Подбор состава тяжелого бетона

Тема:«Свойства бетона и бетонной смеси».

Цель работы: Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе 1 м3 уложенной и уплотнённой бетонной смеси или отношением массы составляющих материалов смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т.е. 1 : x : y (цемент : песок : щебень или гравий) при В/Ц = X.

Состав бетона по методу «абсолютных объёмов» подбирают в два этапа. Вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, затем расчёт проверяют и уточняют по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

1 Расчёт ориентировочного состава бетона

Для расчёта состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные:

Заданную марку бетона Rб, МПа
Активность цемента Rц, МПа
Требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса ОК, см
Насыпную плотность составляющих н.ц, н.п, н.щ, кг/м3
Истинную плотность составляющих ц, п, щ, кг/м3
Пустотность щебня или гравия Vп.щ, г
Наибольшая крупность зёрен, мм

Состав бетона для пробных замесов рассчитывают в следующей последовательности: вычисляют водоцементное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расход крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 бетонной смеси.

1.1 Определяем водоцементное отношение В/Ц исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учётом вида и качества составляющих по формулам:

В/Ц (1) = (А*Rц)/(Rб+0,5*А*Rц) при В/Ц 0,4 или

В/Ц (2) = (А1*Rц)/(Rб-0,5*А1*Rц) при В/Ц < 0,4,

Где Rб = 15 – марка бетона, МПа

Rц = 32 – активность цемента, МПа

А = 0,6; А1 = 0,4 – коэффициенты, учитывающие качество материалов

Таблица Значение коэффициентов А и А1

Характеристика заполнителей и цемента	А	А1
Высококачественные Рядовые Пониженного качества	0,65 0,60 0,55	0,43 0,40 0,37

В\Ц (1) = (0,6*32)/(15+0,5*0,6*32) = 0,78

В\Ц (2) = (0,4*32)/(15-0,5*0,4*32) = 0,6

1.2 Определяем расход воды В исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси, которая составлена с учётом вида и крупности зёрен заполнителя.

Таблица Водопотребность бетонной смеси.

Удобоукладываемость бетонной смеси	Расход воды, кг/м3, при наибольшей крупности заполнителя, мм
осадка конуса, см	жесткость, с	гравия	щебня

1–2 3-4 5–6 7–8 9–10	– – – – –

В = 170 кг/м3

1.3 Определяем расход цемента Ц по формуле:

Ц = В/(В/Ц) = 170/0,78 = 218 кг/м3 бетонной смеси

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13	С2-4к
Выполнил	Пухов Д.Е.	ТГКСТ	Лист
Проверил	Прохоров А.С.

1.4 Определяем расход щебня (гравия) в сухом состоянии по формуле:

Щ(Г) = 1/(Vп.щ*/н.щ+1/щ),

Где Vп.щ = 0,44 – пустотность щебня (гравия)

н.щ = 1400 – насыпная плотность щебня, кг/м3

щ = 2500 - истинная плотность щебня, кг/м3

= 1,35 – коэф. раздвижки зёрен щебня, принимают в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения

Щ(Г) = 1/(0,44*(1,35/1400)+(1/2500)) = 1064 кг/м3

Таблица Значение коэф.

Расход цемента, кг/м3	Коэффициент при В/Ц
0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
	– – 1,32 1,40	– 1,30 1,38 1,46	1,22 1,36 1,44 –	1,32 1,42 – –	1,38 – – –

1.5 Определяем расход песка в сухом состоянии

П = (1-(Ц/ц+В/1000+Щ/щ))*п,

Где Ц – расход цемента, кг

В – расход воды, кг

Щ(Г) – расход щебня (гравия)

ц = 3100, щ = 2500, п = 2600 – истинная плотность цемента, щебня, песка

П = (1-((218/3100)+(170/1000)+(1064/2500))*2600 = 858 кг/м3 бетонной смеси

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13	С2-4к
Выполнил	Пухов Д.Е.	ТГКСТ	Лист
Проверил	Прохоров А.С.

В результате расчётов получают ориентировочный номинальный (лабораторный) состав бетона, кг/м3:

Цемент – 218 кг

Вода – 170 кг

Песок – 858 кг

Щебень – 1064 кг

Итого – 2310 кг

Полученное в итоге значение является расчётной средней плотностью бетонной смеси, т.е. б.см = 2310 кг/м3.

1.6. Определяем коэффициент выхода бетона по формуле:

= 1/(Ц/н.ц+П/н.п+Щ(Г)/н.щ)

н.щ = 1400 кг\м3

н.п = 1500 кг/м3

н.ц = 1100 кг/м3

= 1/((218/1100)+(858/1500)+(1064/1400)) = 0,64

Значение коэф. выхода бетона обычно находится в пределах 0,55–0,75.

1.7 Расход материалов на 0,05 м3 (50 л) бетонной смеси пробного замеса рассчитывают исходя из приведенного выше номинального состава бетона (кг):

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13	С2-4к
Выполнил	Пухов Д.Е.	ТГКСТ	Лист
Проверил	Прохоров А.С.

Цемент – 218*0,05 = 10,9

Вода – 170*0,05 = 8,5

Песок – 858*0,05 = 42,9

Щебень – 1064*0,05 = 53,2

2 Уточнение расчётного состава бетона пробными замесами

Все материалы в расчётных количествах отвешивают и из них приготавливают бетонную смесь, подвижность которой определяют с помощью стандартного конуса. Если осадка конуса получилась 1 см, т.е. меньше заданной, то для увеличения подвижности бетонной смеси добавляют 10 % цемента и воды. Бетонную смесь с добавкой цемента и воды дополнительно хорошо перемешивают и проверяют подвижность. Если при проверке подвижность осадки конуса окажется равной заданной, опыт заканчивают, однако производят перерасчёт для установления действительного расхода материалов с учётом добавления 10 % цемента и воды, определяя их абсолютный объём.

Цемент – (цемент+10%)/ц = 0,004

Вода – (вода+10%)/1000 = 0,009

Песок – (песок/п) = 0,0165

Щебень – (щебень/щ) = 0,02

Всего – 0,051

ц = 3100

в = 1000

п = 2600

щ = 2500

Зная объём бетонной смеси пробного откорректированного замеса Vз и фактический расход материалов Цз, Вз, Пз, Щз, рассчитывают расход материалов на 1 м3 (1000 л) бетонной смеси, кг/м3:

Ц = Цз*1/ Vз = 235

В = Вз*1/ Vз = 183,26

П = Пз*1/ Vз = 841

Щ = Щз*1/ Vз = 1043

Всего 2302

Фактическая плотность свежеуложенной бетонной смеси б.см = 2302 кг/м3, т.е. отличается от расчётной на 0,35%

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13	С2-4к
Выполнил	Пухов Д.Е.	ТГКСТ	Лист
Проверил	Прохоров А.С.

= ((2310-2302)/2310)*100% = 0,35%

Вывод: расчётная плотность отличается от фактической на 0,35%