Подбор номинального состава бетона

Номинальный состав бетона подбирают при изготовлении новых видов изделий и конструкций, изменении нормируемых показателей качества бетона и бетонной смеси, вида и качества материалов и др.

Подбор номинального состава бетона включает следующие этапы:

– выбор и определение характеристик материалов для бетона;

– расчет начального состава;

– экспериментальную проверку и корректировку состава бетона;

– назначение номинального состава бетона со свойствами бетонной смеси и бетона требуемого качества.

Материалы для бетона. Выбирают материалы с учетом требований к бетону и бетонной смеси согласно заданию. Обычно стремятся получить бетон с минимальным содержанием цемента.

Расчет начального состава бетона.При расчете начального состав бетона по расчетным формулам и таблицам определяют расход материалов в килограммах на 1м³ бетонной смеси.

Расчет ведут в такой последовательности:

1 Определяют водоцементное отношение (В/Ц) из формул, выражающих основной закон прочности:

2. Определяют расход воды (В) в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности щебня или гравия по таблице 4.13.

Таблица 4.13 – Водопотребность бетонной смеси

Марка по удобоукладываемости	Подвижность ОК, см	Жесткость Ж, с	Расход воды, кг/м3, при крупности, мм
гравия	щебня
Ж4	-	31 и более
Ж3	-	21-30
Ж2	-	11-20
Ж1	-	5-10
П1	1-4	4 и менее
П2	5-9	-
П3	10-15	-
П4	16 и более	-
Примечания 1 Значения водопотребности приведены для бетонной смеси с нормальной густотой цементног теста (НГЦТ) 26–28 % и песке с МК = 2. 2 На каждый процент повышения НГЦТ расход воды увеличивается на 3–5 кг/м3, при уменьшении НГЦТ уменьшается на 3–5 кг/м3. 3 Увеличение МК песка на каждые 0,5 вызывают необходимость уменьшения расхода воды на 3–5 кг/м3, уменьшение – повышение на 3–5 кг/м3.

3 Определяют расход цемента (Ц), кг/м³, по известному В/Ц и водопотребности бетонной смеси Ц = В/(В/Ц).

4 определяют расход заполнителей Щ(Г) и П, кг/м³, из следующих условий:

а) объем 1 м³ плотноуложенной бетонной смеси включает объем крупного и мелкого заполнителей и объем цементного теста (цемент + вода), заполняющего пустоты между зернами заполнителей:

V_ц+ V_В+ V_щ(г)+ V_п= 1 или

б) объем пустот между зернами крупного заполнителя щебня или гравия должен быть заполнен цементно-песчаной растворной смесью (цемент+песок+вода) с некоторой раздвижкой зерен, т. е.

V_Р= V_ц+ V_п+ V_в = V_щ(г) V_пуст a

или

,

Решая совместно эти два уравнения, вычисляют расход щебня или гравия и песка по следующим формулам:

где V_ц ,V_в, V_щ(г), V_п, V_р – абсолютные объемы цемента, воды, песка, щебня (гра-

вия) и растворной смеси, м³;

Ц, В, Щ (Г), П – расход цемента, воды, песка, щебня (гравия), кг/ м³;

r_ц, r_в, r_п – истинная плотность цемента, воды, песка, кг/ м³;

r_зщ(г) – средняя плотность зерен щебня (гравия), кг/ м³;

V_пуст – пустотность щебня (гравия), подставляется в виде ко-

эффициента;

a – коэффициент раздвижки зерен, принимается для под-

подвижных смесей 1,26–1,56, для жестких – в среднем 1,1.

Экспериментальная проверка и корректировка бетонной смеси и бетона.Вначале корректируют состав бетонной смеси по удобоукладываемости (подвижности ОК или жесткости Ж) на опытных замесах, на основе визуального контроля увеличением или уменьшением расхода воды. При вторичном перемешивании допускается корректировать, добавляя воду, цемент, заполнители, добавки. Откорректировав удобоукладываемость бетонной смеси, проверяют и корректируют состав по прочности на сжатие. Для этого устанавливают зависимость прочности от основного параметра – цементно-водного (водоцементного) отношения. Строят график зависимости прочности бетона от В/Ц(Ц/В).

Для построения графика изготавливают образцы из трех составов бетона. За основной принимают откорректированный по удобоукладываемости и еще два дополнительных состава: один с ц/в (в/ц) меньшим (большим) и второй с большим (меньшим) на 15–30 % от основного.

По графику определяют ц/в (в/ц), соответствующее заданной прочности бетона, и рассчитывают его состав.

Если подобранный состав бетона получен заданной прочности, но не отвечает требованиям по другим показателям, например, по прочности на растяжение, по водонепроницаемости или морозостойкости и др., производят новый подбор состава с использованием приемов, обеспечивающих требуемые показатели.