• Алгоритм подбора состава тяжелого бетона.

Подбор состава бетона заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами (цементом, водой, песком, гравием или щебнем) для обеспечения его удобоукладываемости, прочности и др. требуемых показателей. Состав бетонной смеси выражают в виде массового соотношения между количеством цемента, песка, гравия или щебня с обязательным указанием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу и выражают соотношением 1:Х:У (цемент : песок : гравий) при В/Ц=Z, например 1: 2,5: 4,8 при В/Ц=0,5.I. ВяжущееВыбор типа вяжущего обусловлен: условиями приготовления бетонной смеси;классом (маркой) бетона по прочности – какправило марка цемента должна в 1,5-2 разапревышать марку бетона.Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент. II. Заполнители. В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. В качестве крупного заполнителя применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм.Максимальная крупность заполнителя – менее ½ минимального размера конструкции и менее ¾ расстояниямежду стержнями арматуры.Прочность крупного заполнителя – в 1,5 раза вышемарки бетона (для бетонов марки ниже «300») и в 2 разавыше марки бетона (для бетонов марки выше«300»).III. ВодаЧистая водопроводная вода, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего веществаIV. ДобавкиМинеральные добавки- природные илитехногенные тонкодисперсные вещества,содержащие аморфный SiO2,(вулканический пепел, молотые вулканическийтуф, диатомит, трепел). Органо-минеральные добавки- добавки,получаемые совместным измельчениемкремнеземосодержащих веществ и поверхностноактивных веществ (ПАВ): (микрокремнезем и суперпластификатор С-3 –добавка МБ-1).Химические добавки1) регулирующие свойства бетонных смесей(пластифицирующие);2) регулирующие схватывание бетонных смесей и твердениебетона (ускорители и замедлители схватывания и твердения,противоморозные) – CaCl2, карбид лития;3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси ибетона (воздухововлекающие, газообразующие, уплотняющие)– СНВ, алюминиевая пудра, сульфат железа;4) регулирующие деформации бетона (расширяющие) –алюминат кальция, сульфат алюминия;5) повышающие защитные свойства бетона к стали (ингибиторыкоррозии стали);6) стабилизаторы (снижающие водоотделение и раствороотделение) - эфиры целлюлозы;7) придающие бетону специальные свойства (гидрофобизирующие, антикоррозионные, красящие, электроизоляционные).

• Свойства бетонной смеси. Зависимость свойств бетонной смеси от различных факторов. Бетонная смесь состоит из цементного теста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на вязкопластичные свойства смеси. Так, если увеличить содержание заполнителей, смесь становится более жесткой; если цементного теста — более пластичной и текучей. Существенно влияет на свойства бетонной смеси и вязкость цементного теста. Чем больше в цементном тесте воды, тем пластичнее получается тесто и соответственно пластичнее бетонная смесь.

Одно из основных свойств бетонной смеси — тиксотропия — способность разжижаться при периодически повторяющихся механических воздействиях (например, вибрации) и вновь загустевать при прекращении этого воздействия. Механизм тиксотропного разжижениязаключается в том, что при вибрировании силы внутреннего трения и сцепления между частицами уменьшаются и бетонная смесь становится текучей. Это свойство широко используют при укладке и уплотнении бетонной смеси.

Удобоукладываемость - обобщенная техническая характеристика вязкопластичных свойств бетонной смеси. Под удобоукладываемостью понимают способность бетонной смеси под действием определенных приемов и механизмов легко укладываться в форму и уплотняться, не расслаиваясь. Удобоукладываемость смесей в зависимости от их консистенции оценивают по подвижности или жесткости.

Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой стандартного конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси. Для этого металлическую форму-конус, установленную на горизонтальной поверхности, заполняют бетонной смесью в три слоя, уплотняя каждый слой штыкованием. Избыток смеси срезают, форму-конус снимают и измеряют осадку конуса из бетонной смеси — ОК, значение которой (в сантиметрах) служит показателем подвижности.

Жесткость — характеристика удобоукладываемости бетонных смесей, у которых не наблюдается осадки конуса (ОК = 0). Ее определяют по времени вибрации (в секундах), необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса из бетонной смеси с помощью специального прибора – вискозиметра.

В зависимости от удобоукладываемости различают жесткие и подвижные бетонные смеси.

Жесткие бетонные смеси содержат небольшое количество воды и соответственно пониженное количество цемента в сравнении с подвижными смесями у бетонов равной прочности. Жесткие смеси требуют интенсивного механического уплотнения: длительного вибрирования, вибротрамбования и т. п. Используют такие смеси при изготовлении сборных железобетонных изделий в заводских условиях (например, на домостроительных комбинатах); в построечных условиях жесткие смеси применяют редко.

Подвижные смеси отличаются большим расходом воды и соответственно цемента. Эти смеси представляют собой густую массу, которая легко разжижается при вибрировании. Подвижные смеси можно транспортировать бетононасосами по трубопроводам.

Связность — способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т. е. нерасслаиваться  в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. При механических воздействиях часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх. Крупный заполнитель, плотность которого обычно больше плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), опускается вниз. Легкие заполнители (керамзит и др.), наоборот, могут всплывать. Все это делает бетон неоднородным, снижая его прочностные показа