2. Расчет состава бетонных и растворных смесей

2.1 Проектирование состава тяжелого бетона

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей, взятых в определенных пропорциях.

Эти пропорции (рациональные соотношения между составляющими материалами) определяются расчетами с последующим корректированием на пробных замесах. Рациональное соотношение расходов материалов должно обеспечивать необходимую удобоукладываемость бетонной смеси и приобретение заданной прочности в назначенный срок при наименьшем расходе вяжущего. В результате испытания выполненных из пробного замеса образцов-кубов устанавливается действительный состав бетонной смеси, обеспечивающий получение бетона заданной марки.

Состав бетона принято выражать двумя способами:

- в форме расходов всех составляющих материалов по массе на 1 м³ уложенной и уплотненной бетонной смеси,

- в виде отношения массы составляющих материалов к массе цемента, принимаемой за единицу, т. е. как 1:X:Y (цемент : песок : щебень) при указанном значении водоцементного отношения - В/Ц=Z.

Различают два состава бетона - номинальный (лабораторный), определяемый для материалов в сухом состоянии, и полевой (производственный), для материалов в естественно влажном состоянии.

Наиболее удобным для расчета состава бетона является метод “абсолютных объемов”. Исходное положение метода - свежеприготовленная бетонная смесь после укладки в опалубку и уплотнения не будет иметь пустот.

Проектирование состава бетона включает следующие этапы:

- назначение требований к бетону, исходя из вида и способа изготовления конструкции;

- выбор материалов и определение их характеристик;

- определение расчетом предварительного (ориентировочного) состава бетона;

- проверка свойств и корректирование состава бетона в пробных замесах;

- определение производственного (полевого) состава бетона.

2.1.1 Назначение требований к бетону и выбор материалов

Для расчета состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные:

- проектная прочность бетона (марка) R_б, МПа;

- удобоукладываемость бетонной смеси, определяемая подвижностью

( осадка конуса ОК, см) или жесткостью Ж по вискозиметру (с);

10

- вид и активность (марка) цемента R_ц, МПа;

- насыпная плотность цемента _нц, песка _нп, щебня (гравия) _нщ(г), кг/м³;

- истинная плотность цемента _ц, песка _п, щебня (гравия) _щ(г), кг/м³;

- пустотность щебня (гравия) V_пщ(г), объемные доли;

- наибольшая крупность зерен щебня (гравия) D_max, мм;

- влажность заполнителей (массовая доля воды в заполнителе) W_п ,W_щ(г), %.

В зависимости от вида конструкции и способа уплотнения уложенного бетона задается подвижность или жесткость бетонной смеси (см табл. 2.1)

Таблица 2.1

Требования к подвижности бетонной смеси в зависимости от назначения бетона

Вид конструкции и способ уплотнения бетонной смеси	Жесткость по стандартному вискозиметру, с	Подвижность (ОК), см
1. Сборные железобетонные конструкции, формуемые на виброплощадках с немедленной распалубкой 2. Перекрытия с пустотами, стеновые панели, формуемые на виброплощадках в горизонтальном положении 3. Густоармированные элементы (колонны, ригели, плиты) изготовляемые с применением наружного и внутреннего вибрирования 4. Конструкции, формуемые на ударно-вибрационных установках 5. Конструкции, формуемые в кассетах 6. Центрифугированные конструкции 7. Гидропрессованные (трубы)	30 - 10 10 -5 5 - 3 30 -20 10 - 5 10 - 5 10 - 5	- 1 - 4 5 - 9 - 7 - 14 5 - 10 -

Примечание. При перекачивании бетонной смеси насосом осадка конуса (ОК) должна быть 6 -8 см.

Вид цемента выбирают в зависимости от назначения бетона и технологии изготовления конструкции:

- для сборных железобетонных конструкций, изготавливаемых с тепловлажностной обработкой - портландцемент, быстротвердеющие портландцемент и шлакопортландцемент;

- для морозостойких бетонов - гидрофобный, пластифицированный и сульфатстойкий портландцементы;

11

- для массивных монолитных гидротехнических сооружений - шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент.

Выбор марки цемента зависит от марки проектируемого бетона и должен обеспечивать экономное расходование цемента. Рекомендуемая марка цемента должна в 1,5 - 2 раза превышать проектную марку бетона.

При выборе заполнителей, зная истинную и насыпную их плотности, рассчитывают их пустотность (объемную долю межзерновых пустот в рыхлонасыпанном заполнителе) по формуле (%):

V_п=(1-_н/)^100, (2.1)

где _н - насыпная плотность песка, щебня (гравия), кг/м³;

 - истинная плотность песка, щебня (гравия), кг/м³.

Пустотность заполнителей для тяжелого бетона не должна превышать 38 % для песка, 50 % для щебня, 45 % для гравия.