Расчет состава бетона

1. Водоцементное отношение определяют по следующим формулам:

Расчет состава бетона - student2.ru Расчет состава бетона - student2.ru А) для бетонов с

В ≥ 0,4 Rб. = А • Rц.
Ц
Ц - 0,5
В

После преобразования эта формула имеет следующий вид

В = А • Rц.
Ц Rб. + (0,5 • А • Rц.)

Расчет состава бетона - student2.ru Расчет состава бетона - student2.ru Б) для бетонов с

В < 0,4 Rб. = А1 • Rц.
Ц
Ц + 0,5
В

После преобразования эта формула имеет следующий вид

В = А1 • Rц.
Ц Rб. - (0,5 • А1 • Rц.)

где: Rб. - марка бетона

Rц. - марка цемента

А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей.

Характеристика заполнителей и цемента А А1
Высококачественные 0,65 0,43
Рядовые 0,60 0,40
Пониженного качества 0,55 0,37
  А - для рядовых конструкций А1 - для высококачественных конструкций  
       

2. Расход воды на 1м3 бетонной смеси определяем по таблице 2 учитывая следующие данные:

• ОК (подвижность бетонной смеси)

• Крупности заполнителя

• Вида заполнителя

Данные принимаем из следующей таблицы (таблица 2)

Таблица 2. Водопотребность бетонной смеси.

Удобоукладываемость бетонной смеси Расход воды, кг/м3, при наибольшей крупности заполнителя, мм
Осадка конуса, мм Жесткость, с Гравия Щебня
1-2 3-4 5-6 7-8 9-10 150-200 90-120 60-80 30-50 15-30 - - - - -

Примечание. Данные таблицы справедливы для бетонной смеси на портландцементе и песке средней крупности. При применении пуццоланового портландцемента расход воды увеличивают на 20 кг/м3; при использовании мелкого песка взамен среднего расход воды также увеличивают на 10 кг, а при использовании крупного песка - уменьшают на 10 кг.

3. Определяем расход цемента на 1м3 бетона [ ГОСТ 200 - 400 кг]

4А. Определяем расход щебня или гравия на 1 м3 бетона [ ГОСТ 1 100 – 1 470 кг]

Щ (Гр.) =
Vп. щ. × α +
  Рнщ. Рщ.

где Vп.щ. - пустотность щебня или гравия в стандартном рыхлом состоянии.



Vпустот.щ.(гр.) = Рщ. (гр.) – Рнщ. (гр.)
Рщ. (гр.)

где: α - коэффициент раздвижки зёрен щебня (гравия)

при ОК = 4 - 5 см

α =1,25 - 1,6

в зависимости от расхода цемента

при ОК = 1 - 3 см

α = 1,25 - 1,5

для жестких бетонов α = 1,05 - 1,1

Рщ. (гр.) – истинная плотность щебня (гравия), кг/м3

Рнщ. (гр.) _ насыпная плотность щебня (гравия), 1м3

[ ГОСТ 1 100 – 1 470 ] кг/м3

4Б. Определяем мелкий заполнитель (песок) на 1м3 бетонной смеси

П =[1 - (
Ц + Щ (Гр.) + В )] · РП
Рц. Рщ. (гр.) 1 000

[по ГОСТу П=500 - 700 кг]

Определив расход компонентов Ц, В, П, Щ(Гр) на 1 м3 бетонной смеси вычисляем её расчетную плотность:

Рб.с. = Ц + В + П + Щ(Гр) кг/м3

Рассчитав компоненты по весу на 1 м3 бетона произведем расчет на любую ёмкость бетономешалки. Для этого потребуется определить коэффициент выхода бетона [ß (бета)] по формуле:

ß =
Ц + П + Щ (Гр.)
  Рнц. РнП. Рнщ (гр.)

Рнц. – насыпная плотность цемента

Рн щ (гр.) – насыпная плотность щебня (гравия), 1м3

Рнп. – насыпная плотность песка

ß для крупнозернистых 0,63 - 0,7

ß для среднезернистых 0,65 - 0,67

ß для мелкозернистых 0,7-0,8

[ß обычно находится в пределах 0,55 - 0,75 т.е. ß < 1]

Формулы расчета, составляющих бетонной смеси на заданную ёмкость бетономешалки:

1. Цv = ß · Vб.м. · Цфакт   2. Пv = ß · Vб.м. · Цфакт
3. Щ(Г)v = ß · Vб.м. · Щ(ГР)факт   4. Вv = ß · Vб.м. · ßфакт

Vб.м. – объём бетономешалки.

Расчет состава бетона - student2.ru Цфакт цемент

Расчет состава бетона - student2.ru Пфакт песок Полученное при расчёте

Расчет состава бетона - student2.ru Расчет состава бетона - student2.ru Щ(Гр)факт щебень (гравий) на 1м3 бетонной смеси.

Вфакт вода

Проверка:

Для того чтобы убедится в расчётах, делают проверку.

Цv + Пv + П(ГР)v Vб.м.
Рнц. Рнп. Рнщ (гр.)

Цv, Пv, Щ(Гр) v - эти результаты берут после расчёта ß (бета).

5. Произвести расчет бетона по объему следует через формулу плотности:

Ро = m
V

откуда после преобразования имеем:

V = m
Р

где m – масса материала

Р – его плотность

V – объем материала

ПРИМЕР (ЗАДАЧА)

Требуется подобрать состав тяжелого бетона марки Rб. = 300 кг/см (30 МПа) для бетонирования монолитных балок и колон среднего сечения и рассчитать расход материалов на замес в бетоносмесителе с полезным объёмом барабана 1 200 л; подвижность бетонной смеси ОК = 3 см. Характеристика исходных материалов: портландцемент активностью Rц. = 460 кг/см (46 МПа), насыпная плотность составляющих Рцемента = 1 200 кг/м (1,2 г/см) Рпеска = 1 500 кг/м (1,5 г/см); Ргравия (щебня) = 1 600 кг/м (1,6 г/см); их истинная плотность Рц. = 3 100 кг/м ; Рп. = 2 600 кг/м; Рщ(гр) = 2 700 кг/м; пустотность гранитного фракционированного щебня Vщ. = 0,41 наибольшая крупность зёрен щебня 40 мм.

1. Водоцементное отношение вычисляем по формуле

Rб. = ARц. Расчет состава бетона - student2.ru Ц - 0,5 Расчет состава бетона - student2.ru
В

После преобразования эта формула имеет следующий вид:

В = ARц. = 0,65 · 460 = 0,67
Ц Rб. + 0,5 ARц. 300 + (0,5 · 0,65 · 460)

Значение коэффициента А равно 0,65, выбрано по таблице 1 как для высококачественных материалов.

2. Расход воды на 1м бетонной смеси определяют по таблице 2, учитывая заданную осадку конуса бетонной смеси. ОК = 3 см. Для получения бетонной смеси такой подвижности с применением в качестве крупного заполнителя щебня с наибольшей крупностью зёрен 40 мм расход воды на 1 м бетонной смеси должен составлять 175 кг.

3. Расход цемента на 1 м бетона составит:

Ц = В = = 261 кг [по ГОСТу Ц = 200 - 400 кг/м2]
В / Ц 0,67

4. Расход щебня в сухом состоянии на 1м3 бетона определяют по формуле:

Щ(Гр) = = = 1 422 кг
Vп.щ. · α + 0,41 · 1,3 +
  Рн.щ. Р щ.   1 600 2 700  

[поГОСТу Щ=1100 - 1470 кг/м3]

Значение коэффициента раздвижки зерен α, равное 1,3, выбрано по рекомендациям, приведенным в справочной литературе, (см. стр. 4 ИТК)

5. Расход песка в сухом состоянии на 1 м3 бетона определяют по формуле:

П = [1 – ( Ц + В + Щ(Гр) )] • Рп. = [1 – ( + + 1 422 )] • 2 600 = 556 кг
Рц. 1 000 Рщ (гр.) 3 100 1 000 1 600

[по ГОСТу П = 500 - 700 кг/м3]

В результате проведенных расчетов получают следующий ориентировочный (лабораторный) состав бетона (кг/м3):

- Цемент.............................261

- Вода.................................175

- Щебень............................1 422

_______________

Итог...... 2 414 кг/м3

Полученное в итоге значение является расчетной плотностью бетонной смеси, т.е. Рб.см. = 2 414 кг/м

6. Коэффициент выхода бетона вычисляют по формуле:

ß = = = = 0,67
Vц. + Vп. + Vщ. Ц + П + Щ + + 1 422
    Рнц. Рнп. Рн.щ.   1 200 1 500 1 600  

7. Дозировку составляющих бетонной смеси (кг) на один замес бетоносмесителя с полезным объёмом барабана 1,2 м (1 200 л) определяют по формулам:

Цv = ß Vб. м. • Ц = 0,67 • 1,2 • 261 = 209,84 г (цемент)

Вv = ß Vб. м. • В = 0,67 • 1,2 • 175 = 140,7 кг (вода)

Пv = ß Vб. м. • П = 0,67 • 1,2 • 556 = 447,02 кг (песок)

Щv = ß Vб. м. • Щ = 0,67 • 1,2 • 1 422 = 1 143,29 кг (щебень и гравий)

Проверка:

Цv + Пv + Щ(Гр) = 209,8 + 447,02 + 1 143,29 ≈ 1,18 м3 = 1,2 м3
Рнц. Рнп. Рнщ (гр.) 1 200 1 500 1 600

9. Для получения производительного состава в соотношении по массе расхода каждого компонента бетонной смеси делят на расход цемента

Ц : П : Щ = 209,84 : 447,02 : 1 143,29 ≈ 1 : 2,13 : 5,45
Ц Ц Ц 209,84 209,84 209,84
В = 140,7 = 0,67
Ц 209,84

при

Вывод:

После расчета на вязкость в лаборатории из приготовленной бетонной смеси пробных замесов объемом по 50 л., приготавливают контрольные образцы размером 200×200×200 мм, которые после хранения в нормальных условиях испытывают в заданные сроки (7 и 28 суток) на гидравлическом прессе.

По результатам испытаний строят график и уточняют водоцементное отношение, обеспечивающее получение бетона заданной марки.

4.7. Тема «Строительные растворы»

До начала расчета состава раствора, необходимо изучить основные особенности растворной смеси и раствора. Так как в составе растворов нет крупного заполнителя, то в сущности, они представляют собой мелкозернистые бетоны. Поэтому общие закономерности, характеризующие свойства бетона, в принципе применимы и к растворам. Однако при использовании растворов надо учитывать две особенности:

во - первых, их укладывают тонким слоем (1...2см.), не применяя специального механического уплотнения;

во - вторых, растворы часто наносят на пористые основания (кирпич, бетон, легкие камни и блоки из пористых горных пород), способные сильно отсасывать воду. В результате этого изменяются свойства раствора, что учитывают при назначении его состава, т.е. для монтажа, кладки, отделки и специального назначения.

Главным свойством растворных смесей является - удобоукладываемость т.е. - подвижность, которая характеризует ее способность растекаться на основании под собственным весом. И это свойство определяют в лаборатории, или непосредственно на строительной площадке.

Подвижность выбирают с учетом назначения раствора и способа производства.

Состав строительного раствора определяют по эмпирическим формулам в следующей последовательности:

- перед расчетом состава раствора необходимо испытать исходные материалы,

- определить активность и насыпную плотность цемента, гранулометрический состав и модуль крупности песка,

- плотность неорганической добавки - пластификатора.

Состав сложного раствора обычно подбирают исходя из заданной марки раствора - Rp .

- активности цемента - Rц.

- степени подвижности растворной смеси, необходимой по условиям производства работ.

Состав растворной смеси рассчитывается в такой последовательности:

Наши рекомендации