книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

Я :

1 0 0 0 —

«

s

+ ÜL

Yu

1

Yщ И

и песка в 1 ж3 бетона

Сумма абсолютных объемов цемента, воды, щебня Yn-

воздуха):

равна 1 0 0 0 л (пренебрегая

небольшим объемом вовлеченного

ц_ +

В_ _я

щ = 1 0 0 0 .

1

цементного раствора в бетоне равен объему пустот в

Абсолютный объемYu

Yn

Yui

щебне при некоторой раздвижке зерен щебня.

ц

+

п

В

JU

^ИЗб.

Yu

+

.

■где

Ц, В

Yn

1

цемента, воды, песка и щебня

, Я, Щ — расходы соответственноѴо.І

в кг; уд. Yn. Ym— плотности материалов

в г/сж3

(для щебня

плотных пород

ущ можно считать объемной массой в куске);

— пустотность щебня в до­

лях единицы объема; Аизб •— коэффициент

избытка раствора

против

необхо­

димого для заполнения пустот в щебне;

у0.щ — насыпная

объемная

масса

щебня в г/сж5.

/Сизб

зависит

от

свойств

бетонной

смеси:

для

Значение коэффициента

жестких

бетонных

смесей

Кизб — 1,05-НІ,1

(меньшее

значение

для

мелкозер­

нистых

песков),

для умеренно жестких смесей Аиэб =

1,15-н 1,2,

для

подвиж­

ных и пластичных бетонных смесей значение

Кизб зависит

от

расхода

це­

мента (табл. 40), крупности песка.

Т а б л и ц а

40

К изб

для

бетона

Расход цемента

в к г і м 3

на щебне

на

гравии

250

1 ,з

1,34

300

1,36

1,42

350

1,42

1,48

400

1,47

1,52

П р и м е ч а н и е .

Значения

Kli3g

приведены для песка средней крупности с водо-

потребяоетью 7%.

При применении мелкозернистого

песка с

вод опотр ебп ост ыо

более 7%

К и зб уменьшается

на

0,03 на

каж ды й

процент увеличения іводопотребности песка; ’при

применении крупнозернистого

песка с

водопотребностью

менее 7%

значение

KH3g

уве­

6 .

Расходы материалов на 1 м3 бетона, полученные в резуль­

тате

расчета, уточнить после приготовления пробных

замесов.

Уточнить состав бетона на пробных замесах можно следую­

щим образом.

1.

Определить соответственно расход материалов на пробный

замес объемом 10—15 л и приготовить бетонную смесь.

Коли­

чество приготовляемых пробных замесов зависит от того, какие

параметры необходимо уточнить.

пробных замеса в количестве 10—15 л каждый с тремя

различ­

ными значениями В/Ц, расчетным и отклоняющимся

в ту

й

другую сторону от расчетного, например на 0,05. В каждом

из

I7 факт —

>

Уфакт

где Р — сумма

масс материалов,

израсходованных на пробный замес,

включая воду, в кг;

уфакт— фактическая объемная масса уплотненной бетон­

ной смеси в кг/м3.

Уц . Ѵп

у ш

1: ^ - . Ѵщ

Уц ' Уц

' Уц

Уц ' У«

где Уц,

Уп,

Ущ — объем цемента,

песка и щебня в л,

израсходованных

на пробный

замес; Уфакт— объем фактически полученного

бе гона.

6 . Определить полевой состав бетона.

рассчитывают

Полевой

(производственный)

состав бетона

1 0 0

+ w„

Ппол = П

кг;

1 0 0

1 0 0

+ wm

ЩП0Л^ Щ + Щ

,1 щ*г;

1 0 0

В п

в — \п

Wn

in ИМ

кг,

100

Щ —

100

где Wп, ТУщ — влажность

в % соответственно

песка и щебня

где Цѵ , Вѵ , Яѵ, Щ \ — соответственно

расход цемента, воды,

песка и

щебня на замес бетономешалки объемом

V;

Цпол,

Впол, Я пол, /Япо л — расход

соответственно цемента, .воды,

песка и

щебня на

1 мъ бетонной смеои (полевой или

производственный сосгав).

ность бетонной смеси — осадка

конуса 1—2 см. Используемые материалы: це­

мент— портландцемент

марки 400,

насыпная

объемная масса

у 0 .ц=1,3 г/см3;

щебень — гранитный с

максимальной

крупностью

зерен 40

мм, плотность

(объемная масса зерен)

ущ =2,65

г/см3, насыпная

объемная

масса

Ѵ о . щ =

=4,48

г/см3, пустотность

Ѵщ =

(\ —-^ -Е _ \і00 =

[ \ —-—-'ll00 = 44%;

песок —

кварцевый

мелкозернистый;

\

Ѵ

і д

/

V

2, 65/

плотность уп =

водопотребность

ß n = 1 0 %;

=2,63 г/см3, насыпная объемная масса уо.п=1,4 г/см3.

1.

Определить В/Ц по формуле

Яб =

АЯд I -jj- — 0,ь\ (А = 0,6

для рядовых заполнителей);

тогда

В

1,2

________1,2-400

= 0,51.

Ц

(2 /?б +

0,6 Яц)

(2 - 350 +

0,60-400)

В

(ГОСТ 8424—64), так

как

при

В

Принимаем — = 0,5

-ц- > 0 ,5 снижаются

относительная плотность

и морозостойкость

цементного

бетона.

2.

Определить расход воды для заданной осадки конуса с учетом свойств

заполнителей

(табл. 39):

В =

170 + (5

3) =

185 л.

_В

3.

Определить расход цемента

на

1 м3 бетона,

зная

.расход воды и

Ц =

0,5

• = 370

кг.

4. Определить расход щебня по формуле

1000

г ?

П000

= 1282 кг;

Щ :

1

.

1,35

К изб

1

щ V

^ .,

0,44

- +

■о.щ

Ѵщ

1,48

2,65

ЛГизб =

1,44 —

(0,03-3) .= 1,35 (табл.

40).

5. Определить расход песка по формуле

17 =

/

Ц

В

щ_

1000 — 1 — + — -

Yn :

Yu

1

Yiu

1 0 0 0 — 370 ■+

185 +

1282

2,63 =

557 кг.

3,1

2,65

6 . Для проверки подвижности бетонной смеси и уточнения расхода воды

и цемента приготовить пробный замес

бетонной смеси объемом 15 л. Расход

материалов на пробный замес приведен :в табл. 41.

Т а б л и ц а

41

Расход материалов

по массе

в кг

Расход

ма­

Материал

териалов

первона­

добавочный

суммарный

по объему

чальный

Цемент

..................................................

5,55

0,27

5,82

4,48

Песок

.....................

8,35

—

8,35

5,96

Щ е б е н ь ..................................................

19,23

—

19,23

13

Вода

. . : : : :

.....................

2,77

0,14

2,91

И т о г о .................................................

—

36,31

23,44

определения прочности на растяжение при изгибе,

испытать на сжатие.

8 . Определить фактическую объемную массу бетонной смеси:

Уфакт =

g2— gi

4 3 ,2 6 —

11, 0

1000 = 2391

кг/м*,

-

■■ 1000 = -------— ,

— ■

к ф о р

1 3 ,5

где gi — масса

формы

в кг;

g2— масса формы с бетонной

смесью в кг;

Рфор — объем формы в л.

9. Определить фактический объем бетонной смеси:

^факт —

__Р__

36,31

15,18 л.

Уфакт

1000 =

2391

5.82

8,35

_

19,23

1 ,4 :3 ,3

В

5.82

: 5,82

:

5,82

— = 0,5;

~ 1

по объему

4.48

_

5,96

13

: 2,9.

=1 :1,3

4,48 + 5,96 + 13

*23,44

д =

384

300

кг;

1200-0,65 =

1000

п = 5611000 1200 0,65 =

438

кг;

щ =

1279

998 кг;

1000

1200-0,65 =

168

131

л.

1200-0,65 =

1000

щебне)

целесообразно назначать оптимальную толщину растворной пленки.

3.

При расчете состава цементобетона по пределу прочности при сжатии

и при

изгибе следует использовать коэффициенты, учитывающие свойства

щ

п

ц

+

В

= I >

Ym

+

+

. - - -

Yn

Yu

1000

где Щ, П, Ц, В — расход щебня,

песка,

цемента

и воды на 1 мг в кг;

Ѵпъ Yn, Yu — плотность соответственно

щебня, песка и цемента

в кг/мл.

2. Зависимость прочности бетона

от

цементно-водного

отношения и

свойств щебня, леска и микроструктуры

цементного

камня

можно записать

в следующем виде:

Иб = А1АаК ( Y

~

C)

Rn'

где Яб, Rn — заданная

марка

бетона

и марка цемента; К, С — коэффици­

енты, зависящие от свойств цемента, методики

определения

марки цемента,

технологии приготовления

цементобетоиных

смесей, прочности

бетона; Аи

си,

поверхности зерен щебня, водопотребности песка и

нормальной

густоты

цементного теста. Применительно

к

дорожному

цементобетону

/

в

> 0,4,

I —

осадка стандартного

конуса бетонной

смеси

меньше 5 см,

удобоукладывае-

мость — меньше 1 0 0

сек)

расход воды в л на

1 м3

бетонной смеси можно оп­

ределить по уточненным формулам:

Я =

60 +

40АГ +

0.07;

5 уд +

5 Вп + 1,5 НГ;

Я = 60 +

0,07;

5уд +

5 Яп + 1,5 Вп + 1 ,5 Н Г

1,38

,

g __

УУ

где ОК— осадка конуса в см;

у — удобоукладываемость

в сек;

НГ —

нормальная густота

цементного теста

в %; Вп— водопотребиость

песка в%;

S уд — условная удельная

поверхность

(м2[м3) щебня, уплотненного на стан­

дартном вибростоле в течение 1 мин, которую вычисляют по формуле:

Sy£ =

Y

8 g&) ,

К2

(Ям + 2 g2o + 4 gm +

Yui

где \'о.щ — объемная масса щебня в уплотненном состоянии в кг/мъ; ущ—

объемная

масса в зерне

в кг/м3;

gw,

g2о,

g i°,

g5 — частные

остатки на

ситах

40,

20, 10,

5 мм в

%; Кг — коэффициент,

учитывающий

форму

зерен

щебня

или

гравия.

Содержание зерен лещадной формы К2:

Ѵо.щ

щ = - 1 +

бр SyR

Толщина растворной пленки для подвижных и жестких

(У <100

сек) сме­

сей может быть вычислена по формулам:

6 „ = 0,05

Sуд

(2,3 +

0,06 OK)

0,76 +

0,07 А

р

1 0 0 ,

или

ц_

,

бр =

0,05

Зуд

[2 , 2

— 0 , 0 1

(У — 25)] I 0,76 + 0,07 100

Расход материалов на 1 м3 бетона

при использовании .приведенных урав­

нений можно рассчитать в следующем порядке.

1.

Вычислить В/Ц по формуле

ВЩ=

А\ Л2 К Rn

Rt

Аі Л2 К С 7?ц

(коэффициенты К и С определяют по

табл. 42,

коэффициенты Ах и Л2— по

табл.

43 и 44).

Т а б л и ц а

42

Испытание цемента в

малоплаттичных растворах (ГОСТ

310—60) и бетонах

На

сжатие

(кубики

20X20X20

с м ) ....................

0,58

0,5

На

изгиб

(балочки

15X15X60

с м ) .....................

0,42

0,3

П р и м е ч а н и е .

В

качестве

.показателя

марки цемента

при

определении

прочности бетона при изгибе

принимают

предел

прочности

при

изгибе

бллочек. 4Х

Х4Х16 см, изготовленных из цементного раствора.

Т а б л и ц а

43

Значения

коэффициента Л 2

прочность на сжатие при во­

допотребности песков в %

Пески

проч-

(в пределах)

ность

на

изгиб

6 - 9

9 -12

более

12

Окатанные

(типы Вольского)

0,9

0,95

0,9

Рядовые,

содержащие

пылевато-

0,95

0,9

глинистых

частиц

де

3% . . . .

1

1

Чистые,

содержащие

пылевато-

1,05

1,05

0,95

глинистых

частиц

до

1 % ....................

1

Угловатые

искусственные

1 , 1

—

1,05

—

Значение коэффициента J- .

Щебень

Пластичные

смеси

Жесткие смеси

сжатие

изгиб

сжатие

изгиб

Известняковый,

шлаковый,

фрак­

1,08

1.17

1,13

ционированный ......................................

1 , 2 2

Гранитный фракционированный

1,08

1,08

1,13

1,13

Рядовой

щебень,

фракционирован­

J

1,05

1,05

ный гравий

гравий............................................

1

Рядовой

качества,

загряз­

0,95

0,95

1

1

Щебень

низкого

ненный пылеватоглинистыми

іприме-

0,9

0,85

—

—

С Я іМ И ......................................................................

щ-

Уо. щ

кг.

1 + 0 ,0 5 у 5 у д 4

(2,3+ 0,06 ОК) (0,76+0,07 Д/100)

П — Уп

Ут

Уа

Пример. Рассчитать состав бетона марш 350 (иа сжатие) и 45 (на из­

гиб), подвижность

бетонной

смеси 2 см,

исходные

материалы те же, что

и в предыдущем примере:

активность

£!ц = 400

(при

сжатии),

прочность

цемент— іпортландсшй,

на изгиб образцов 4X4X16

см 5,9 МПа\

плотность уц= 3,1

г/см3-, нормальная

густота цементного теста 28%;

плотность у п=2,67 г/см3,

водопот-

песок — кварцевый,

мелкозернистый,

ребность Вп= 10%•

состав (остатки

на ситах)

в %: £з (0,63 мм) = 7;

Гранулометрический

g2 (0,315 лш )=41;

gi (0,14 мм)—32;

менее 0,14 лиг=

19; пылеватоглинистых

частиц до 1 ;

(в уплот­

щебень — рядовой гранитный, средняя плотность у о щ = 1 , 6 9 г/см3

ненном состоянии);

гранулометрический состав (частные остатки на ситах) в

%; 40 мм 5, 20 мм 39, 10 мм 32, 5 мм 24,

зерен

лещадной

формы

30.

1. Определить водоцементное отношение:

Л2 ZC/?ц

1-1,05.0,42-5,9

В/Ц =

2

4 5 +

1-1,05-0,42-0,3-5,0

0,49.

7?б + Аі Л К С 7?ц

2. Определить расход воды «а 1 м3 бетонной смеси

В =

60 +

4 ОК +

0,07 SyA + 5 В„ +

1,5 Н Г = 60 +

4-2 + 0,07 X

X 450 + 5-10 +

1,5-28 =

192 л;

5 д = 1 , 7

(g-so + 2 £го + 4 £ю + 8 £ь) =

} Д

*Ущ

=

1

69

(5 + 2-39 +

4-32 + 8-24) =

1,11 -403 = 450 лі2.

1 , 7

у ^ г -

3. Определить расход цемента на 1 м3

бетона

Ц = В : ß/Z( =

192

392 кг.

------- =

м

'

0,49

4. Определить расход щебня на 1 м3 бетонной смеси

Щ =

1 0 .щ

1

+ 0 ,0 5

у

Syn d* (0,76 +

0,07 —

) (2,3 +

0,06 О /С)

1690

1

+ 0,05

у

450- 0,352

(0,76 +

0,07)

392

(2,3 + 0,06-2)

1 0 0

1690

=

1262 кг;

1 +

0,34

dn =

0,5

5.5 gi +

g________________

1,34 £ 2

+ 0,171 £з +

0,02 £ 4

=

0,5

8 І

5.5 ■32 + 1,34-41 +

0,171 • 7

= ° - 35лш

6 .

Определить р-аех-од песка тто формуле

П

2,65

1000— 192

392

1262

532 кг.

3,1

=

2,61

Таким образом,

расход материалов я а 1

м3 бетона

составляет: цемент

392 кг, щебень 1262 кг,

песок 532 кг, вода

192 л.

Проіверка свойств бетонной смеси пробного замеса показала, что осадка

конуса

бетонной смеси

получена

требуемая — 2 см без

введения донолнитель»

ных добавок составляющих.