Расчет состава мелкозернистого бетона

Наиболее просто и точно состав мелкозернистого (цементно-песчаного) бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. В начале на основе определенных зависимостей рассчитывают предварительный состав бетона. Он должен обеспечить получение заданной подвижности смеси и заданной прочности бетона. Затем этот состав проверяют путем пробных затворений. В случае необходимости состав уточняют.

Расчет состава бетона производят в следующем порядке:

1. Определяют водоцементное отношение, которое необходимо для получения заданной марки бетона:

R_б=АR_ц(Ц/В-0,8), В/Ц=АR_ц(R_б+0,8АR_ц)

где А-коэффициент, который зависит от качества применяемых материалов. Для высококачественных материалов он равен 0,8,для материалов среднего качества-0,75, а для цемента низких марок и мелкого песка-0,65;

R_ц- активность цемента, МПа

R_б- прочность образцов- половинок балочек размером 4х4х16 см из цементно-песчаного бетона в возрасте 28 суток, выдержанных в нормальных условиях, МПа.

Формула действительна при коэффициенте уплотнения бетонной смеси более 0,97. Если такое уплотнение не достигается, то необходимо учитывать возможное снижение прочности примерно на 5% на каждый процент недоуплотнения.

2. По графикам определяют соотношение между цементом и песком, которое обеспечивает заданную подвижность или удобоукладываемость смеси при В/Ц, установленном по вышеприведенной формуле.

(На графиках показана зависимость подвижности или удобоукдадываемости от В/Ц отношения для песка с Мкр=2,5 и водопотребностью 7%. Если водопотребность песка выше 7%, то содержание его уменьшается на 5% на каждый процент увеличения водопотребности).

3. Рассчитывают расход цемента:

Если в готовом чистом бетоне нет вовлеченного воздуха (или его количество меньше 1,5%), то сумма абсолютных объемов составленных частей должна быть равна 1м³ или 1000л.

Тогда справедливо уравнение:

Ц/ρ_ц+В+П/ρ_п=1000, откуда Ц 1000(1/ρ_ц+В/Ц+n/ρ_п) ,

где ρ_п,ρ_ц- истинные плотности цемента и песка;

n- соотношение между цементом и песком.

Малое количество вовлеченного воздуха имеет место при уплотнении бетонной смеси прессованием, прокатом, трамбованием, центрифугированием.

При уплотнении вибрированием в смесь вовлекается 2-8% воздуха по объему. В этом случае расход цемента определяется по формуле:

Ц=1000-ВВ(1/ρ_ц=В/Ц+n/ρ_n),

где ВВ- объем вовлеченного воздуха, л.

Ориентировочно объем ВВ можно принимать: для подвижной смеси на среднем и крупном песке-20л, то же, на мелком песке-30л, для жесткой смеси на среднем и крупном песке-50л, то же, на мелком песке-70л.

4. Определяют расход воды:

В=Ц*В/Ц

5. Рассчитывают расход песка

П=nЦ

6. На пробных замесах проверяют подвижность или удобоукладываемость цементно-песчаной смеси и при необходимости вносят поправки в состав бетона. Определяют плотность свежеуложенного бетона и на контрольных образцах проверяют прочность затвердевшего бетона.

По плотности свежеуложенной цементно-песчаной смеси устанавливают окончательный расход материалов на 1м³ бетона.

При определении состава бетона армоцементных конструкций необходимо учитывать формуемость армоцемента. Большое влияние на этот показатель оказывает схема армирования: число сеток, расстояние между ними, размер ячейки сетки. Чем гуще армирование, тем более интенсивным и продолжительным должно быть вибрирование.

Формуемость армоцемента зависит от способа уплотнения: вручную-5-15с; вибрирование с частой 50Гц-15-40с; вибрирование с пригрузом-60-100с.