6.5. Проектирование состава тяжелого бетона.

Состав бетона – это количественное соотношение между всеми компонентами бетонной смеси – цементом, водой, добавками, заполнителями. Он должен обеспечивать в конкретных условиях приготовления, транспортирования и укладки получение заданных проектом характеристик бетонной смеси и бетона при минимальном расходе цемента. Проектирование состава бетона включает назначение нормативных характеристик бетона, выбор исходных материалов для приготовления бетона, определение технологических характеристик бетонной смеси, подбор бетона по заданным нормативным и технологическим характеристикам.

Нормативные характеристики:

- марка (R_б) или класс бетона (В) по прочности на сжатие, выбирается в зависимости от назначения бетона и условий эксплуатации бетона.

Технологические характеристики:

- показатель подвижности (осадка конуса, см);

- жесткость (сек).

Технологические характеристики назначаются по данным проекта организации работ в зависимости от условий приготовления, транспортирования, укладки, густоты армирования конструкции. К важнейшим из этих условий относится длительность транспортирования смеси, температура воздуха в период производства работ, условия и средства виброуплотнения. Классификация бетонной смеси по удобоукладываемости дана в таблице 6.2.

Характеристики исходных материалов:

- активность (R_ц) или марка цемента, его вид;

- истинная и насыпная плотности цемента (ρ_ц, ρ_0ц), песка (ρ_п, ρ_0п), крупного заполнителя (ρ_к, ρ_0к)

- пустотность крупного заполнителя определяемая по формуле:

Исходные материалы должны отвечать требованиям действующих норм и стандартов. Подбор состава бетона осуществляется расчетно-экспериментальным методом.

А. Расчет состава бетна по методу абсолютных объемов.

В основе метода лежит уравнение абсолютных объемов, составленное исходя из следующего предположения: бетон сразу после укладки и уплотнения находится в абсолютно плотном состоянии, и его объем складывается из суммы абсолютных объемов составляющих:

Ц/ρ_ц+ В/ρ_в+ П/ρ_п+ К/ρ_к = 1000,

где Ц, В, П, К – расходы соответственно цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг/м³;

ρ – их плотности, кг/л;

1000 – объем бетона, л.

Расчет ведется в следующей последовательности.

1. Расчетным путем определяется значение цементноводного фактора Ц/В (С/W) и водоцементного В/Ц (W/С) из формул:

- R_б=А·R_ц(Ц/В-0,5) – для бетонов с Ц/В<2,5 (В/Ц>0,4);

- R_б=А₁·R_ц(Ц/В+0,5) – для бетонов с Ц/В>2,5 (В/Ц<0,4);

где R_б– марка бетона;

R_ц– активность цемента;

А,А₁– коэффициенты качества заполнителей (табл 6.8).

Таблица 6.8.

Значения коэффициентов а и а1

Материалы для бетона	А	А1
Высококачественные: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности, портландцемент высокой активности, заполнители чистые и фракционированные.	0,65	0,43
Рядовые: заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности.	0,6	0,4
Пониженного качества: крупные заполнители низкой прочности, мелкие пески, цементы низкой активности.	0,55	0,37

Данная методика рассматривает подбор состава подвижных бетонных смесей (для Ц/В<2,5), поэтому Ц/В определяют по формуле:

Ц/В=,

В/Ц=,

Для опытных составов применяются три водоцементных соотношения:

1 состав – В/Ц полученное расчетом;

2 состав – В/Цх0,8;

3 состав – В/Цх1,2;

2. Для заданной подвижности бетонной смеси определяют ориентировочную водопотребность (В) бетонной смеси по табл.6.8 и вычисляют расход цемента на 1 м³бетона:

,

Расход цемента сравнивают с минимально допустимым (табл.6.10). Если расход цемента ниже допустимого, необходимо довести его до нормы или ввести тонкомолотую добавку.

Таблица 6.9