Подбор состава растворов

6.1. Подбор состава цементного раствора

Подбор состава цементного раствора при отсутствии отсоса воды пористым основанием осуществляется так же, как и бетонов. Зависимость предела прочности раствора при сжатии R₂₈ от активности цемента R_ц и цементно-водного отношения определяется формулой Н. А. Попова

При заданных в проекте R₂₈ и известной активности цемента определяют Ц/В.

Затем назначают по крайней мере четыре состава раствора по объему и рассчитывают расходы материалов на пробный замес для каждого состава. При расчетном В/Ц добиваются требуемой подвижности смеси и изготавливают образцы для испытаний.

По результатам испытаний (R₂₈, , OK, Ц) выбирают рациональный состав раствора.

Пример расчета

Цель работы: подобрать состав раствора для кладки столбов (перемычек).

Последовательность работы

1. По СНиП устанавливаются требования к растворам для кладки столбов, а именно: R₂₈ = 100, OK = 6 – 8 см.

2. Испытываются исходные материалы (цемент, песок). Например, цемент М 400, = 1,3, песок кварцевый, = 1,6, Мк = 2,0, П = 32%.

3. По формуле Н. А, Попова рассчитывают В/Ц:

4. Назначают составы растворов по объему (1 : 2; 1 : 2,5; 1 : 3; 1 : 3,5) и объем пробного замеса (V₃ = 4 л).

5. Рассчитывают количество материалов на замес, например состава 1:2:

песок

цемент

вода

6. Замешивают раствор и измеряют ОК. Если она не соответствует требуемой, то добавляют либо частями воду и цемент при постоянном В/Ц, либо песок.

7. Из смеси с требуемой подвижностью изготавливают образцы, измеряют и испытывают их на прочность по истечении 28 суток твердения в условиях, соответствующих требованиям к растворам для данного вида конструкций (перемычек).

8. Рассчитывают фактический расход материалов на 1 м3 раствора:

Расход цемента

где —средняя плотность свежеуложенного раствора;

x — отношение количества песка к цементу в замесе П/Ц

Расход песка

9. Выбирается рациональный состав раствора, удовлетворяющий поставленным требованиям. Для составления рекомендаций необходимо проверить характеристики раствора путем повторного замеса.

При проведении НИРС в зависимости от поставленных целей варьируется крупность песка, обосновывается целесообразность введения пластифицирующих добавок, добавок микронаполнителей, а также добавок, ускоряющих схватывание и твердение цементного камня, и другие факторы.

6.2. Подбор состава смешанного раствора

Согласно инструкции по приготовлению и применению строительных растворов, расходы вяжущего на 1 м³ песка при влажности его 3 – 7% должны быть не ниже приведенных в

табл. 4.

Таблица 4

Вид раствора	Минимальный расход вяжущего на 1м3 песка, кг	Назначение растворов
Цементно-известковый	75	Наземные конструкции при относительной влажности воздуха помещений до 60% и фундаменты в маловлажных грунтах
Цементно-глиняный	100
Цементно-известковый	100	То же, свыше 60% и фундаменты во влажных грунтах
Цементно-глиняный	125

Расход вяжущего на 1 м³ песка рассчитывают по формуле Н. А. Попова

где R₂₈ — марка раствора;

R_ц — марка цемента;

Ц — расход цемента на 1 м3 песка, т;

К — коэффициент, зависящий от качества песка (для крупного песка K = 2,2, среднего – 1,8, мелкого – 1,4).

По табл. 5 выбирают ориентировочный состав раствора в зависимости от его назначения, марки и марки цемента.

Расход воды на 1 м³ песка для получения растворной смеси заданной подвижности зависит от состава раствора, вида вяжущего и заполнителя и устанавливается на опытных замесах.

	Таблица 5
Марка вяжущего (кг/см2)	Составы (по объему) для растворов марок
	200	150	100	75	50	25	10	4
Надземные конструкции при относительной влажности воздуха до 60% и выше и фундаменты в маловлажных и влажных грунтах
500	1 : 0,2 : 3	1 : 0,3 : 4	1 : 0,5 : 5,5	1 : 0,8 : 7	–	–	–	–
400	1 : 0,1 : 2,5	1 : 0,2 : 3	1 : 0,4 : 4,5	1 : 0,5 : 5,5	1 : 0,9 : 8	–	–	–
300	–	1 : 0,1 : 2,5	1 : 0,2 : 3,5	1 : 0,3 : 4	1 : 0,6 : 6	1 : 1,4 : 10,5	–	–
200	–	–	–	1 : 0,1 : 2,5	1 : 0,3 : 4	1 : 0,8 : 7	–	–
150	–	–	–	–	–	1 : 0,3 : 4	1 : 1,2 : 9,0	–
100	–	–	–	–	–	1 : 0,1 : 2	1 : 0,5 : 5	–
50	–	–	–	–	–	–	1 : 0,1 : 2,5*	1 : 0,7 : 6*
25	–	–	–	–	–	–		1 : 0,2 : 3*
Фундаменты и конструкции, расположенные в насыщенных водой грунтах и ниже уровня грунтовых вод
500	1 : 0 : 3	1 : 0 : 4	1 : 0 : 5,5	1 : 0 : 6	–	–	–	–
400	1 : 0 : 2,5	1 : 0 : 3	1 : 0 : 4,5	1 : 0 : 5,5	–	–	–	–
300	–	1 : 0 : 2,5	1 : 0 : 3	1 : 0 : 4	1 : 0 : 6	–	–	–
200	–	–	–	1 : 0 : 2,5	1 : 0 : 4	–	–	–

Примечание: Составы, обозначенные звездочкой, могут быть использованы лишь при эксплуатации фундаментов в маловлажных грунтах или конструкции при относительной влажности воздуха в помещении до 60%.

Приближенно количество воды может быть определено по формуле

где Ц – расход цемента на 1 м³ песка, кг;

Д – расход известкового или глиняного теста на 1 м³ песка, кг.

Затем на пробных замесах подбирают смесь с необходимой подвижностью и прочностью.

Пример расчета

Задание. Подобрать состав раствора марки 100 и определить расход материалов на замес объемом 4 л. Вяжущее: цемент марки 400 со средней плотностью 1,3 кг/л и известковое тесто со средней плотностью 1,4 кг/л, песок мелкий с плотностью 1,5 кг/л. Раствор для кладки фундамента, эксплуатируемого во влажных грунтах, ОК = 9 – 10 см.

1. Расход цемента на 1 м³ песка рассчитывается по формуле Н. А. Попова:

2. Ориентировочный состав цементно-известкового или цементно-глиняного раствора для различных конструкций принимаем по табл. 5.

Состав по объему 1 : 0,4 : 4,5.

3. Рассчитываем количество материалов на замес объемом 4 л.

Количество цемента:

по массе 0,221 кг · 4 = 0,884 кг;

по объему 0,884 : 1,3 = 0,68 л.

Количество известкового теста:

по объему 0,68 · 0,4 = 0,272 л;

по массе 0,272 · 1,4 = 0,3808 кг.

Количество песка:

по объему 0,68 · 4,5 = 3,06 л;

по массе 3,06 · 1,5 = 4,59 кг.

Расход воды принимается ориентировочно по формуле

и уточняется на пробном замесе в соответствии с требуемой подвижностью.

При этом для получения смеси с необходимой подвижностью в ее состав либо добавляют воду малыми порциями, либо воду и вяжущее, сохраняя постоянным водовяжущее отношение

(В/Ц + известковое тесто).

Из подобранной смеси изготавливают образцы, твердеющие в соответствии с требованиями ГОСТ 5802 – 86, испытывают их на сжатие и определяют марку.