
- •Лекция 13. Марки и классы бетонов. Факторы, влияющие на прочность бетона. Способы подбора состава бетона.
- •Марки бетона
- •Класс бетона
- •Факторы, определяющие прочность бетона
- •Проектирование (подбор) состава бетона
- •Экспериментальный метод подбора состава бетона
- •Расчётно-экспериментальные методы подбора состава бетона

4 Вид и качество заполнителей Прочность заполнителя д.б. в 2 и более раза больше марки бетона. 5 Условия хранения образцов 6 Размер образцов
Стандартным считается размер образца 15х15х15 см.
при использовании нестандартных образцов необходимо введение поправочного коэффициента
10х10х10 см — 0,95
20х20х20 см — 1,05
7 Скорость нагружения при опыте Скорость нагружения составляет 2..3 кг/см2. 8 Состояние поверхности образца 9 Возраст бетона 10 Другие факторы
(толщина плит пресса, технологические, добавки и т.д.)
Проектирование (подбор) состава бетона
Подобрать состав бетона, это значит на заданных материалах (цементе, песке, щебне и воде) обеспечить необходимые прочность бетона, подвижность и другие требования (морозостойкость, водонепроницаемость) при минимальном расходе цемента.
Экспериментальный метод подбора состава бетона
Наиболее точный, но и более трудоёмкий метод.
Дано:
1 RБ (или В; другие требования к бетону).
2ОК, см или Ж (жёсткость), с;
3ρоЦ, ρоП, ρоЩ;
4RЦ.
Найти:
1:х:у, В/Ц, расход материалов на 1 м3
1 Устанавливается зависимость ОК=f(В/Ц) для различных составов, заданных по объёму
1:no, no=a+в.
1.1 Принимается 4 состава с разными отношениями 1:no:

1:3, 1:4, 1:5, 1:6
1.2 Для каждого состава производится расчёт материалов на замес а) Определяется а, в
а+в=no a=вVЩо к
VЩо — пустотность щебня (объём пустот в крупном заполнителе);
VЩо |
= |
1 − ρ |
Що |
|
|
ρо |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Щ |
|
к — коэффициент раздвижки зёрен крупного заполнителя.
к=1,2
б) Определяется Ц, П, Щ, В на замес (для каждого состава)
VЦ = β(1V+З no )
β=0,62 (для щебня)
VП = VЦ а
VЩ = VЦ в
Ц = VЦ ρоЦ; П = VП ρоП; Щ = VЩ ρоЩ.
1.3 Затворение бетонной смеси Для первого замеса берут такое количество воды, при котором можно ожидать малую осадку
конуса (1..2 см)
Приготовив бетонную смесь данного состава и определив осадку конуса, доливают некоторое количество воды, вновь перемешивают и определяют новую осадку конуса.
Так поступают несколько раз, доводя осадку конуса до требуемого значения.
По полученным данным (3..5 точек) строят графики зависимости ОК от В/Ц.
При работе с жёсткими бетонными смесями поступают аналогичным образом, но назначают для первого замеса значительно меньшее В/Ц.
2 Изготовление образцов Из полученной бетонной смеси приготавливают 3 образца-куба.
Уплотнение производят штыкованием в 2 слоя.
по спирали, от перефирии к центру
10х10х10 см — 12
15х15х15 см — 25
20х20х20 см — 50
излишек смеси срезают, заглаживают края
Так же уплотнение может производиться вибрированием.
Форму взвешивают, определяют среднюю плотность бетонной смеси.
ρбсв.см.ул. . = mV к
к
mк — масса куба; Vк — объём куба.
Образцы помещают во влажную камеру. 3. Испытание образцов
RБ = РFmax
МПа, кг с/см2.

Из трёх значений прочности образцов выбирают два наибольших, из которых вычисляют среднее арифметическое с точностью до 0,1 МПа.
По полученным данным строят графики.
4 Производят расчёт Ц, П, Щ, В для каждого состава по средней плотности свежеуложенной бетонной смеси.
ρБо.СМ = Ц + П + Щ + В
ρБо.СМ = Ц(1+ x + y + В/ Ц)
Ц = |
ρо |
Б.СМ |
|
1+ x + y + В/ Ц |
П=Ц х; Щ=Ц y; В=Ц В/Ц.
5 Выбирают по графику необходимое В/Ц и состав бетона.
6 Для выбранного состава бетона производится контрольный замес.
С целью проверки получения требуемых подвижности бетонной смеси и прочности бетона. При необходимости производится корректировка.
Расчётно-экспериментальные методы подбора состава бетона
1 Метод последовательных приближений (Метод Скрамтаева)
1 Определить В/Ц отношение для требуемой прочности (класса, марки) бетона по формуле
Скрамтаева (или по формуле Беляева).
RБ28 = А2 RЦ28 (Ц/В-0,5)
В/Ц≥0,4
В/ Ц = |
|
|
А2 RЦ |
|
|
R |
Б |
+ А R |
Ц |
0,5 |
|
|
|
2 |
|
2 Рассчитать количество материалов на замес Принимаем по СНиПу минимальный расход цемента для данной конструкции Ц — по СНиПу на замес:

Ц3
ЦЗ = 1000М VЗ
В=Ц В/Ц Принимаем объём щебня, равным объёму замеса
VЩ = Vзамеса; Щ= VЩ ρоЩ
2.4 VП = VЩ VЩо к
П= VП ρоП
Принимается 4 состава с различными к (коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя песком)
к=1,1; 1,2; 1,3; 1,4 3 Произвести пробные замесы
к исходной смеси постепенно добавляют цемент и воду, соблюдая найденное В/Ц отношение до тех пор, пока бетонная смесь не приобретёт заданную подвижность
Для всех четырёх составов изготавливается бетонная смесь и добиваются одинаковой требуемой осадки конуса путём добавления воды и цемента, сохранив В/Ц отношение.
Из равноподвижных бетонных смесей изготавливаются кубы 15х15х15 см для определения прочности в 28-и дневном возрасте. Одновременно определяется средняя плотность бетонной смеси для расчёта материалов на 1 м3 бетона.
Зная прочности и расходы цемента на 1 м3 бетона для каждого состава, строится график зависимости расхода цемента от коэффициента раздвижки зёрен крупного заполнителя.
Прочности бетонов всех составов должны быть примерно одинаковыми, так как у них одинаковое В/Ц отношение.
Выбираем наиболее экономичный состав.
2 Метод абсолютных объёмов
Практически, метод Скрамтаева, но расходы песка и щебня определяются методом абсолютных объёмов
рекомендуется для жёстких смесей
1 Определяется В/Ц отношение по формуле Скрамтаева.
2 Расхо дво ыд на 1 м 3 бетона определяется из опытных данных по графикам.
(водопотребность)
Ц=В/В/Ц 4 Методом абсолютных объёмов определяются расходы песка и щебня на 1 м3 бетона.
VЦабс |
+VПабс +VЩабс + В =1000(л) |
||||||||
Ц |
|
П |
|
Щ |
|
|
|
||
|
|
+ |
|
+ |
|
+ В =1000 |
|||
ρЦ |
ρП |
ρЩ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Ц |
|
П |
|
|
Щ |
|
|
|
|
+ |
+ В = |
V О к |
|
|||||
|
|
|
|||||||
|
ρЦ |
|
ρП |
|
|
О |
Щ |
|
|
|
|
|
|
ρЩ |
|
|
где:
Ц, П, Щ, В — соответственно расходы цемента, песка, щебня и воды кг/м3; ρц, ρп, ρщ — истинные плотности цемента, песка и щебня, кг/л;
Voщ — пустотность щебня (относительная величина); ρoщ — средняя плотность щебня, кг/л;
К — коэффициент раздвижки зерен щебня раствором.
первое уравнение составлено из условия, что сумма абсолютных объёмов компонентов бетона равна 1 м3. (при отсутствии в бетоне вовлечённого воздуха)
второе — из условия, что цементно-песчаный раствор должен заполнить все пустоты между щебнем с некоторой раздвижкой его зёрен
VЩО Щ |
К + |
|
Щ |
|
=1000 ; |
Щ = |
|
|
|
1000 |
|
|||||||||
|
ρЩО |
|
ρЩ |
|
|
1 |
|
+ |
VЩО |
К |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
Щ |
|
ρО |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц |
|
|
Щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1000 |
− |
|
|
|
+ |
|
+ В |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
ρЦ |
|
|
ρЩ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
ρП |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На этом составе делают пробный замес.
Если при изготовлении бетонной смеси не получается сразу требуемая подвижность, то необходимо добавлять в замес цемент и воду, не меняя В/Ц отношения или, наоборот, песок и щебень, не меняя отношения П/Щ.
добавки не должны превышать 10% от первоначального состава