- •Часть II «Бетоны и растворы»
- •Содержание
- •Предисловие
- •1. Изучение свойств портландцемента
- •Общие требования
- •1.2. Тонкость помола цемента
- •1.3. Нормальная густота цементного теста
- •1.4. Сроки схватывания цементного теста
- •1.5. Активность цемента
- •1.6. Равномерность изменения объема.
- •2. Заполнители для бетонов и растворов
- •2.1. Классификация заполнителей и предъявляемые к ним требования
- •Зерновой состав фракционированных крупных пористых заполнителей
- •2.2. Определение истинной плотности заполнителей
- •2.3. Определение средней насыпной плотности песка, гравия, щебня
- •2.4. Определение средней плотности зерен крупного заполнителя
- •2.4. Определение объема межзерновых пустот и пористости зерен заполнителя
- •2.5. Зерновой состав щебня, гравия и песка
- •2.6. Определение зернового состава керамзитовой смеси при операционном контроле
- •2.7. Содержание в щебне, гравии и песке пылевидных, илистых и глинистых частиц
- •2.8. Содержание в щебне или гравии пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен
- •2.9. Дробимость
- •2.10. Определение прочности заполнителя сдавливанием в цилиндре
- •3. Строительные бетоны
- •Проектные марки бетона
- •3.1. Тяжелый бетон
- •3.2. Расчет расхода материалов на 1 м3 бетонной смеси
- •3.3. Легкий бетон
- •Подбор состава легкого бетона
- •4. Строительные растворы
- •4.1. Общие требования
- •4.2. Свойства растворных смесей и растворов
- •4.3. Виды строительных растворов Растворы для каменной кладки и монтажа полносборных зданий
- •Отделочные растворы
- •Декоративные цветные растворы
- •Специальные растворы
- •4.4. Подбор состава растворной смеси
- •5. Примеры расчета составов материалов
Проектные марки бетона
|
Показатель |
Бетон |
Марка |
|
Прочность при сжатии, МПа (кгс/см2) |
Тяжелый |
5(50), 7,5 (75), 10(100), 15(150), 20(200), 25(250), 30(300), 35(350), 40(400), 45(450), 50(500), 60(600), 70(700), 80(800) |
|
На пористых заполнителях |
2,5(25), 3,5(35), 5(50), 7,5(75), 10(100), 15(150), 20(200), 25(250), 30(300), 35(350), 40(400) |
|
|
Крупнопористый |
1,5(15), 2,5(25),, 3,5(35), 5(50), 7,5(75), 10(100) |
|
|
Поризованный |
3,5(35) 5(50), 7,5(75), 10(100) |
|
|
Ячеистый |
1,5(15), 2,5(25), 3,5(35), 5(50), 7,5(75), 10(100), 15(150) |
|
|
Прочность на осевое растяжение, МПа (кгс/см3) |
Тяжелый |
1(10), 1,5(15), 2(20), 2,5 (25), 3 (30), 3,5(35), 4(40) |
|
На пористых заполнителях |
1 (10), 1,5 (15), 2 (20), 2,5 (25), 3 (30) |
|
|
Прочность при изгибе, МПа (кгс/см3) |
Тяжелый - для гидротехнических сооружений |
1,5(15), 2(20), 2,5(25)/ 3(30), 3,5 (35), 4 (40), 4,5 (45), 5 (50), 5,5 (55) |
|
Морозостойкость, количество циклов |
Тяжелый |
50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 |
|
На пористых заполнителях |
25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 |
|
|
Водонепроницаемость, МПа (кгс/см2) |
Тяжелый и на пористых заполнителях |
0,2 (2), 0,4(4), 0,8(8), 1 (10), 1,2(12) |
В качестве марки по прочности при сжатии принимают предел прочности при сжатии образцов размером 150х 150х150 мм, изготовленных из рабочего состава и испытанных через 28 суток нормального твердения при температуре (20 ± 2)°С и относительной влажности окружающей среды не ниже 90%. Если известны сроки фактического нагружения конструкций, способы их возведения, условия твердения бетона, вид и марка применяемого цемента, можно устанавливать проектную марку бетона в ином возрасте (большем или меньшем). При этом для монолитных массивных и железобетонных конструкций всегда следует учитывать возможный реальный срок их нагружения проектными нагрузками.
Отпускная прочность бетона в элементах сборных конструкций устанавливается государственными стандартами на сборные изделия. Отпускной прочностью бетона называется прочность его в момент отпуска изделий потребителю. Она должна быть не менее 70% проектной. В ряде случаев (в особо ответственных конструкциях или в изготовляемых в зимнее время) отпускную прочность устанавливают более высокой - до 100% проектной.
3.1. Тяжелый бетон
Расчет состава тяжелого бетона заключается в установлении рационального соотношения между составляющими материалами (цементом, водой, песком, щебнем или гравием), которое должно обеспечить получение бетонной смеси заданной подвижности или жесткости, а также приобретение бетоном требуемой прочности в заданный срок при минимальном расходе цемента. В ряде случаев к бетону предъявляют требования повышенной плотности, морозостойкости, водонепроницаемости и пр.
Наиболее удобным и распространенным является метод расчета состава бетона по абсолютным объемам, разработанный Б.Г. Скрамтаевым и его школой. При расчете по этому способу исходят из того, что сумма абсолютных объемов материалов, расходуемых на 1 м3 бетона, должна составлять 1000 л. Так как после расчета обязательно выполняют экспериментальные лабораторные замесы с последующей корректировкой состава, метод иногда называют расчетно-экспериментальным.
Состав бетона с заданными характеристиками (с учетом требований, вытекающих из условий и сроков эксплуатации) определяют по следующей схеме:
1. Выбор исходных параметров (удобоукладываемость бетонной смеси, вид и марка цемента, крупность и прочность заполнителя).
2. Уточнение характеристик исходных материалов (цемента, щебня или гравия, песка).
3. Расчет расхода материалов на 1 м3 бетона.
4. Изготовление пробных лабораторных замесов с корректировкой их состава (при необходимости) для получения бетонной смеси заданной подвижности.
5. Уточнение расхода материалов на 1м3 бетона с учетом фактических данных, полученных при изготовлении лабораторных замесов (полученный состав называется номинальным).
6. Изготовление и испытание образцов.
Затем рассчитывают расход материала в стандартной сухом состоянии на один замес рабочей бетономешалки и вносят поправки на влажность. Удобоукладываемость (подвижность и жесткость) бетонной смеси принимают по проекту или в соответствии с табличными данными (см.табл.17 и 18).
Выбор вида и марки цемента следует производить в соответствии с указаниями проекта и с учетом рекомендаций СН 386-74, приведенных в табл. 19.
Крупность заполнителя определяется следующими требованиями:
- наибольший размер зерен крупного заполнителя не должен превышать 1/3 наименьшего размера конструкции и 3/4 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры;
Таблица 17
Подвижность или жесткость бетонной смеси, принимаемая для установления типовой нормы расхода цемента при изготовлении борных бетонных или железобетонных конструкций.
|
№ п/п |
Изделия |
Подвижность бетонной смеси при способах формования |
||||
|
Агрегатно-поточном или конвейерном на виброплощадках |
Стендовом (кроме кассетного) |
|||||
|
уплотнение глубинными и поверхностными вибраторами |
в формах с навесными вибраторами |
при высоте бетонирования, см |
||||
|
1 |
Плоские изделия с повышенными требованиями к качеству их поверхностей (стеновые панели и перегородки, плиты и панели перекрытий) |
1—3 см |
20-40 с |
1—3 см |
- |
- |
|
2 |
То же, при обычных (умеренных) требованиях к качеству поверхностей (плиты покрытий зданий, дорожных покрытий, креплений откосов земляных сооружений, элементы подпорных стенок, бункеров) |
20-40 с |
50-80 с |
1—3 см |
- |
- |
|
3 |
Панели и настилы с круглыми, овальными и другими пустотами и аналогичные им изделия |
- |
50—80 с |
- |
- |
- |
|
4 |
Ребристые и кессонные плиты, панели и аналогичные им, элементы (стеновые панели промышленных зданий, плиты перекрытий, лестничные площадки и марши) |
1-3 см |
20-40 с |
1-3 см |
4-6 см |
4—6 см |
|
5 |
Блоки фундаментные, стеновые и подобные им изделия простой конфигурации |
20—40 с |
- |
20—40 с |
20-40 с |
1—3 см |
|
6 |
Линейные изделия простого профиля (ригели, балки, колонны, стоики, перемычки, сваи), а также изделия таврового профиля, формируемые полкой вверх |
20—40 с |
— |
1—3 см |
1—3 см |
4—6 см |
|
7 |
То же, при насыщении изделий арматурой 150кг/м3 и выше |
1-3 см |
- |
4-6 см |
1-3 см |
4 - 6 см |
|
8 |
Линейные изделия сложного профиля (тавровые и двутавровые балки, опоры ЛЭП, фермы, мачты, двухцветные колонны) |
1—3 см |
_ |
4 - 6 см |
1—3 см |
4 — 6 см |
|
9 |
То же, при насыщении изделий арматурой 150 кг/м3 и выше |
4 — 6 см |
- |
4—6 см |
4—6 см |
7—9 см |
|
10 |
Криволинейные элементы покрытий, резервуаров, тоннельных обделок, шахтных стволов |
1-3 см |
20-40 с |
1-3 см |
- |
- |
|
11 |
Трубы, мачты, кольца колодцев, лотки |
20—40 с |
50—80 с |
- |
20—40 с |
40—60 с |
Таблица 18
Подвижность бетонной смеси (на месте укладки) для изготовления монолитных конструкций
|
Вид конструкций |
Осадка конуса, см |
|
Подготовка под фундаменты и полы, основания дорог и аэродромов Покрытия дорог и аэродромов, полы, массивные неармированные или мало армированные конструкции (подпорные стены, фундаменты, блоки массивов) Массивные армированные конструкции, плиты, балки, колонны большого и среднего сечения |
0-1
1-3
3-6 |
|
Железобетонные конструкции, сильно насыщенные арматурой, тонкие стенки и колонны, бункера, силосы, балки и плиты малого сечения: - горизонтальные элементы - вертикальные элементы |
6-8 8-10 |
|
Конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке: - при уплотнении вибратором - при ручном уплотнении |
6-8 8-10 |
Таблица 19
Данные для выбора марки цемента при проектировании состава бетона
|
Проектная марка бетона |
Твердение в нормальных условиях |
Твердение в условиях тепловой обработки и отпускной прочности бетона, равной |
||||
|
рекомендуемая |
допустимая |
70% проектной и менее |
85% и 100% проектной |
|||
|
рекомендуемая |
допустимая |
рекомендуемая |
допустимая |
|||
|
100 |
300 |
200 |
300 |
200 |
Не допускается к производству |
|
|
150 |
300 |
200, 400 |
300 |
200, 400 |
400 |
300, 500 |
|
200 |
400 |
300, 500 |
400 |
300, 500 |
400 |
500 |
|
250 |
400 |
300, 500 |
400 |
300, 500 |
400 |
500 |
|
300 |
400 |
500 |
400 |
500 |
500 |
400 |
|
350 |
400 |
500 |
400 |
500 |
500 |
400 |
|
400 |
500 |
600 |
500 |
600 |
500 |
600 |
|
450 |
500 |
600 |
500 |
600 |
600 |
500 |
|
500 |
600 |
500 |
600 |
500 |
600 |
500 |
При бетонировании плит допускается применение крупного заполнителя с наибольшей крупностью зерен, равной половине толщины плиты. По прочности крупный заполнитель должен удовлетворять следующим требованиям: марка щебня из естественного камня, определенная по дробимости при сжатии в цилиндре, должна быть выше марки бетона не менее чем в 1,5 раза для бетона марок ниже 300 и не менее чем в 2 раза для бетона марок 300 и выше.
При использовании гравия и щебня из гравия предварительно оценивают пригодность их для бетонов различных марок по прочности в соответствии с ГОСТ 10268 и по дробимости с ГОСТ 8267.
Прежде чем приступить к расчету состава бетона, необходимо сделать анализ материалов и определить следующие характеристики для:
-
цемента - активность, плотность, объемную массу в рыхлонасыпанном состоянии, нормальную густоту цементного теста (НГ);
-
для песка — плотность, объемную массу в рыхлонасыпанном состоянии, гранулометрический состав, модуль крупности и влажность;
-
для щебня — объемную массу зерен щебня, объемную массу в рыхлонасыпанном состоянии, межзерновую пустотность, зерновой состав, наибольшую крупность зерен, влажность и прочностные характеристики.
Таблица 20
Ориентировочный расход воды в зависимости от вида заполнителя я удобоукладываемости бетонной смеси
|
Показатели удобоукладываемости бетонной смеси |
Расход вода, л/м3, при наибольшей крупности зерен, мм |
||||||||
|
гравия |
щебня |
||||||||
|
Осадка конуса, см |
Жесткость бетонной смеси, с |
10 |
20 |
40 |
70 |
10 |
20 |
40 |
70 |
|
9…12 |
|
215 |
200 |
185 |
170 |
230 |
215 |
200 |
185 |
|
6…8 |
|
205 |
190 |
175 |
160 |
220 |
205 |
190 |
175 |
|
3…5 |
|
195 |
180 |
165 |
150 |
210 |
195 |
180 |
165 |
|
1…2 |
|
185 |
170 |
155 |
140 |
200 |
185 |
170 |
155 |
|
|
30…50 |
165 |
160 |
150 |
- |
175 |
170 |
160 |
- |
|
|
60…80 |
155 |
150 |
140 |
- |
165 |
160 |
150 |
- |
|
|
90…120 |
145 |
140 |
135 |
- |
160 |
155 |
140 |
- |
|
|
150…200 |
135 |
130 |
128 |
- |
150 |
145 |
135 |
- |