I. Расчет ориентировочного состава бетона

Практическая работа № 2

Расчет и уточнение состава тяжёлого бетона

Цель работы: произвести подбор тяжелого бетона для бетониро­вания монолитных балок и рассчитать расход всех составляющих ком­понентов бетона на заданный объем.

Общие сведения

Правильное определение состава бетона - одна из важнейших операций в технологии приготовления бетона. Исходные данные для определения состава бетона обычно содержатся в техническом проекте и включают два основных требования: получить бетон необходимой прочности, а бетонную смесь заданной удобоукладываемости.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материа­лов по массе на 1 м³ уложенной смеси или отношением массы состав­ляющих материалов смеси к массе цемента.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный, рас­считанный для материалов в сухом состоянии), и производственный (полевой)- для материалов в естественно - влажном состоянии.

Для расчета состава тяжелого бетона имеется несколько методов, среди которых наиболее простым и удобным является метод расчёта по «абсолютным объёмам». При этом предполагается, что свежеприготов­ленная бетонная смесь после укладки в форму или опалубку и хорошо уплотнённая в ней не будет иметь пустот. Состав бетона по методу «аб­солютных объемов » подбирают в 2 этапа. Вначале рассчитывают ори­ентировочный состав бетона, затем расчёт проверяют и уточняют по ре­зультатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

Ход работы

I. Расчет ориентировочного состава бетона

1.Выписывают исходные данные согласно своего варианта (таблица 2.1).

2.Вычисляют водоцементное отношение В/Ц по формуле

В/Ц= ,

где R_ц, R_б - активность цемента и бетона, соответственно, МПа; Ц, В- расход цемента и воды, кг/м³;

А - коэффициент, характеризующий качество заполнителей.

3. Ориентировочно определяют расход воды исходя из заданной удобо-
укладоваемости бетонной смеси по таблице 2.2

Наименование показателей	Номер варианта
1. Марка бетона R6, МПа
2. Удобоукладываемость ОК, см
3. Активность портландцемента ify, МПа
4. Коэффициент качество заполнителей^	0,65	0,65	0,65	0,65
5. Вид крупного заполнителя	Щебень Гравий
6. Диаметр кр. заполнителя d, мм
7. Объем пор кр. заполнителя	0,43	0,42	0,41	0,42
8. Насыпная плотность цементарн кг/м3
9. Насыпная плотность песка рпп кг/м3
Ю.Насыпная плотность кр.зап. рнк кг/м3
11. Истинная плотность цемента р кг/м3
12. Истинная плотность песка р„ кг/м3
13. Истинная плотность кр.зап рк кг/м3
14. Плотность воды ре кг/м3
15. Влажность песка Wn %
16. Влажность кр.зап. WK %

Таблица 2.2 - Водопотребность бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса, см	Расход воды, кг/м3 при наибольшей крупности заполнителя
Гравия	щебня
1 -2
3-4
5-6
7-8
9-10

Примечание: данные таблицы справедливы для бетонной смеси на портланд­цементе и песке средней крупности. В случае применения мелкого песка, расход воды увеличивается на 10 кг, а при использовании крупного песка уменьшается на 10 кг.

4. Определяют расход цемента, кг/м³

Ц_н=

В соответствии с требованиями норм, минимальный расход це­мента допускается в бетонных конструкциях 200 кг/м', в железобетон­ных 220 кг/м³, для обеспечения плотности бетонов, предназначенных для работ в агрессивных средах, минимальный расход цемента следует принимать равным 250 кг/м³. Если расход цемента окажется меньше допускаемого нормами, то его следует увеличить, сохранив расчётное значение Ц/В. При этом уточняют и расход воды с учётом увеличенного расхода цемента.

5. Определяют расход крупного заполнителя, кг/м³

^К_н=

где а - коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя, прини­мают в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения согласно таблице 2.3;

У_nк -пустотность крупного заполнителя (щебня или гравия);

р_нж - насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

р_к- истинная плотность крупного заполнителя, кг/м³.

Таблица 2.3 - Значение коэффициента а для пластичных бетонных смесей

Расход цемента	Коэффициент а при В/Ц
0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
	-	-	1.26	1.32	1.38
	-	1.3	1.36	1.42	-
	1.32	1.38	1.44	-	-
	1.4	1.46	-	-	-

Примечание: 1. При других значениях Ц и В/Ц коэффициент а находят интерполя­цией. 2. Коэффициент а приведён для пластичных смесей, для жестких принимается в пределах 1.05 - 1.2

6. Определяют расход песка, кг/м³

^Пн=[1-(

где р_ц,р_в ,р_к р_п , - истинная плотность цемента, воды, крупного за­полнителя, песка соответственно, кг/м³

7. Определяют расчётную среднюю плотность бетонной смеси, кг/м³

Рр.б.с=Ц_н+В_к+К_н+П_п

8. Определяют коэффициент выхода бетона

β=

где Рн.ц,Рн.п,Рн.к.- насыпная плотность цемента, песка, крупного запол­нителя, кг/м³.

Значение коэффициента выхода бетона β должно получится в пре­делах 0.55 - 0.75, что будет характеризовать бетон хорошего качества.

9. Помимо данного расчёта для уточнения состава бетона рекомендуется произвести ещё 2 аналогичных расчета с изменением водоцементного от­ношения В/Ц: в одном В/Ц принимается больше на 20 %, в другом - мень­ше на 20 %, чем у основного расчёта. Результаты заносят в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Результаты расчёта номинального состава бетонной смеси

Показатели	Результаты
	Основного расчета	Умень­шенные на 20%	Увеличен­ные на 20%
Водоцементное отношение, В/Ц
Расход воды Вн, кг/м3
Расход цемента Цн, кг/м'
Расход кр.зап. Кн, кг/м3
Расход песка Пн, кг/м3
Расчётная плотность б.с. рр.б.с
Фактическая плотность б.с. Рф.б.с.
Коэффициент выхода бетона β

Примечание: 1. Значение фактической плотности бетонной смеси взять из раздела II, п.5; 2.Разница между значениями расчетной и фактической плотности бетонной смеси не должно превышать 5%.

Вывод: сравнивают значения коэффициентов выхода бетона с допусти­мыми пределами и приводят номинальный состав бетонной смеси, со­ответствующий бетону хорошего качества.