4. Подбор состава бетона

Расчет состава ведут на 1000 л уплотненной бетонной смеси, изготовленной на высушенных заполнителях с отсевом от мелкого заполнителя зерен крупнее 5 мм, а от крупного – мельче 5 мм. С разделением крупного заполнителя на отдельные фракции. Такой состав называют номинальным.

Он определяется на трех лабораторных составах: начальном и двух дополнительных. Дополнительные составы отличаются от начального варьированием наиболее существенного параметра, в данном случае водоцементного отношения, в большую и меньшую стороны на 15…30%.

1. Определяем из формул (4) и (5):

;

2. Устанавливаем расход воды для ОК 1см и НКЩ = 20 мм. По графику Миронова.

Принимаем В = 167 л.

3. Находим расход цемента по формуле:

кг

4. Зная и расход цемента, устанавливаем коэффициент раздвижки зерен для жесткой смеси, так как расход цемента меньше 400 кг, то принимаем = 1,3.

5. Определяем расход щебня:

(6)

где П_мз - межзерновая пустотность:

кг

6. Расход песка будет равен:

(7)

кг

7. Определяем среднюю плотность уплотнений смеси:

(8)

кг/м³

5. Проверка расчета бетона

Проверка удобоукладываемости состоит в определении подвижности или жесткости смеси.

Подвижность бетонной смеси измеряется величиной осадки конуса в сантиметрах, отформованного из бетонной смеси. Очищенный и протертый влажной тканью конус ставят на ровную площадку и заполняют бетонной смесью в три слоя одинаковой высоты, уплотняя каждый слой штыкованием металлическим стержнем по 25 раз. После уплотнения бетонной смеси в конусе насадку снимают и избыток смеси срезают кельмой вровень с верхней кромкой конуса. Затем конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на съем конуса, должно быть не более 7 сек. (рис.3).

Рис. 3. Определение подвижности бетонной смеси

Осадку конуса определяют, укладывая линейку ребром наверх металлического конуса и измеряя расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с погрешностью до 0.5 см. Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды и вычисляют с округлением до 1 см. как среднеарифметическое двух округлений ОК из одной пробы. Если после снятия конуса бетонная смесь разваливается, то испытание повторяют на новой пробе.

При крупности щебня до 40 мм. используют конус №1 высотой 300 мм. С основаниями 200 и 100 мм.

Если ОК=0, то смесь признают не обладающей подвижностью, и она должна характеризоваться жесткостью.

Жесткость бетонной смеси Ж измеряется временем вибрации в секундах, необходимым для растекания предварительно отформованного конуса бетонной смеси в стандартном техническом вискозиметре.

Жидкость бетонной смеси вычисляют с точностью до 1 с как среднее арифметическое результатов двух определений, различающихся не более чем на 20%. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе. Общее время испытаний не должно превышать 15 минут.

Корректировка подвижных смесей. Если подвижность смеси получилась меньше требуемой, то в опытный замес добавляют по 50…10% цемента и воды с обязательным соблюдением принятого .

Если подвижность получилась более требуемой, то в замес добавляют песок и щебень по 5…10% от расчетного в принятом соотношении. Повторно перемешанная смесь испытывается вновь.

После проверки удобоукладываемости производят вторую проверку фактической средней плотности бетонной смеси. Свежеприготовленную бетонную смесь с заданной подвижностью укладывают в мерный сосуд и вибрируют на стандартной виброплощадке до прекращения осаждения бетонной смеси и выделения из нее пузырьков воздуха.

Фактическую среднюю плотность вибрированной бетонной смеси в кг/м³ вычисляют по формуле:

(9)

где m_1, m₂ – массы пустого сосуда и сосуда с бетонной смесью, кг.

V – объем сосуда, л.

Зная плотность полученной бетонной смеси в кг/м³ и расход материалов на пробный замес, определяют фактический расход материалов на 1 м³ бетона по формулам:

(10)

(11)

(12)

(13)

где m_ц, m_щ, m_в, m_п – фактический расход материалов на пробный замес, кг;

- суммарная масса всех материалов в замесе, кг.

Для проверки прочности бетона из откорректированной бетонной смеси формуют контрольные образцы. На каждый срок испытания изготавливают не менее трех образцов в металлических формах с точностью размеров ±1%. Углы между гранями должны составлять 90±2^о. Перед формовкой формы смазывают тонким слоем машинного масла. Укладку бетонной смеси заканчивают не позднее 30 мин. После приготовления. Уплотнение смеси производят на лабораторной виброплощадке с частотой колебаний 3000±200 кол/мин и амплитудой под нагрузкой 0,35 мм. Формы должны быть жестко закреплены на виброплощадке механическим или магнитным захватом. Признаком достаточности виброуплотнения является прекращение оседания бетонной смеси, выравнивание ее поверхности и появление на ней тонкого слоя цементного теста. Поверхность образцов заглаживается кельмой.

Образцы в течение 1 сут. хранят в формах в помещении с температурой 16…20^оС, затем освобождают из форм, маркируют и до испытания хранят в камерах влажного хранения или од влажной мешковиной. Перед испытанием образцы осматривают, измеряют грани по серединам с точностью до 14 мм, записывают в лабораторный журнал характер и расположении дефектов. Опорные грани выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки смеси в форме. На опорные грани образцов-кубов наносят осевые линии, по которым центрируют образец при испытании. Образцы устанавливают на нижнюю опорную плиту центрально по оси пресса. Напряжение в образце при нагружении должно возрастать непрерывно с постоянной скоростью 6 ± 2 кгс/см² в секунду до его разрушения.

Прочность бетона в МПа вычисляют для каждого образца по формуле:

(14)

где P – разрушающаяся нагрузка, кгс;

F – средняя площадь рабочего сечения образца, см²;

K_м – масштабный коэффициент прочности бетона для образцов-кубов, см;

0,1 – коэффициент перевода из кг/с в МПа.

Рабочую площадь сечения образцов определяют как среднеарифметическое значение площадей двух противоположных граней.

Для тяжелого бетона за базовый принимают образец размером 15×15×15 см. прочность бетона в серии определяют как среднеарифметическое значение прочности двух наибольших по прочности образцов из трех серийных или четырех наибольших по прочности в серии из шести образцов. Если действительная прочность бетона отличается от заданной больше, чем на ±15%, то следует внести коррективы в состав бетона.

Если возраст бетона отличается от расчетного 28-суточного, то для обычного портландцемента средних марок в бетоне может быть применена формула:

(15)

где n – возраст бетона в сутках (не более трех).

По результатам испытаний бетона трех рассчитанных составов строят график, которым устанавливают зависимость прочности от водоцементного отношения. По графику определяют значение , соответствующие заданной прочности бетона, пересчитывают состав бетона, исходя из найденного истинного значения и проверяют его соответствие всем другим нормируемым показателям качества.

При положительных результатах испытаний состав принимают за номинальный.