2.2 Проектирование состава легкого бетона плотной структуры

на пористом заполнителе

В ограждающих конструкциях и для снижения собственной массы несущих конструкций применяют легкие бетоны на пористых заполнителях. В качестве заполнителей используют природные туфы, пемзу и искусственные материалы - керамзит, перлит, аглопорит, термозит и т.д.

При проектировании состава легкого бетона формулы для расчета прочности неприменимы из-за широкого диапазона свойств и характеристик пористых заполнителей.

В ходе проектирования состава легкого бетона на пористом заполнителе:

- предварительно назначают ориентировочный расход составляющих материалов на 1 м³ бетона и на приготовление опытных замесов для трех составов бетона, два из которых отличаются от основного замеса расходом цемента соответственно увеличенного на 25 % и уменьшенного на 25 % по сравнению с расчетным значением;

- в процессе приготовления пробных замесов состав бетонной смеси уточняют;

- на контрольных образцах определяют показатели прочности при сжатии и среднюю плотность бетона;

- по кривым зависимости прочности от расхода цемента и средней плотности бетона от водопотребности бетонной смеси определяют состав бетона.

2.2.1 Расчет предварительного (ориентировочного) состава легкого бетона

Для расчета состава легкого бетона необходимо определить следующие исходные данные:

- класс керамзитобетона и его проектная прочность R_б, МПа;

- удобоукладываемость бетонной смеси , определяемая подвижностью

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

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

- вид крупного легкого заполнителя и его насыпная плотность _нк , кг/м³;

- вид и насыпная плотность мелкого заполнителя _нм, кг/м³.

Ориентировочный расход цемента назначают в соответствии с рекомендациями табл.2.6.

18

Таблица 2.6

Ориентировочный расход цемента марки 400

для легкого бетона плотной структуры при жесткости бетонной смеси 6 - 7 с

Марка керамзита	Расход цемента (кг/м3) в керамзитобетоне класса
	В3,5	В5	В7,5	В10	В15	В22,5
D 350 - D 400 D 450 - D 500 D 550 - D 600 D 700 D 800	220 950 210 1050 200 1150 __ __	230 950 220 1050 220 1150 200 1250 __	270 __ 1100 250 270 1100 1700 230 250 1200 1800 220 220 1250 1800 __ 230 1800	__ 300 1400 280 1400 270 1400 250 1500	__ __ 340 400 1800 1500 320 380 1800 1500 310 360 1800 1500 300 340 1800 1500	_ __ __ __ 470 500 1800 1700 440 470 1800 1700 420 460 1800 1600

Примечание. Над чертой - расход цемента; под чертой - средняя плотность бетона в высушенном состоянии в марочном возрасте. При использовании цемента

марки 300 норма его расхода для бетонов класса В3,5; В5; В7,5; В10; В15 соответственно повышается на 5, 7, 10, 15 и 20 %. При использовании цемента марки 500 его расход понижается для бетонов класса В7,5; В10; В15; В22,5 соответственно на 10, 12, 14, 16 %.

При повышении подвижности бетонной смеси до 2; 5 или 8 см расход цемента соответственно повышается на 7, 15 и 20 %, а при повышении жесткости до 40 - 60 с расход цемента снижается на 10 %.

Расчет ориентировочного расхода заполнителей ведется исходя из заданной средней плотности бетона в сухом состоянии по формуле

З_о= _б- 1,15 Ц (2.15)

где _б – средняя плотность бетона в сухом состоянии в марочном возрасте, кг/м³;

1,15 Ц - масса цементного камня в 1 м ³ бетона в марочном возрасте с учетом химически связанной воды, кг;

З_о - общий расход заполнителей, кг/м³ бетонной смеси.

Ориентировочный расход воды назначают согласно рекомендациям табл.2.7.

19

Таблица 2.7

Ориентировочный начальный расход воды на приготовление

легкой бетонной смеси плотной структуры

Показатель удобоукладываемости		Расход воды, кг/ м3 керамзитобетона на песке
		кварцевом			Керамзитовом
Осадка конуса, см	Жесткость,с	при насыпной плотности керамзитового гравия
		300	500	800	300	500
- - - - 3 - 5 6 - 8 9 - 12	22-25 15- 20 7 - 13 4 - 7 - - -	175 -190 185 - 200 195 - 210 205 - 220 215 - 230 225 - 240 235 - 250	165 - 180 175 - 190 185 - 200 195 - 210 205 - 220 215 - 230 225 - 240	155 - 170 165 - 180 175 - 190 185 - 200 195 - 210 205 - 220 215 - 230	210 - 225 225 - 240 250 - 270 275 - 300 300 - 325 325 - 350 350 - 375		200 - 215 215 - 235 240 - 260 265 - 290 290 - 315 315 - 340 340 - 360

Примечание. Таблица рассчитана на сухой керамзитовый гравий с D_max=20 мм и на песок средней крупности. При D_max=10 мм расход воды увеличивается на

20 л/м³, при D_max=40 мм расход воды уменьшается на 15 л/м³ . При использовании мелкого песка или золы-уноса расход воды увеличивается на 10 л/м³ бетона. Данные относятся к керамзитобетону, содержащему 35 - 45 % песка от общего объема смеси заполнителей. В случае применения пуццолановых или шлакопортландцементов расход воды увеличивается на 15 - 20 л/м³ бетона.

Ориентировочный расход мелкого заполнителя М, кг/м³ бетонной смеси рассчитывается по формуле:

М= З_о r _нм / r_нм +(1- r)_нк  (2.16)

где _нк,_нм - насыпные плотности крупного и мелкого заполнителей кг/м³;

r - объемная доля мелкого заполнителя, определяемая по таблице 2.8 в зависимости от вида бетона и наибольшей крупности зерен заполнителя.

При определении объемной доли мелкого заполнителя суммируют объемные доли песчаных фракций, т.е. крупностью до 5 мм (таблица 2.8).

20

Таблица 2.8

Ориентировочные зерновые составы смеси

фракционированных заполнителей для легкого бетона

Размер зерен, мм	Объемные доли отдельных фракций заполнителя для бетона, %
	конструкционно-теплоизоляционного			конструкционного
	при наибольшей крупности зерен, мм
	10	20	40	10	20
до 1,25 1,25 - 2,5 2,5 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 40	25 15 10 50 - -	20 15 10 25 30 -	15 10 10 15 20 30	25 20 10 45 - -	20 15 15 20 30 -

Примечание. При переходе от гравия к щебню объемная доля песчаных фракций увеличивается на 5 -7 % и соответственно уменьшается объемная доля фракций крупного заполнителя.

Ориентировочный расход крупного заполнителя К (кг/м³) определяют по формуле

К= З_о - М. (2.17)