6.1. Расчетно-экспериментальный метод определения состава тяжелого бетона

Для расчета состава тяжёлого бетона необходимо иметь следующие данные: заданную марку бетона R_б, требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса (ОК, см), либо жесткостью, определяемую на техническом вискозиметре (сек), а также характеристику исходных материалов: вид и активность цемента R_ц; насыпную плотность инертных ρ _нц , ρ_нщ , ρ_нп и их истинную плотность ρ_ц, ρ_щ, ρ_п , межзерновую пустотность песка, щебня (гравия), V_п..щ.(г)., наибольшую крупность щебня (гравия) НКЩ(Г) и влажность заполнителей W_п, W_{щ (г)}. Марка бетона по прочности (R_б) задается исходя из несущей способности запроектированной конструкции.

Удобоукладываемость бетонной смеси (подвижность или жесткость) задается с учетом её размера, формы, степени армирования конструкции, способа укладки и уплотнения бетонной смеси.

Расчет состава бетона ведут на 1 м³ уплотненной смеси.

Состав бетонов для бетонной смеси рассчитывают в следующей последовательности: вычисляют водоцементное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расходы крупного и мелкого заполнителей на 1 м³ бетонной смеси.

Водоцементное отношение (В/Ц) вычисляют, исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учётом вида и качества составляющих бетона по следующим формулам:

- для бетонов с водоцементным отношением В/Ц 0,4

R_б = А R_ц ( + 0,5) ;

- для бетонов с водоцементным отношением В/Ц < 0,4

R_б = A R_ц ( - 0,5) ;

где R_б – марка бетона, МПа (кгс/см²);

R_ц – активность цемента, МПа (кгс/см²);

А и А₁ – коэффициенты, учитывающие качество материалов (табл. 6.1).

После преобразования относительно В/Ц, приведенные выше формулы имеют вид

В/Ц =АR_ц/R_б+0,5 АR_ц

или

В/Ц = АR_ц/R_б-0,5 АR_ц

Таблица 6.1

Значения коэффициентов А и А₁

Качество заполнителей бетона	А	А1
Высококачественные	0,65	0,43
Рядовые	0,60	0,40
Пониженного качества	0,55	0,37

В зависимости от вида, формы и размера конструкции, способа укладки бетонной смеси, степени армирования (табл. 6.2.) назначают её удобоукладываемость (подвижность по осадке конуса или жесткость на техническом вискозиметре).

Таблица 6.2

Виды степени армирования

Конструкции	Способ укладки бетоной смеси
	с вибрацией		без вибра-ции осадка конуса, см
	осадка конуса, см	Жесткость,сек
Сборные ж/б конструкции на жестких смесях с немедленной распалубкой	0	90-35	-
Подстилающие слои под фундаменты, полы, дорожные покрытия и т.п.	1-2	35-25	2-3
Подстилающие слои под фундаменты, полы, дорожные покрытия и т.п.	1-2	35-25	2-3
Массивные неармированные или с редко расположенной арматурой	2-4	20-15	3-6
Каркасные ж/б (плиты, балки, баллоны)	4-8	15-10	12
Ж/б с густо расположенной арматурой (бункера, силосы и т.п.)	8-10	10-5	12-15

К высококачественным материалам относят щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности и портландцемент высокой активности без добавок или минимальным количеством гидравлической добавки в его составе. Заполнители должны быть чистые и фракционированные.

К рядовым материалам относят заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности или высокомарочный портландцемент.

К материалам пониженного качества относятся крупные заполнители низкой прочности и мелкие пески, цементы низкой активности.

Расход воды (водопотребность), л/м³, ориентировочно определяют исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по табл. 6.3., которая составлена с учетом вида и крупности зерен заполнителя.

Таблица 6.3.