6078

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В. Исаев

Проектирование составов тяжёлого бетона с

использованием зависимости прочности от В/Ц

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для обучающихся по дисциплине

«Технологии бетона, строительных изделий и конструкций железобетона» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль

«Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций»

Нижний Новгород

2022

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. В. Исаев

Проектирование составов тяжёлого бетона с

использованием зависимости прочности от В/Ц

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для обучающихся по дисциплине

«Технологии бетона, строительных изделий и конструкций железобетона» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль

«Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций»

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

2

УДК 666.972.7

Исаев, А.В. Проектирование составов тяжёлого бетона с использова-

нием зависимости прочности от В/Ц : учебно-методическое пособие / А.В.

Исаев; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. − 27 с. − Текст :

электронный.

В пособии описывается методика подбора состава тяжёлого бетона,

основанная на зависимости между его прочностью и водоцементным отно-

шением. Данная методика позволяет по результатам нескольких замесов рассчитывать с высокой точностью составы бетонов в широком диапазоне прочности и широко применяется как в научной работе, так и на предприя-

тиях по производству бетонных смесей и железобетонных изделий.

Пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине

«Технологии бетона, строительных изделий и конструкций железобетона» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профилю «Производ-

ство и применение строительных материалов, изделий и конструкций»

© А.В. Исаев, 2022 © ННГАСУ, 2022

4Изготовление контрольных образцов ………………………………. 19

5Испытание контрольных образцов ………………………………….. 23

Литература ……………………………………………………………. 27

4

Введение

Подбор составов бетонов с заданными свойствами является важной за-

дачей в технологии производства бетонных и железобетонных изделий. В

настоящее время существуют достаточно хорошо проработанные и надёж-

ные методики расчёта составов тяжёлых, лёгких, мелкозернистых и некото-

рых других видов бетонов. При этом можно сказать, наиболее простой и точ-

ной является методика расчёта составов тяжёлого бетона*.

Настоящее учебно-методическое пособие рассчитано на студентов,

уже ознакомленных с наиболее известной методикой подбора состава тяжё-

лого бетона [6], которая заключается в следующем:

−первоначальный расчёт состава бетона с заданными свойствами;

−опытный замес рассчитанной бетонной смеси с корректировкой по удобоукладываемости и фактической плотности бетонной смеси, изготовле-

ние образцов;

−испытание образцов бетона на прочность после их выдерживания в течение положенного времени в заданных условиях твердения;

−сравнение полученной прочности с требуемой и, при необходимости,

корректировка состава бетона.

С практической точки зрения у данной методики есть недостаток – да-

леко не всегда необходимые для расчётов свойства сырьевых компонентов известны с высокой точностью. Как следствие, после длительного ожи-

_________________________________________________________________

*Строго говоря, более правильно говорить "расчёт (подбор) состава бе-

тонной смеси", но словосочетание "расчёт (подбор) состава бетона" является устоявшимся, общепринятым и поэтому будет использоваться в данной ра-

боте, тем более, что бетонная смесь неизбежно со временем превращается в бетон практически без изменения объёма.

5

дания твердения образцов можно получить неудовлетворительный резуль-

тат, а последующая корректировка состава бетона будет достаточно пробле-

матичной.

В данном пособии приведена методика подбора составов тяжёлых бетонов, часто применяющаяся на предприятиях по производству бетонных смесей и железобетонных изделий, позволяющая с высокой точностью определить требуемый состав бетона (или сразу несколько составов,

рассчитанных на различную прочность) даже в том случае, когда свойства сырьевых материалов не известны. Данная методика базируется на [6], но имеет существенные отличия.

1 Цель работы

1.1 Целью работы является ознакомление студентов с теоретическими основами и освоение ими практических навыков подбора составов тяжёлых бетонов.

2 Общие указания по выполнению работы

2.1 Работа состоит из трёх частей, каждая из которых проводится в те-

чение одного занятия:

часть 1 – расчёт составов бетонной смеси (2 ч);

часть 2 – проведение опытных замесов с корректировкой составов по удобоукладываемости и изготовление образцов (4 ч);

часть 3 – испытание образцов бетона на прочность и обработка резуль-

татов (4 ч).

2.2 Работа проводится 2 или 3 звеньями по 3 – 5 человек.

7

А (А1) – коэффициент, учитывающий качество цемента и заполни-

телей. Принимается по таблице 3.1. При этом для бетонов с Ц/В до 2,5 (бе-

тоны низкой и средней прочности – приблизительно 48 МПа и ниже) приме-

няется коэффициент А, а при Ц/В больше 2,5 (бетоны с прочностью более 48

МПа) – коэффициент А1;

Rц – активность цемента, МПа. Т.к. раньше активность определя-

лась по отменённой в настоящее время методике, то активность, определён-

ную по ГОСТ 30744 [4] При неизвестной активности подставляют значение марки цемента, МПа. Если задан класс цемента, можно в качестве Rц под-

ставлять произведение класса цемента на коэффициент 1,15;

Ц/В – цементноводное отношение – отношение расхода цемента к расходу воды по массе. Данный фактор является одним из важнейших и вы-

ражает зависимость прочности бетона от его пористости. Дело в том, что только часть вводимой в бетонную смесь воды вступает в химические реак-

ции с цементом. Другая часть, необходимая для получения требуемой удо-

боукладываемости, остаётся свободной, а после её испарения в структуре бе-

тона остаются поры, составляющие основную часть его капиллярно-пори-

стой системы.

Таблица 3.1 – Значения коэффициентов А и А1 [6]

8

То, что формула Боломея – Скрамтаева состоит из двух частей, связано с тем, что на самом деле зависимость прочности бетона от указанных выше факторов нелинейная (рисунок 3.1), и формула (3.1) является результатом линеаризации двух наиболее характерных участков 1 и 2.

Rб/Rц

Рисунок 3.1 – Зависимость Rб/Rц от цементноводного отношения

Если в формулу (3.1) подставить все возможные значения Ц/В и коэф-

фициентов А и А1, то получится семейство линий. Чтобы не загромождать рисунок 3.2, на нём показаны только линии для уранения 3.1.а. Rц = (30 – 50)

МПа). На рисунке 3.2 видно, что, как уже говорилось выше, отсутствие све-

дений или неточные данные о свойствах сырьевых материалов при расчёте

Рисунок 3.2 – Семейство графиков зависимости Rб = f(Ц/В) при различных значениях А и Rц

Поэтому в описываемой в данном пособии методике предлагается вме-

сто одного состава бетона рассчитывать сразу два – четыре, а Ц/В не рассчи-

тывать по формуле (3.1), а назначать. При этом Ц/В назначаются так, чтобы один из составов был заведомо прочнее требуемого, а другой – заведомо ме-

нее прочным. После изготовления и испытания контрольных образцов бето-

нов строится график в осях Ц/В – Rб. Это будет одна из линий между графи-

ками 1 и 3 на рисунке 3.2, точно соответствующая свойствам применённых сырьевых материалов. Для назначения первоначальных Ц/В можно исполь-

зовать таблицу 3.2, составленную на основе расчётов по формуле (3.1).

Т.к. зависимость Rб = f(Ц/В) очень близка к линейной, то для её постро-

ения теоретически достаточно двух точек (двух составов бетона), но надо