4 Расчет состава бетона

Расчет состава тяжелого бетона ведется по методике Баженова [3].

Исходные данные:

Проектный класс бетона В15(М200); удобоукладываемость П2 (5-9 см);

портландцемент Цем 32.5Н (М400), НГ = 26%, сренеалюминатный С₃А<8%; гравий фракции 5-20, насыпной плотностью 1.55 г/см³, влажность 1%, плотность 2.6 г/см³; мелкий песок Мкр = 2, насыпной плотностью 1.48г/см³, влажность – 3%;

3.1 Определение ориентировочного состава бетона:

В/Ц = А×R_ц/(R_б + 0.5×A×R_ц), (1)

где A – коэффициент, учитывающий качество заполнителей;

R_ц – активность цемента, МПа; R_б – прочность бетона, МПа;

В/Ц = 0.4×400/(200 + 0.5×0.4×400) = 0.57;

Ориентировочный расход воды в зависимости от подвижности бетонной смеси и максимальной крупности заполнителя составляет 185 (л/м³);

Ц = В/В/Ц , (2)

где Ц- ориентировочный расход цемента, кг/м³;

Ц = 185/0.57 = 325 (кг/м³).

Для 70% отпускной прочности расход составляет 325 кг/м³.

С учетом подвижности и вида заполнителя:

Ц₁ = Ц×1.07 ×0,96×0,98, (3)

где 1.07 – коэффициент учитывающий удобоукладываемость;

0.96 – коэффициент к базовым нормам цемента при использовании гравия вместо щебня;

0.98 - коэффициент к базовым нормам цемента в зависимости от формы зерен;

Ц₁ = 325×1.07×0,96×0.98 = 327 (кг/м³).

Определяем расход гравия:

, (4)

где Г – расход гравия, (кг/м³);

V_гр – пустотность гравия;

α – коэффициент раздвижки зерен раствором; - насыпная, истинная плотность гравия, (кг/м³);

(5)

где - насыпная, истинная плотность гравия, (кг/м³);

Определяем расход мелкого заполнителя:

(6)

где - плотности песка, гравия, цемента, воды;

П –расход песка;

3.2 Корректировка состава бетонов с учетом влажности заполнителей:

В_п= П×W_п (7)

В_г=Г×W_гр (8)

где W_п,W_г – влажность песка и гравия; В_п,В_г –содержание воды в песке и щебне, %;

В_п =493×0.03 = 15 (л);

В_г = 1351×0.01 = 14 (л);

В_д = В - В_п - (9)

где В- расчетный расход воды, л;

В_д – действительный расход воды, л;

В_д = 185 – 15 – 14 = 156 (л);

П_д = П + В_п (10)

Г_д = Г + В_щ (11)

где П_д, Г_д – действительный расход песка, гравия, кг/м³;

П_д = 493+15 = 508 (кг/м³);

Г_д = 1351 + 14 = 1365 (кг/м³);

3.3 Расчет состава бетона с пластифицирующей добавкой:

r_п = П/(П+Г) (12)

r_г = 1- r_п (13)

где r_п r_г– доля песка, гравия в исходной смеси;

r_п =508/(508+1365) =0,27; r_г =0,73;

При применении С-3 0,5%, снижение дозировки цемета на 15%:

Ц₂ = Ц₁ – (Ц₁ × с) (14)

где Ц₂- уменьшенный расход цемента, кг;

Ц₁ – расчетный расход цемента, кг;

С – дозировка добавки, %

Ц₂ = 327-(327×0,15) =278(кг/м³), ∆Ц=49(кг);

В₁ = Ц₂×В/Ц (15)

где В₁ – скорректированный расход воды, л;

В₁= 278×0.48 = 133(л/м³), ∆В=25(л);

Потери восполняем заполнителем:

П* = П+r_п×(Δ_Ц+В) (16)

Г* = Г+r_г×( Δ_Ц+В) (17)

где П*, Г* - скорректированный расход песка, гравия при уменьшенном расходе цемента;

Δ_Ц+В – дополнительный расход песка, гравия за счет сокращения расхода цемента и воды, кг;

П* = 508+0,27×(74) = 528 (кг/м³);

Г* = 1365+0,73×(74) =1419(кг/м³);

С-3 = Ц₂×с; (18)

где С-3 – необходимое количество добавки, кг;

С –дозировка, %;

С-3 = 278×0,005 =1.39(кг/м³);

Расчетный состав бетона: Ц=278(кг/м³), П=528(кг/м³), Г =1419(кг/м³), В=133 л/ м³ , СП-1=1,39(кг/м³).