1.1. Аналитический способ определения в/ц

Согласно ГОСТ 23464-79, рекомендуется выбирать марку цемента 300 для бетона марок не более 150 (класс бетона B3,5, B5, B7, B10). Активность такого цемента составляет 32,1 МПа. Определим величину водоцементного отношения В/Ц:

R₂₈ = Aσ_Ц (Ц/В – 0,5);

Ц/В = R₂₈ / Aσ_Ц + 0,5;

В/Ц = 1 / (Ц/В) = 1 / (R₂₈ / Aσ_Ц + 0,5) = 1 / (6,41 / 0,6*32,1 + 0,5) = 1,2;

где R₂₈ – прочность бетона в 28-дневном возрасте, МПа; прочность бетона с маркой связана по формуле: B = 0,78 R₂₈, откуда R₂₈ = B / 0,78 = 5 / 0,78 = 6,41 МПа;

A – коэффициент, учитывающий качество заполнителей; A = 0,6 для промытых и фракционированных заполнителей, из которых крупный – гравий;

σ_Ц – активность цемента выбранной марки, МПа.

1.2. Экспериментальный способ определения в/ц

При экспериментальном определении зависимостей, связывающих прочность бетона с величиной водоцементного отношения, необходимо приготовить несколько образцов (кубы или цилиндры) из бетонных смесей с разным значением водоцементного отношения В/Ц, но постоянными Ц и r. Их выдерживают 28 дней, испытывают на сжатие, результаты заносят в таблицу (см. табл. 3) и строят график зависимости R₂₈ от величины В/Ц (см. рис. 1).

Таблица 3. R₂₈ = f(В/Ц), бетон на промытом гравии.

Опытные данные при Ц=const и r=const

Активность цемента, МПа	Прочность бетона, МПа, в возрасте 28 суток при указанных В/Ц
	0,50	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,80
32,1	30,1	24,4	20,5	18,2	16,9	16,6	16,1

Рис.1. Зависимость прочности бетона R₂₈ от величины В/Ц

По графику для R₂₈ = 6,41 МПа выбираем В/Ц = 0,8.

1.3. Определение оптимальной доли песка в смеси заполнителей rопт

Оптимальную долю песка в смеси заполнителей r_опт определяют двумя экспериментальными способами:

а.) По наименьшему объему пустот в смеси заполнителей. Для этого готовят несколько сухих смесей песка и крупного заполнителя с различным значением r и определяют для каждой объем пустот. Строят график зависимости объема пустот от r, по графику для наименьшего объема пустот находят r_опт.

б.) По наибольшей подвижности бетонной смеси. Для этого готовят несколько бетонных смесей с различным r и постоянным Ц и В/Ц (Ц берут произвольно в существующих пределах, В/Ц - принятое ранее). Для каждой смеси результаты заносят в таблицу (см. табл. 4) и строят график зависимости ОК от r (см. рис. 2), по которому для наибольшей ОК находят r_опт.

Таблица 4. ОК=f(r). Опытные данные при Ц=275 кг/м³

В/Ц	Значения ОК, см, при указанных r
	0,30	0,32	0,34	0,35	0,40	0,45	0,50
0,8	19	19	-	18,5	17,5	15,5	13

Рис.2. Зависимость ОК от величины r

По графику для наибольшей ОК = 19 см получаем r_опт = 0,32.

1.4. Определение расхода цемента ц

Расход цемента определяют экспериментальным способом. Готовят несколько бетонных смесей с различным расходом цемента и постоянными значениями В/Ц и r, найденными ранее. Для каждой бетонной смеси определяют значение ОК (см. табл. 5) и строят график зависимости ОК от Ц (см. рис. 3). По графику для заданной ОК находят нужный расход цемента.

Таблица 5. ОК=f(Ц), бетонная смесь на гравии с D_наиб = 40 мм.

Опытные данные при r = r_опт

В/Ц	Значение ОК, см, при указанных Ц, кг/м3
	225	250	275	300	325	350	375
0,8	13	16	19	20,5	21,5	22	22

Рис.3. Зависимость ОК от величины Ц

По графику для ОК = 20 см получаем Ц = 292 кг/м³.