности щебня (гравия) 20 мм: 30% фракции 3(5)-10 мм и 70% фракции 10-20 мм; при наибольшей крупности 40 мм: 15% фракции 3(5)-10 мм, 25% фракции 10-20 мм и 50% фракции 20-40 мм. Для жестких смесей в ряде случаев целесообразно применять крупный заполнитель без мелкой фракции 3(5)—10 мм (прерывистый зерновой состав). Из имеющихся видов песка выбирают такой, который имеет наименьшие удельную поверхность и объем межзерновых пустот.

Наилучшее соотношение между крупным и мелким заполнителями, при котором получается смесь с наименьшей пустотностью, определяют по графикам или формуле

где  П и Зкр — расчетное количество песка и крупного заполнителя в 1 м3 бетонной смеси по массе, кг; k — коэффициент увеличения потребного объема песка с учетом раздвижки зерен крупного заполнителя в смеси, для жестких смесей k=0,9÷1,0, для подвижных k= 1,1÷1,2.

4. По окончании предварительных расчетов производят проверку удобоукладываемости бетонной смеси, для чего берут 1/10 (по массе) от общего количества подсчитанных материалов, приготовляют 10 л бетонной смеси и определяют ее удобоукладываемость. Если она оказалась меньше требуемой, то уменьшают содержание песка на 15%, соответственно увеличивая количество щебня. Если и в этом случае удобоукладываемость оказалась меньше требуемой, то добавляют цемент порциями по 10% от первоначальной навески до тех пор, пока не будет достигнута необходимая удобоукладываемость. Одновременно с цементом добавляют и соответствующее количество воды. Если же смесь, исходного состава оказалась слишком подвижной, то уменьшают расход цемента (до нормативного предела) и воды. Если это оказывается недостаточным, то постепенно уменьшают количество воды, проверяя каждый раз удобоукладываемость смеси.

Для оценки экономичности бетонной смеси приготавливают дополнительно два замеса с увеличенным содержанием песка (на 10 и 20% от принятой навески) и выбирают тот состав, при котором потребовалось меньшее количество цемента для обеспечения заданной удобоукладываемости смеси. Замерив получаемый объем смеси и зная расход материалов на пробный замес, определяют расход материалов на 1 м3 бетонной смеси и выражают ее состав в виде соотношения 1 : х : у по массе или объему с указанием величины В/Ц (Ц/В).

Уплотнение бетонной смеси в лаборатории осуществляется теми же способами, которые применяются на заводах при формовании изделий. Бетонные образцы, изготовленные из смеси уточненного состава, испытывают на сжатие. Испытания производят через 28 суток или в другие установленные сроки. При тепловлажностной обработке образцов испытание ведут через 4 ч после окончания обработки.

Пересчет номинального состава бетонной смеси на рабочий (полевой) производят путем уменьшения количества вводимой воды и увеличения расхода заполнителей на величину, равную содержанию влаги в песке и крупном заполнителе.

  1. Бетоноведение
  2. Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
  3. Бетонные работы в зимних условиях
  4. Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
  5. Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
  6. Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
  7. Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке

Добавить комментарий