Расчет номинального состава тяжелого бетона

Водоцементное отношение В/Ц вычисляют по формулам Боломея-Скрамтаева:

- для обычного бетона при В/Ц³0,4

В/Ц=АR_ц/(R_б+ 0,5 АR_ц) (2.2)

- для высокопрочного бетона при В/Ц< 0,4

В/Ц=А₁R_ц/(R_б - 0,5 А₁R_ц) (2.3)

где R_б - проектная прочность бетона (марка), МПа;

R_ц - активность цемента, МПа;

А,А₁ - коэффициенты, учитывающие качество материалов (см табл. 2.2).

Таблица 2.2

Значения коэффициентов качества материалов

Характеристика заполнителей и цемента	А	А 1
Высококачественные Рядовые Пониженного качества	0,65 0,6 0,55	0,43 0,4 0,37

Примечание. Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности, портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством активной минеральной добавки, заполнители промытые, фракционированные с оптимальным зерновым составом смеси.

Рядовые материалы: заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности, высокомарочный шлакопортландцемент.

Материалы пониженного качества: крупные заполнители низкой прочности и мелкие пески, цементы низкой активности.

Расход воды (водопотребность смеси) В (кг на 1 м³ бетонной смеси) определяют ориентировочно по табл. 2.3, исходя из заданной удобоукладываемости смеси, вида заполнителя и крупности его зерен.

Таблица 2.3

Водопотребность бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси	Расход воды, кг/м3, при наибольшей крупности зерен, мм
гравия	щебня
Осадка конуса ОК, см	Жесткость по стандартному вискозиметру, с
1- 2 3- 4 5 - 6 7 - 8 9 - 10	120- 90 80 -60 50 - 30 15 - 30 - - - - -

Примечание. Данные таблицы справедливы для бетонной смеси на портландцементе и песке средней крупности. При использовании пуццоланового портландцемента расход воды увеличивается на 20 кг/м³, в случае применения мелкого песка взамен среднего расход воды также увеличивается на 10 кг/м³, а при использовании крупного песка соответственно уменьшается на 10 кг/м³.

Расход цемента Ц (кг/м³) рассчитывают по формуле

Ц=В/(В/Ц) (2.4)

и сравнивают с минимально допустимым.

Минимальный расход цемента в бетонной смеси определяется условием необходимой удобоукладываемости, т.к. при снижении расхода цемента уменьшается связность смеси и увеличивается опасность расслоения смеси, образования в ней пустот и снижения прочности бетона.

Если при определении состава бетона в результате расчета будет получен расход цемента, меньший, чем минимально допустимый, указанный в таблице 2.4, то в дальнейших расчетах используют значение минимально допустимого расхода цемента.

 

 

13 Таблица 2.4

Минимальные расходы цемента, обеспечивающие

получение нерасслаиваемой бетонной смеси

Характеристика смеси по удобоукладываемости	Расход цемента (кг/м3) при наибольшей крупности заполнителя, мм
Особо жесткая (Ж³20 с) Жесткая (Ж=10 - 20 с) Малоподвижная (Ж=5 - 10 с) Подвижная (ОК=1 -10 см) Очень подвижная (ОК=10-16 см) Литая (ОК>16 см)

Примечание. Жесткость указана по стандартному вискозиметру.

 

Расход заполнителей - песка П, щебня или гравия Щ(Г) (кг/м³) вычисляют исходя из двух условий:

а) сумма абсолютных объемов всех компонентов бетонной смеси в уплотненном состоянии равна 1 м³:

Ц/r_ц + В/ r_в + П/r_п + Щ(Г)/ r_ш(г) = 1 (2.5)

б) цементно-песчаная смесь заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен для обеспечения удобоукладываемости:

Ц/r_ц + В/ r_в+ П/r_п = a V_пщ(г)(Щ(Г)/ r_нщ(г)), (2.6)

где Ц;В;П;Щ(Г) - расходы цемента, песка, воды и щебня(гравия), кг/м³;

r_ц; r_в; r_п; r_щ(г) - истинные плотности материалов, кг/м³;

r_нш(г) - насыпная плотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии, кг/м³;

a -коэффициент раздвижки зерен щебня (гравия), принимаемый в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения в соответствии с таблицей 2.5 для пластичных смесей и 1,05 - 1,1 - для жестких;

V_пщ(г) - пустотность щебня (гравия) в рыхлом состоянии (об. доли).

Таблица 2.5

Значения коэффициентов раздвижки зерен крупного заполнителя

для пластичных смесей

Расход цемента, кг/м3	Значение коэффициента a при В/Ц
0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
	- - 1,32 1,4	- 1,3 1,38 1,46	1,26 1,36 1,44 -	1,32 1,42 - -	1,38 - - -

Примечание. При других значениях Ц и В/Ц коэффициент находят интерполяцей.

 

Расход щебня (гравия) Щ(Г) (кг/м³) определяют по формуле:

 

Щ(Г) = 1 /(a V_пщ(г)/ r_нш(г) + 1 /r_ш(г)) (2.7)

Расход песка П (кг/м³ смеси) вычисляют как произведение истинной плотности песка на разность между проектным объемом смеси (1 м³) и суммой абсолютных объемов цемента, воды и щебня(гравия) в этом объеме:

 

П =[1- (Ц/r_ц + В/ r_в+ Щ(Г)/ r_ш(г))] ^· r_п (2.8)

 

Расчетную среднюю плотность бетонной смеси r_бс (кг/м³) определяют по формуле

r_бс=Ц + В + Щ(Г)+ П (2.9)

 

Коэффициент выхода бетонной смеси b рассчитывается по формуле:

b =1/(Ц/r_нц + П/r_нп + Щ(Г)/ r_{нщ(г )}) (2.10)

 

Значение коэффициента выхода бетонной смеси b должно находиться в пределах от 0,55 до 0,75.