2. Подбор состава легкого бетона

Подбор состава бетона на пористых заполнителях сложнее, чем обычных бетонов. Это объясняется необходимостью обеспечения помимо требований, предъявляемых к бетонам на плотных заполнителях, еще и заданной плотности легкого бетона, поэтому решающее значение для легких бетонов имеет качество применяемого пористого заполнителя. Для легких бетонов требуется определенное наивыгоднейшее сочетание показателей плотности и прочности.

Таблица 2.1

Проектная марка бетона	Марки цемента
	Рекомендуемые	Допускаемые
50…100	400	300
150…200	400	300…500
250…300	400…500	400…600
350…400	500…550	500…600
450…500	550…600	500…600

Предварительно производят оценку пригодности мелкого и крупного пористого заполнителя для получения бетона с заданной характеристикой (по графикам и таблицам СНиП и ГУ).

1. Назначают ориентировочный расход. Количество цемента берут для трех пробных замесов, два из которых меньше или больше табличных значений на 25%. В соответствии с требованиями СНиП 5.01.23-83 и действующими инструкциями ниже приведены ориентировочные расходы цемента для проектирования состава конструктивно-теплоизоляционных и конструктивно легких бетонов М50 … М400 (табл. 2.2; 2.3).

Таблица 2.2 - Ориентировочные расходы цемента для конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона на пористых заполнителях.

Марка бетона по плотности	Расход цемента М400 (кг/м3) в зависимости от проектной марки бетона
	50	75	100
800	230/-	260/-	-
900	220/265	240/-	280/-
1000	210/250	225/300	260/-
1100	200/240	215/275	240/340
1200	-/230	210/260	225/310
1300	-/225	-/250	210/280
1400	-/220	-/240	200/265
1500	-/215	-/230	-/255

Примечание: в числе на гравиеподобных пористых заполнителях, в знаменателе – на щебнебодобных пористых заполнителях.

При применении других марок цементов или смесей с иной подвижностью или жесткостью табличные расходы цемента следует умножить на коэффициенты, приведенные в таблице 2.4.

2. Расход воды предварительно назначают по таблице 2.5 или определяют по формуле:

,

НГ – нормальная густота цементного теста, %;

Ц – расход цемента, кг;

W_кр – водопоглощение крупного заполнителя,%;

К_р – расход заполнителя, определяющийся расчетами или по таблицам, кг.

При использовании заполнителей с крупностью зерен менее или более 20 мм (до 10 или до 40мм) расход воды по таблице 2.5 соответственно следует увеличивать или уменьшать на 10 … 20 л/м³. при замене плотного песка пористым и наоборот расход воды повышают или понижают на 30 … 50 л.

3. Расход крупного и мелкого заполнителей можно определять из выражения:

ρ_сух – заданная плотность легкого бетона в сухом состоянии, кг/м³;

1,15Ц – масса цементного камня с учетом химически связанной воды, кг.

Таблица 2.3 - Ориентировочные расходы цемента для конструкционного легкого бетона с отпускной прочностью 70% от проектной

Марка бетона	Осадка конуса, см	Жесткость, с	Расход цемента, кг/м3,при марках
			300	400	500	550	600
150	5…10	-	340	300	260	-	-
	1…4	-	310	270	240	-	-
	-	5…10	290	260	230	-	-
	-	11…20	270	240	210	-	-
200	5…10	-	420	370	320	-	-
	1…4	-	390	340	300	-	-
	-	5…10	370	320	280	-	-
	-	11…20	340	300	260	-	-
250	5…10	-	-	420	380	350	-
	1…4	-	-	400	350	330	-
	-	5…10	-	370	330	310	-
	-	11…20	-	340	300	280	-
300	5…10	-	-	500	420	390	370
	1…4	-	-	460	380	360	340
	-	5…10	-	430	360	340	320
	-	11…20	-	390	330	310	300
400	5…10	-	-	-	480	440	410
	1…4	-	-	-	440	410	380
	-	5…10	-	-	420	390	360
	-	11…20	-	-	390	360	330

Таблица 2.4 - Коэффициенты измерения нормативных расходов цемента для конструкционных легких бетонов в зависимости от марок легких заполнителей

Марка легкого заполнителя по прочности	Значения коэффициентов изменения расхода цемента для бетона марки
	150	200	250	300
75	1,15	-	-	-
100	1,0	1,15	-	-
125	0,92	1,0	1,2	-
150	0,89	0,92	1,0	1,25
200	0,86	0,85	0,9	1,0
250	-	0,77	0,8	0,86
300	-	-	0,76	0,82

Таблица 2.5 - Ориентировочный расход воды для приготовления легких бетонов на пористых заполнителях и портландцементе (крупность зерен заполнителя 20 мм)

Осадка конуса, см	Жесткость, с	Расход воды, л/м3, при применении
		Керамзита и плотного песка	Аглопорита шлаковой пемзы и пористого песка	Естественных пористых заполнителей с прочностью породы, МПа
				Более 10	10 и менее
5…10	-	220…250	280…320	290…330	330…380
1…3	10…20	210…230	260…290	270…300	320…370
-	20…30	200…220	230…260	250…280	310…360
-	60…100	160…180	190…220	210…240	290…310

4. Пользуясь рекомендациями по зерновому составу легких бетонов, рассчитывают расход мелкого и крупного заполнителей по фракциям. Например, для легкого бетона на керамзитовом гравии примерно содержание его в бетоне должно составлять 0,85…1,0 м³/м³ бетона, а содержание песка в смеси заполнителей принимают по таблице 2.6.

5. Приготовляют опытные образцы с различным содержанием цемента и воды и испытывают их на сжатие после твердения в определенных условиях. Далее строят график зависимости прочности и плотности от расхода цемента. Аналогично строят график зависимости содержания воды от расхода цемента (на том же графике, где и зависимость прочности от расхода цемента). По этим кривым устанавливают расход цемента на 1 м³ бетона с обеспечением прочности и плотности.

Таблица 2.6 - Содержание песка в легких бетонах

Керамзитобетон	Предельная крупность заполнителей, мм	Содержание песка в смеси заполнителей, % по объему
Теплоизоляционный	40	15…25
	20	20…30
Конструктивно – теплоизоляционный	40	25…45
	20	40…50
	10	45…55
Конструктивный	20	45…55
	10	50…60

Пример. Подобрать состав конструкционного керамзитобетона М 200 с плотностью 1800 кг/ м³ из следующих материалов: керамзит фракции 5…20 мм плотность 600 и 250, кварцевый песок плотностью 1500, жесткость смеси 60 с, портландцемент М 500. материалы удовлетворяют требованиям СНиПа.

1. По таблицам 2.3, 2.4 подбирают расход цемента:

2. Расход воды по таблице 2.5: 160 л/ м³

3. Расход крупного и мелкого заполнителя:

4. Долю песка по таблице 2.6: 45% т. е.

5. Расход керамзита:

Далее производится приготовление опытных образцов с различным содержанием цемента и воды, отличающихся от расчетного, которые испытывают на сжатие после пропаривания. После построения зависимости содержания воды от расхода цемента, а также прочности и плотности от расхода цемента уточняют требуемый расход цемента при условии обеспечения требуемой плотности и прочности бетона.