3.3. Визначення витрати цементу

При визначеному значенні В/Ц і взятій із таблиці водопотреби бетонної суміші В, для даних матеріалів і заданої рухомості можна визначити витрати цементу на 1 м³ бетону

. (3.4)

Якщо витрата цементу на 1 м³ бетону буде меншою допустимої, то необхідно довести її до норми у відповідності із нормативним документами.

По витраті води і водоцементному співвідношенні витрати цементу на 1 м³ бетону знаходять:

.

3.4. Визначення витрат заповнювачів (піску і щебеня чи гравію) на 1 м3 бетону

Витрата крупного заповнювача (щебеня і гравію) в кг на 1 м³ бетону визначається з умови, що сума абсолютних об’ємів всіх компонентів бетону дорівнює 1000 л (1000л = 1м³)

(3.5)

Враховуючи, що цементно-піщаний розчин заповнить об’єм пустот крупного заповнювача з деяким розсувом зерен α, маємо

. (3.6)

Ліва частина рівняння це сума об’ємів П+Ц+В, а права частина об’єм пустот в щебені в насипному стані, які заповнюють П+Ц+В.

розв’язуючи сумісно рівняння (3.5) і (3.6), знаходимо формулу для визначення щебеня чи гравію:

, (3.7)

де П_пуст – пустотність щебеня чи гравію в стандартному рихлому стані (в формулу підставляється у вигляді відносної величини); ρ_н.щ. – насипна щільність щебеня в кг/л; ρ_щ – дійсна щільність щебеня кг/л; α – коефіцієнт розсуву зерен щебеню, що встановлюється по графіку в залежності від кількості цементного тіста і крупності піску (рис. 3.1).

Для визначення об’єму цементного тіста підраховують абсолютний об’єми цементу і води в 1 м³ бетону. Абсолютний об’єм цементу дорівнює

. (3.8)

Абсолютний об’єм води дорівнює V_в

тоді абсолютний об’єм цементного тіста дорівнює

V_цт =V_ц + V_в

Рис. 3.1. Залежність коефіцієнту розсуву α від витрат

цементного тіста на 1 м³ бетону

Для нашого прикладу:

абсолютний об’єм цементу дорівнює

.

Абсолютний об’єм води дорівнює V_в=180 л

тоді абсолютний об’єм цементного тіста:

V_цт =V_ц + V_в=124,7+180=304,7 л.

За графіком (рис.3.1) визначаємо α = 1,43

Для жорстких бетонних сумішей коефіцієнт α=1,05-1,1.

Визначаємо пустотність щебеню

П_пуст=(1- ρ_н,щ/ρ_щ)=(1-1,45/2,72)=0,467

Визначаємо кількість щебеню

де ρ ρ_Н - у формулу підставляються у кг/л.

Після визначення витрати щебеню (гравію), витрата піску в кг на 1 м³ визначається як різність між абсолютним об’ємом бетону і сумою абсолютних об’ємів крупного заповнювача, цементу і води.

(3.9)

де ц, в, щ, п – витрати цементу, води, щебеня і піску на 1 м³ бетону в кг;

ρ_ц, ρ_п, ρ_щ, - дійсна щільність цементу, піску, щебеню, кг/л.

Визначимо кількість піску

Отже на даному етапі розрахунку витрати компонентів на 1 м³ бетону становлять

Ц, кг	В, л	П, кг	Щ, кг
380,3	180	651	1208

3.5. Перевірка рухомості й легкоукладальності бетонної суміші

Після попереднього розрахунку складу бетону роблять пробний заміс бетонної суміші, визначають осадку конусу. Якщо бетонна суміш вийшла менш рухомою, чим потрібно, то в розрахунок складу бетону вносять поправки - збільшують кількість цементу і води без зміни водоцементного відношення. Якщо рухомість буде більше необхідної, то додають невеликими порціями пісок і великий заповнювач. Таким шляхом домагаються заданої рухомості й легкоукладання.

Для нашого прикладу приготуємо пробний заміс на 10 л.

Витрати матеріалів на 10 л бетону складають

води - В₁₀= ;

цементу - Ц₁₀= ;

піску - П₁₀= ;

щебеню - Щ₁₀=

Нехай рухомість пробної суміші становить 2 см, хоча по завданню необхідно забезпечити осадку конуса 3 см. Для збільшення рухомості суміші збільшуємо витрати цементу і води на 10 %, тобто не змінюючи цементоводного співвідношення. Тобто необхідно в бетонну суміш додати:

• цементу – Ц_д=3,8 х 0,1=0,38 кг;

• води – В_д=1,8 х 0,1=0,18 л.

Припустимо, що в нашому випадку задана рухомість була досягнута після першого введення добавок цементу і води.

Тоді витрати матеріалів на пробний заміс з врахуванням добавок цементного тіста дорівнюють:

• води – В_10д=1,8+0,18=1,98 л;

• цементу – Ц_10д=3,8+0,38=4,18 кг;

• піску – П_10д=6,51 кг;

• щебеню – Щ_10д=12,08 кг

Маса всього замісу становить

М_з=1,98+4,18+6,51+12,08=24,75 кг

Визначаємо середню щільність пробного відкоректованого замісу ρ_з, шляхом визначення маси бетонної суміші у визначеному об’ємі. Для цого можна скористатися формою розміром 10х10х10 см (V = 1 л).

Допустимо, що в нашому прикладі маса бетонної суміші дорівнює 23,3 кг, а його об’єм 10 л, тоді

(г/см³, т/м³)

Фактичний об’єм всього пробного замісу V_з буде дорівнювати

Фактичні витрати матеріалів на 1 м³ бетону

води - В_ф= цементу - Ц_ф=

піску - П_ф= щебеню - Щ_ф=

Отже на даному етапі розрахунку витрати компонентів на 1 м³ бетону становлять

Ц, кг	В, л	П, кг	Щ, кг
393,9	186,4	612,9	1137