Постановка задачи и исходные данные

Требуется для каждой из трех зон сооружения запроектировать состав бетона, удовлетворяющий заданному классу по прочности, и маркам по водонепроницаемости и морозостойкости (табл. 1). Кроме того, бетон должен быть стойким в отношении коррозии и термического трещинообразования. Бетонная смесь должна иметь заданную подвижность.

Таблица 1. Требования к свойствам бетона и бетонной смеси

№ п/п	Зона сооружения	Вид бетона	Класс бетона по прочности	Марка по водонепроницаемости	Марка по морозостойкости	ОК, см
I	Надземная	Обычный	В12,5	-	-	20
II	Подводная	Гидротехнический	В20	W8	-	15
III	Переменного уровня воды		В15	W6	F50	18

Сооружение расположено в открытом водоеме. Химический состав воды приведен в табл. 2. Температура окружающего воздуха t_ext=3,5°C.

Таблица 2. Химический состав воды-среды

Содержание ионов, мг/л					Суммарное содержание солей, мг/л		Временная жесткость, мг-экв/л		Содержание агрессивной СО2, мг/л		рН
К+ +Na+	Mg2+	NH4+	SO42-	28000		1,06		24		3,0
6030	2950	710	730

Выбор материалов для бетона

В данном случае для зоны I следует использовать портландцемент марки 300 для класса бетона В12,5. Для зон II и III выбор цемент производим после оценки агрессивности. Результаты оценки сводим в табл. 3.

Таблица 3. Оценка агрессивности воды-среды

Вид коррозии	Показатель агрессивности	Бетон зоны	Вид цемента	Водонепроницаемость	Значение показателя агрессивности		Вывод об агрессивности воды
					фактич	допустим
Выщелачивающая	Временнаяжесость	II	-	W8	1,06	Не норм	Не агрессивна
		III	-	W6		Не норм	Не агрессивна
Общекислотная	Водородный показатель, Рн	II	-	W8	3,0	>3,5	Агрессивна
		III	-	W6		>4,0	Аргессивна
Углекислая	Содержание активной углекислоты, мг/л	II	-	W8	24	Не норм	Не агрессивна
		III	-	W6		<40	Не агрессивна
Магнезиальная	Содержание ионов Mg2+ , мг/л	II	-	W8	2950	<3000	Не агрессивна
		III	-	W6		<2000	агрессивна
Аммонийная	Содержание ионовNH4+, мг/л	II	-	W8	710	<800	Не агрессивна
		III	-	W6		<500	Агрессивна
Щелочная	Содержание ионов К+ +Na+,мг/л	II	-	W8	6030	<80000	Не агрессивна
		III	-	W6		<60000	Не агрессивна
Общесолевая	Суммарное содержание всех солей, мг/л	II	-	W8	28000	<50000	Не агрессивна
		III	-	W6		<20000	Агрессивна
Сульфтная	Содержание ионовSO42-, мг/л	II	шпц	W8	730	<2550	Не агрессивна
			ппц			<5100	Не агрессивна
		III	пц	W6		<325	агрессивна
			сспц			<3900	Не агрессивна

НСО₃=61/44*24/44+1,06=1,82

Вывод 1: Вода агрессивна по общекислотной, магнезиальной, общесолевой и сульфатной коррозии в отношении бетона марки W6 по водонепроницаемости и по общекислотной коррозии в отношении бетона марки W8 по водонепроницаемости. Избежать коррози можно двумя способами: устройством гидроизоляции бетона или повышением его водонепроницаемости. Поскольку допустимые значения показателя при марке бетона по водонепроницаемости даются для бетонов с W8 и выше, следует использовать устройство гидроизоляции. Для бетона IIIзоны следует повысить водонепроницаемость до марки W8.

Вывод 2: Вода агрессивна по сульфатной коррозии для бетона III зоны при использовании портландцемента. В этой зоне следует принятьсульфатостойкий портландцемент.

Окончательно принимаем следующие материалы для приготовления бетона (табл. 5).

Таблица 5. Материалы для бетона

Бетон зоны	Вид цемента	Марка цемента	Мелкий заполнитель	Крупный заполнитель
				Вид	Порода	Dнаиб, мм	Число фракций
I	ПЦ	400	Полевошпатовый песок	Непромытый щебень	Известняк	20	2
II	ШПЦ	500				140	3
III	ССПЦ	400

Таблица 6.Определение количества фракций и доли песка для 1 зоны

Вид заполнителя	Dнаиб	Проходы, %, на сите с отверстием, мм
		5	20
Щебень	140	27,4	100

Доля песка - 27,4%, количество фракций – 2(0…5-27,4%; 5…20 – 72,6%).

Таблица 7.Определение количества фракций и доли песка для 2 и 3 зон. Построение кривой просеивания

Вид заполнителя	Dнаиб	Проходы, %, на сите с отверстием, мм
		4,375	8,75	17,5	35	70	140
Щебень	140	24	33	44	57	75	100

проходы,%

D/D_max

Рис. 1 Кривая просеивания

Содержание каждой фракции:

0…4,375 24%

4,375…8,75 9%

8,75…17,5 11%

17,5…35 13%

35…70 18%

70…140 25%

Итого 100%