3. Методика стандартных испытаний тяжелого бетона

Основной задачей при проектировании состава бетона явля­ется подбор такого расхода материалов на 1 м³ бетонной смеси, при котором наиболее экономично обеспечивается получение заданной подвижности или жесткости смеси, расчетной прочно­сти и долговечности, а в ряде случаев – необходимой морозо­стойкости, водонепроницаемости и других специальных свойств бетона.

Наиболее распространённым является расчетно-экспериментальный метод подбора состава бетона, который включает в себя следующие основные этапы: теоретический расчет состава бетона, опытный замес, определение подвижности (жесткости) и прочности бетона, корректировка состава бетона (при необходимости), производственный расчёт состава бетона (с учётом влажности заполнителей).

Исходными данными для расчета состава бетона являются: класс (марка) бетона; характеристика бе­тонной смеси по степени подвижности или жесткости; характе­ристики исходных материалов (активность цемента, его плотность, плотности песка, щебня или гравия, наибольшая крупность щебня (гравия) и его пустотность).

Расчет состава тяжелого бетона производят в следующем по­рядке.

Определяют требуемую подвижность (жесткость) бетонной смеси в зависимости от вида конструкции и способа уплотнения в соответствии с табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Диапазон удобоукладываемости бетонной смеси при формовании на виброустановке с частотой 50Гц

Наименование изделий	ОК, см	Ж, с
Плиты перекрытий внутренних стен	1-4	--
Аэродромные, дорожные плиты	--	5-10
Панели наружных стен однослойные	--	5-10
Плиты ребристые	1-4	--
Плиты пустотелые	--	11-20
Конструкции со значительным насыщением арматурой	5-9	--
Блоки фундаментные и другие подобные изделия простой конструкции	--	5-10

Определяют водоцементное отношение (В/Ц), обеспечи­вающее получение бетона заданной прочности и долговечности по формуле

, (13)

где R_б - требуемая прочность бетона;

А - коэффициент качества заполнителей (для рядовых заполнителей А=0,6);

R_ц - активность цемента, МПа.

Затем определяются расходы материалов на 1м³ бетона:

- воды - по табл. 6.

Таблица 6

Расход воды для приготовления бетонной смеси

Удобоукладываемость		Расход воды при крупности заполнителя, мм
		гравия				щебня
подвижность ОК, см	жесткость Ж, с	10	20	40	70	10	20	40	70
	31 и более	150	135	125	120	160	150	135	130
	21—30	160	145	130	125	170	160	145	140
	11—20	165	150	135	130	175	165	150	145
	5—10	175	160	145	140	185	175	160	155
4 и менее		190	175	160	155	200	190	175	170
5—9		205	190	175	170	215	205	.190	185
10—15		220	210	197	185	230	220	207	195
16 и более		227	218	203	192	237	228	213	202

- цемента, исходя из значения В/Ц и расхода воды;

- крупного заполнителя - по формуле

; (14)

- песка - по формуле

, (15)

где Ц, В, П, Щ - содержание, соответственно цемента, воды, песка, и щебня;

ρ_ц, ρ_в, ρ_п, - соответственно, средние плотности этих материалов, кг/л;

ρ_щ - насыпная плотность щебня;

- пустотность крупного заполнителя, определяемая по формуле

; (16)

α - коэффициент раздвижки зёрен, принимаемый по табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Значения коэффициента раздвижки зерен

Расход цемента, кг/м3	Коэффициент раздвижки зерен при В/Ц
	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80
250				1,26	1,32	1,38
300			1,30	1,36	1,42
350		1,32	1,38	1,44
400	1,31	1,40	1,46
500	1,44	1,52	1,56
600	1,52	1,56

После определения расхода материалов на 1м³ бетонной смеси производят пересчет состав на лабораторный замес (8 литров). У приготовленной бетонной смеси определяют фактическую подвижность (жёсткость) бетонной смеси.

Подвижность бетонной смеси (осадка конуса) бетонной смеси определяется в следующей последовательности (рис. 19).

Рис. 19. Определение подвижности бетонной смеси

Стандартный металлический конус устанавливают на гладком металличе­ском листе и плотно прижимают его к основанию. Наполнение формы производят через воронку тремя слоями одинаковой высоты, и каждый слой уплотняют 25 раз штыкованием. Затем воронку снимают, и избыток бетонной смеси срезают вровень с краями конуса, после чего конус поднимают строго вертикально вверх в течение 5-7с и устанавливают рядом с отформован­ной бетонной смесью. Бетонная смесь, освобожденная от конуса, под собственным весом дает осадку, которую замеряют металлическими линейка­ми с точностью до 0,5 см.

В случае, если фактическая осадка конуса не соответствует проектной, производят корректирование состава бетонной смеси.

Прочность бетонной смеси контролиру­ют путем испытания стандартных бетонных образцов-кубов размером 15x15x15 см в возрасте 28сут. Изготовлен­ные образцы хранят при относительной влажности воздуха 95±5% и темпе­ратуре 20±3°С. Методика определения предела прочности при сжатии представлена в главе 1 первого раздела настоящего пособия.

После того, как достигается соответствие фактических показателей проектным, производят производственный расчёт состава бетона (с учётом влажности заполнителей).