5702

10

Продолжение таблицы 1.2

3 Общие указания по выполнению работы

3.1 Работа состоит из пяти частей, каждая из которых проводится в те-

чение одного занятия:

часть 1 – расчёт лабораторного состава бетонной смеси;

часть 2 – проведение опытного замеса с корректировкой состава по удобоукладываемости и изготовление образцов;

часть 3 – испытание образцов бетона на прочность и определение сред-

ней плотности бетона во влажном состоянии;

часть 4 – определение средней плотности бетона в сухом состоянии;

часть 5 – обработка результатов работы.

Часть 5 может совмещаться с частью 4.

3.2 Работа должна проводиться по звеньям.

4 Расчёт лабораторного состава лёгкой бетонной смеси

4.1 Теоретические основы расчёта

Подобрать состав бетонной смеси – значит определить расходы сырь-

евых материалов, после перемешивания, уплотнения и твердения которых получится заданный объём бетона с заданными свойствами. Расчёт состава ведётся обычно на 1 м³ бетонной смеси.

Точный расчёт состава лёгкого бетона в значительной степени ослож-

няется тем, что пористые заполнители (если они не насыщены водой) при контакте с цементным тестом начинают впитывать в себя жидкую фазу, что сопровождается уменьшением В/Ц растворной части и некоторым уплотне-

нием бетонной смеси. При этом пористые заполнители способны увеличи-

ваться в объёме, т.е. набухать. Процесс этот обратимый: через какое-то время

12

по мере связывания воды цементом начинается обратный процесс миграции воды из заполнителя в растворную часть.

Последствия этих процессов неоднозначны. С одной стороны, само-

уплотнение приводит к повышению прочности бетона, обратная миграция воды из заполнителей длительное время обеспечивает благоприятные усло-

вия твердения бетона при недостаточной влажности окружающей среды. С

другой стороны, интенсивное поглощение жидкой фазы заполнителями при-

водит к быстрой потере начальной удобоукладываемости, что заставляет вводить в бетонную смесь дополнительное количество воды, увеличивая В/Ц

и снижая прочность бетона. Особенно это актуально для товарных бетонных смесей, транспортирование которых может длиться более 2 ч.

Из вышесказанного следует, что основные свойства лёгкого бетона за-

висят ещё и от влажности применяемых пористых заполнителей. Какой же пористый заполнитель выгодней применять – сухой или влажный? На этот счёт существуют различные мнения, но все специалисты сходятся во мнении,

что наихудший вариант – это применение насыщенного водой заполнителя.

По-видимому, существует оптимальная влажность (для каждого заполнителя своя и возможно зависящая от состава растворной части бетонной смеси),

обеспечивающая наибольшую прочность бетона. Во всяком случае, европей-

ские источники не рекомендуют применять абсолютно сухие пористые за-

полнители.

Т.к. пористые заполнители впитывают не чистую воду, а цементное те-

сто, то в дальнейшем часть его в виде цементного камня остаётся в зёрнах,

увеличивая фактически их среднюю плотность. Поэтому для более точного расчёта состава бетона желательно знать эту величину, называемую плотно-

стью заполнителя в цементном тесте – ρз.ц.т. Методика определения данного показателя описана в [4].

К сожалению, в лабораториях предприятий этот показатель определя-

ется достаточно редко. Поэтому ниже приводится методика приближённого

13

расчёта плотностью заполнителя в цементном тесте по известной его насып-

ной плотности.

4.2 Методика расчёта состава лёгкой бетонной смеси

4.2.1 Прочность, на которую следует вести подбор состава бетонной смеси, определяется в соответствии с ГОСТ 18105 [8].

Определяется требуемая прочность бетона – Rт (прочность бетона,

гарантирующая с обеспеченностью 0,95, что средняя прочность бетона изделий при фактическом партионном коэффициенте вариации прочности –

Vm будет не меньше проектной прочности). В качестве проектной прочности применяется заданный класс бетона – В.

Если в задании указан коэффициент вариации прочности, то Rт рассчи-

тывается по формуле

Rт = В ∙ Кт , МПа, (4.1)

где Кт – коэффициент требуемой прочности, принимаемый для всех видов бетонов (кроме силикатных и ячеистых) и для всех видов конструкций

(кроме массивных гидротехнических) по таблице 4.1 [8].

Таблица 4.1 – Значения коэффициента требуемой прочности [8]

Примечание – При промежуточных значениях коэффициента вариации значения Кт принимаются по интерполяции.

14

При проектировании состава бетона для нового производства, а также при отсутствии статистических данных о прочности бетона, требуемая проч-

ность лёгкого бетона может быть рассчитана по формуле

Rт = В/0,8 = 1,25 В, МПа. (4.2) 4.2.2 По таблицам 4.2 – 4.6 проверяется соответствие характеристик исходных материалов, а также проектных показателей бетона требованиям

нормативных документов.

Таблица 4.2 [13]

Примечание – Допускается применение пористого заполнителя с меньшей маркой по прочности при условии обеспечения установленных проектной документацией требований к бетону конструкций.

Таблица 4.3 [13]

15

Таблица 4.4 – Насыпная плотность крупных гравиеподобных

заполнителей для конструкционно-теплоизоляционных бетонов

классов В2,5 – В10 [13]

Примечание – Данная таблица относится к бетонам, кроме поризованного, приготовленным с воздухововлекающими добавками. При приготовлении бетонных смесей без воздухововлекающих добавок значения насыпной плотности крупного пористого заполнителя уменьшают:

-для бетонов на песке того же вида и золе ТЭС – на (100 – 150) кг/м3;

-для бетонов на вспученном перлитовом песке – на (50 – 100) кг/м3.

16

Таблица 4.5 - Насыпная плотность крупных пористых щебневидных

заполнителей для конструкционно-теплоизоляционных бетонов классов

В2,5 – В10 [13]

17

Продолжение таблицы 4.5

Примечание – Данная таблица относится к бетонам, приготовленным с воздухововлекающими добавками. При приготовлении бетонных смесей без воздухововлекающих добавок значения насыпной плотности крупного пористого заполнителя уменьшают:

для бетонов на песке того же вида и золе ТЭС – на (100 – 150) кг/м3; для бетонов на перлитовом песке – на (50 – 100) кг/м3.

Таблица 4.6 - Насыпная плотность крупных пористых заполнителей

для конструкционных бетонов классов В12,5 – В40 [13]

18

4.2.3 По таблице 4.7 или 4.8 определяется рекомендуемый расход це-

мента – Ц0, кг.

4.2.4 Корректируется расход цемента:

Ц = Ц0 ∙ К1 ∙ К2 ∙ … ∙ Кi, кг, (4.4)

где К1 … Кi – поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице

4.9.

4.2.5По таблице 4.10 определяется начальный расход воды – В0.

4.2.6Дальнейший порядок расчёта зависит от проектируемого бетона.

Для лёгких бетонов марок по средней плотности D1500 – D1800 опре-

деляется объёмная концентрация крупного заполнителя по таблице 4.11.

– отношение объёма зёрен гравия к объёму бетонной смеси.

Если объёмная концентрация отличается от оптимального значения,

приведённого в таблице 4.12, в большую сторону более чем на 0,05 или в меньшую сторону более чем на 0,25, то в первом случае следует применить более лёгкий крупный заполнитель или поризующие добавки, а во втором случае – применить более тяжёлый пористый крупный заполнитель, либо принять φ = φопт – 0,25, занижая среднюю плотность проектируемого бе-

тона.

Таблица 4.7 – Ориентировочный расход цемента марки 400 для приготовления керамзитобетонной смеси

плотной структуры с осадкой конуса 1 … 3 см

Примечания.

1 Над чертой приведены расходы цемента, под чертой – марка бетона по средней плотности D. 2 Промежуточные значения расходов цемента определяются интерполяцией.

3 *При нормировании классов по прочности на сжатие – требуемая прочность, кгс/см².