Проектирование состава бетонной смеси

 

Подбор состава бетонной смеси состоит в установлении соотношения между цементом, водой, песком, щебнем и добавками в виде расхода материалов на 1 м³ уплотненной бетонной смеси. Это соотношение должно обеспечить необходимые технологические свойства затвердевшего бетона.

Для расчета мы задаемся следующими исходными данными:

.   Удобоукладываемость бетонной смеси: ОК = 5-7 см;

2. Марка: 500

.   Характеристики основных материалов

ПЦ: активность: R_ц = 500 кгс/см²;

истинная плотность r_{и. ц.} = 3100 кг/м³;

насыпная плотность r_{н. ц.} = 1100 кг/м³;

Песок: истинная плотность r_{и. п.} = 2500 кг/м³;

насыпная плотность r_{н. п.} = 1430 кг/м³;

крупность песка М_к = 1,53;

Щебень: средняя плотность r_{с. з. щ.} = 2500 кг/м³;

насыпная плотность r_{н. з. щ.} = 1600 кг/м³;

наибольшая крупность D =5 мм.

пустотность V_пуст = 0,36

Расчет ориентировочного состава бетона:

.   В/Ц = 0,48

2. Определяем расход воды (по табл.4.4 [5]), кг/м³, В = 202;

.   Определение расхода цемента, кг/м³:

 

 

4. Определяем расход щебня, кг/м³:

 

 

a - коэффициент раздвижки зерен щебня, который принимается по табл.4.5 [1], (a = 1,35)

. Определение расхода песка, кг/м³;

 

 

В результате приведенных расчетов получим следующий состав бетона, кг/м³;

Цемент 420,8

Вода 202

Песок 235

Щебень 1421,06

Итого 2278,86

Получаем, что при расчете ориентировочного состава бетона не обеспечена нужная плотность бетона, для этого увеличим расход щебня и песка на 10 %.

Получим:

Цемент 420,8

Вода 202

Песок 258,5

Щебень 1563,17

Итого 2444,47

т.к. объем всей конструкции составляет 15,0255 м³, то мы уточняем состав бетонной смеси

 

Ц = 420,8 × 15,0255 = 6322,7 кгВ = 202 × 15,0255 = 3035,15 кг

П = 258,5 × 15,0255 = 3884,09 кгЩ = 1563,17 × 15,0255 = 23487,4 кг

 

Итого: 36729,34 кг

Транспорт бетонной смеси к месту укладки

 

Продолжительность автомобильных перевозок бетонных смесей зависит от начальной температуры бетонной смеси, температуры воздуха, вида цемента и типа транспортного средства. В среднем продолжительность перемещения бетонной смеси не должна превышать 60 мин. При пониженных температурах время перевозки может быть увеличено до 120 мин.

В данном случае смесь транспортируется самосвалом.

Автобетоносмеситель загружают сухой смесью. Вода поступает в барабан в пути следования машины из водяного бачка. При этом дальность ограничивается в основном экономическими соображениями. На более короткие расстояния экономичнее перевозить в автобетоносмесителях готовую бетонную смесь с ее побуждением в пути. При выборе способов перевозки бетонных смесей следует учитывать, что автобетоносмеситель является тяжелой машиной массой 20 т и более, рассчитанной на дороги с достаточно прочным покрытием.

Разгрузка автобетоносмесителя производится в бадьи. К месту укладки бетонную смесь в бадьях подают краном. Применяют бадьи вместимостью 0,8 м³.

Укладка и уплотнение бетонной смеси

 

Укладка бетонной смеси

Перед началом бетонирования проверяют (и оформляют актом) соответствие проекту опалубки, арматуры, расположения анкерных болтов и закладных частей, а также правильность устройства основания.

Перед бетонированием опалубку очищают от грязи и строительного мусора. Деревянную опалубку примерно на 1 ч до укладки смеси обильно смачивают, а оставшиеся щели законопачивают.

Если бетонную смесь укладывают на ранее уложенный бетон основания, то во избежание обезвоживания укладываемой бетонной смеси обильно увлажняют бетон основания, причем перед бетонированием с поверхности основания удаляют остатки воды.

Если арматура установлена на всю высоту конструкции, при подаче бетонной смеси сверху может быть забрызгана выше расположенная арматура, что в последствии уменьшит сцепление бетона с арматурой. Этого следует избегать.

Бетонную смесь следует разгружать в опалубку как можно ближе к месту ее укладки. Попытки горизонтального перемещения вибратором порций бетонной смеси приводят к ее расслаиванию. Во избежание расслаивания бетонной смеси при ее подачи с высоты более 3 метров применяют инвентарный виброхобот. Он состоит из приемного бункера и шарнирно сочлененных между собой трубчатых звеньев длиной 100…150 см. Хоботы оснащают вибраторами, устанавливаемыми на звеньях, и секторным затвором на последнем звене.

При возведении железобетонных конструкций рекомендуется там, где это возможно, непрерывно укладывать бетонную смесь. Однако, в большинстве случаев при сооружении обычных железобетонных конструкций по организационным и технологическим причинам перерывы в бетонировании неизбежны и, следовательно, неизбежно устройство рабочих швов.

Бетонирование может быть возобновлено после незначительного перерыва в работе, когда уложенный бетон еще находится в ранней стадии твердения и сохраняет некоторую подвижность или когда он уже приобрел начальную прочность.

В первом случае, чтобы не повредить нарождающуюся кристаллизационную структуру ранее уложенного бетона и не нарушить его сцепление с арматурой при кладке свежего бетона, необходимо избегать сотрясений опалубки и расстоянии до 1 м от стыка не применять вибраторов.

Во втором случае, если бетон уже достиг некоторой прочности поверхность, непосредственно примыкающую к стыку, бетонируют обычным способом. Для лучшего сцепления ранее уложенного бетона со свежим с плоскости стыка удаляют карбонатную пленку толщиной до 3 мк, которая образуется в результате взаимодействия минералов цемента с углекислотой. Затем бетон насекают, тщательно промывают или продувают сжатым воздухом и покрывают слоем цементного раствора толщиной 1,5…2,0 мм.

При бетонировании колонн нижнее отверстие в коробе опалубки, место примыкания колонны к фундаменту перед укладкой бетонной смеси очищают от строительного мусора, после чего в опалубку укладывают слой цементного раствора состава 1/2…1/3 или мелкозернистого бетона толщиной 5…20 см. Этот буферный слой исключает образование раковин и неплотностей у основания колонны.

Колонны высотой более 5 м бетонируют ярусами высотой до 2 м с загружением бетонной смеси, ее вибрированием через боковые окна в стенках короба.

Уплотнение бетонной смеси

Одним из условий получения высококачественного бетона с заданными физико-механическими свойствами и высокой степенью удобоукладываемости является его уплотнение в процессе укладки.

В неуплотненной бетонной смеси содержится значительное количество воздуха: смеси жесткой консистенции объем воздуха достигает 40 - 45 %, в пластичной - 10 - 15%, причем ориентировочно считают, что каждый процент воздуха в смеси уменьшает прочность бетона на 3 - 5 %.

При вибрировании бетонной смеси ей сообщают частые вынужденные колебания (импульсы), под действием которых удаляется находящийся в смеси воздух, нарушается связь между частицами и происходит более компактная их упаковка. Это обеспечивает получение более плотного бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. При этом уменьшается внутреннее трение, защемленные пузырьки воздуха всплывают на поверхность. В результате резко снижается вязкость смеси, и она приобретает свойства тяжелой структурной жидкости. Временно перейдя в текучее состояние, бетонная смесь приобретает повышенную подвижность, растекается по форме и уплотняется под действием собственной массы.

В данном случае используются наружные вибраторы. Наружные вибраторы крепят к опалубке. Их используют при бетонировании густоармированных колонн.

Уплотнение бетонной смеси будет эффективным лишь при креплении вибраторов к элементам жесткости опалубки. Такие вибраторы не следует устанавливать не ближе чем на 0,8 м от жесткой заделки опалубки.

Наружные вибраторы могут играть роль побудительных устройств, устанавливаемых на бункерах, бадьях, желобах для перемешивания бетонной смеси.