Расчет номинального состава тяжелого бетона
Водоцементное отношение В/Ц вычисляют по формулам Боломея-Скрамтаева:
- для обычного бетона при В/Ц³0,4
В/Ц=АRц/(Rб+ 0,5АRц) (2.2)
- для высокопрочного бетона при В/Ц< 0,4
В/Ц=А1Rц/(Rб - 0,5А1Rц) (2.3)
где Rб- проектная прочность бетона (марка), МПа;
Rц- 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 | А1 |
| 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/rц + В/ rв + П/rп + Щ(Г)/ rш(г) = 1 (2.5)
б) цементно-песчаная смесь заполнит пустоты в крупном заполнителе с некоторой раздвижкой зерен для обеспечения удобоукладываемости:
Ц/rц + В/ rв+ П/rп = a Vпщ(г)( Щ(Г)/ rнщ(г) ), (2.6)
где Ц;В;П;Щ(Г)- расходы цемента, песка, воды и щебня(гравия), кг/м3;
rц ; rв; rп ; rщ(г)- истинные плотности материалов, кг/м3;
rнш(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;
Vпщ(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 Vпщ(г)/ rнш(г) + 1/rш(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/rц + В/ rв+ Щ(Г)/ rш(г) )]·rп (2.8)
Расчетную среднюю плотность бетонной смеси rбс (кг/м3) определяют по формуле
rбс=Ц + В + Щ(Г)+ П (2.9)
Коэффициент выхода бетонной смеси bрассчитывается по формуле:
b=1/(Ц/rнц + П/rнп + Щ(Г)/ rнщ(г)) (2.10)
Значение коэффициента выхода бетонной смесиb должно находиться в пределах от 0,55 до 0,75.