3.1. Розрахунок витрат матеріалів на 1 м3 бетону

Розрахунок витрат матеріалів ведуть у наступній послідовності. 1. Визначають середню міцність бетону у віці 28 діб у залежності від класу бетону, що визначений завданням:

f_ст = С/0,778,

де f_ст – середня міцність бетону у віці 28 діб, МПа; С – клас бетону, що визначається завданням. 2. Визначають цементноводне співвідношення (Ц/В), яке забезпечує отримання бетону заданої міцності при використанні цементу визначеної активності. Ц/В розраховують із наступних формул:

f_ст = A₁R_ц(ц/в + 0,5) при ц/в >2,5; f_ст = AR_ц(ц/в – 0,5) при ц/в <2,5,

де А, А₁ – коефіцієнти, що враховують якість заповнювачів, визначаються за довідковими даними (додаток А); R_ц – активність цементу, що використовується, МПа; Ц – витрати цементу на 1 м³ бетону, кг; В – теж, води, л. Таким чином, Ц/В – цементноводне співвідношення буде:

Ц/В=f_ст/АR_ц+0,5 (для Ц/В2,5).

3. По додатку Б визначають орієнтовні витрати води на 1м³ бетону у залежності від пластичності бетонної суміші та виду і якості заповнювачів, що використовуються. Перед визначенням витрат води потрібно уважно прочитати примітку до цього додатку:

- В, (л/м³).

4. Витрати цементу визначають за формулою:

Ц = В·Ц/В, (кг/м³).

5. Витрати крупного заповнювача (щебеню або гравію) визначають за формулою:

Щ=1000/(1∕ρ_зщ+αV^п_щ ∕ ρ_нщ), (кг/м³),

де ρ_зщ – щільність зерен щебеню (гравію), (кг/л); ρ_нщ – насипна щільність щебеню (гравію), (кг/л); α – коефіцієнт надлишку розчинної складової (коефіцієнт розсування зерен крупного заповнювача) визначається у залежності від витрат цементу та пластичності (жорсткості) бетонної суміші (додаток В); V ^п_щ – пустотність крупного заповнювача, визначають за формулою:

V ^п_щ = 1 - ρ_нщ/ρ_зщ.

6. Витрати піску визначають за формулою:

П= [1000-(Ц ∕ρ_ц+Щ ∕ ρ_зщ+В)]ρ_п, (кг∕м³),

де ρ_ц – істина щільність цементу, кг/л; ρ_п – істина щільність піску, кг/л. Отримані результати заносять до табл. 3.1. Після розрахунку складу бетону роблять лабораторний заміс бетонної суміші об’ємом 10л і визначають її пластичність за допомогою нормального конусу або жорсткість за допомогою установки типу Вебе. Витрати матеріалів на лабораторний заміс об’ємом 10л визначають за формулами:

Ц_лз = 10Ц/1000, кг П_лз = 10П/1000, кг Щ_лз = 10Щ/1000, кг В_лз = 10В/1000, кг(л).

Отримані результати теж заносять до табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Витрати матеріалів на лабораторний заміс та на 1м³ бетону

Мате-ріали	Розрахун-ковий склад, кг		1-е коректування		2-е коректування		Уточнені витрати матеріалів на 1м3 бетону, кг
	на 1м3	на лабо-рато-рний заміс	доба-влено мате-ріалів	загальні витрати матері-алів	доба-влено мате-ріалів	загальні витрати мате-ріалів
Цемент Пісок Щебінь Вода
загальні витрати, кг
Осідання конусу, см

Якщо після приготування лабораторного замісу отримали бетонну суміш недостатньої пластичності, як це вимагається завданням, то у розрахунок складу бетону вносять поправки – збільшують кількість цементу і води без зміни цементноводного співвідношення (по 5…10%). Якщо, пластичність отриманої бетонної суміші більша, ніж це вимагається, то добавляють невеликими порціями пісок і крупний заповнювач, зберігаючи співвідношення між ними (по 5…10%). Таким чином добиваються потрібної пластичності бетонної суміші. Результати коректування заносять до табл. 3.1. Після цього визначають щільність бетонної суміші, яка необхідна для визначення фактичних витрат матеріалів на 1 м³ бетону. Щільність бетонної суміші визначають за допомогою мірних циліндричних посудин, ємкість яких вибирають у залежності від максимальної крупності зерен заповнювача: 5л – при крупності щебеню (гравію) до 40мм, 10л – якщо крупність зерен заповнювача 70 мм і більше. Щільність визначають наступним чином. Мірну посудину зважують, потім її заповнюють бетонною сумішшю і ущільнюють вібруванням – до появлення на її поверхні цементного молока. Після ущільнення надлишок бетонної суміші зрізають, поверхню її ретельно загладжують врівні з краями мірної посудини, а бокову поверхню самої посудини протирають. Після цього посудину з бетонною сумішшю зважують. Розрахунки ведуть за формулою:

ρ_обс=(m₂-m₁)/V (кг/л, кг/м³),

де m₁ – маса пустої посудини, кг; m₂ – маса посудини з бетонною сумішшю, кг; V – об’єм мірної посудини, л. Після визначення щільності бетонної суміші формують зразки вібраційним способом для визначення міцності бетону у віці 28 діб та визначення класу бетону. Розміри зразків вибирають(назначають) у залежності від найбільшої крупності зерен заповнювача (табл. 3.2).

Таблиця 3.2

Розміри зразків у залежності від крупності заповнювача

Найбільша крупність зерен заповнювача, мм	Найменший розмір зразків, мм
	Ребро куба, сторона поперечного перетину балочки (призми)	Діаметр циліндра
10 20 40 70	70,7 100 150 200	71,4 100 150 200

Відформовані зразки, які призначені для визначення середньої міцності та класу бетону, першу добу зберігають у формах, потім виконують розпалубку і зберігають їх 27 діб у камері нормального тверднення при температурі (202)°С і відносною вологістю не менше 90%. Використовуючи дані табл. 3.1 і фактичну щільність бетонної суміші, уточнюють витрати матеріалів на 1м³ бетону за формулами:

Ц_ф=Ц_фз . ρ_обс/Σm, (кг); П_ф=П_фз . ρ_обс/Σm, (кг); Щ_ф=Щ_фз . ρ_обс/Σm, (кг); В_ф=В_фз . ρ_обс/Σm, (кг),

де Ц_ф, П_ф, Щ_ф, В_ф – фактичні витрати матеріалів на 1м³бетону, кг; Ц_фз, П_фз, Щ_фз, В_фз – фактичні витрати матеріалів на лабораторний заміс ; Σm – загальні витрати матеріалів на лабораторний заміс після останнього коректування (визначаються за табл. 3.1). Результати розрахунку заносять до табл. 3.1.