5.4 Подбор состава цементобетона
5.4.1 Задание на проектирование.
Подобрать состав цементобетона для однослойного аэродромного покрытия класса Bbtb=4,0/50 МПа; коэффициент вариации прочности Vп=12%; марка по морозостойкости F500; по водонепроницаемости W4; по удобоукладываемости П2 (осадка конуса 5-9 см), на месте укладки
(БСГ Bbtb4,0(В30) П2 F500 W4 ГОСТ 7473-94)
5.4.2 Исходные материалы.
Цемент: ПЦ 500-Д0-Н. Прочность на изгиб 5,9 МПа, истинная плотность
=
3,2т/м3, насыпная плотность
= 1,35 т/ м3; нормальная густота –
26%.
Песок: песок
крупнозернистый, Мк=2,5,
=2,55 т/м3,
=1,47 т/м3.
Щебень:
гранитный, наибольшая крупность зерен
20 мм;
=2,65 т/м3;
=1,57 т/м3; марка
щебня по прочности: 1200 МПа; морозостойкость:
F300.
ПАВ: Суперпластификатор С-3.
5.4.3 Расчет состава цементобетона
1) Требуемая прочность бетона:
,
МПа
где
=
f(Vп) – коэффициент требуемой прочности
для всех видов бетонов, принимаемый
соответствии с табл. 2, ГОСТ 18105-86 в
зависимости от среднего коэффициента
вариации прочности бетона Vn = 12% по всем
партиям за анализируемый период ,
=1,23;
Внорм. - нормируемое значение прочности бетона для бетона данного класса по прочности на сжатие, осевое растяжение или растяжение при изгибе, МПа;
,
МПа
Средний для контролируемого периода уровень прочности отпускной, в промежуточном и в проектном возрасте для монолитных конструкций бетона (Rу):
,
МПа
где
– коэффициент, принимаемый по ГОСТ
18105-86 в зависимости от среднего за
анализируемый период коэффициента
вариации Vn, Vn = 12%,
=1,09.
, МПа
2) Водоцементное отношение:
где А – коэффициент, зависящий от принятого содержания вовлеченного в бетонную смесь воздуха, А = 0,34;
– предел прочности
цемента на растяжение при изгибе.
Полученное В/Ц
соответствует требованиям ГОСТ 26633-91
.
3) Ориентировочная водопотребность смеси для марки П1 - 190 л/м3 (Столь высокое содержание воды в смеси не обеспечит проектной морозоустойчивости F500, поэтому объем воды в смеси д.б. уменьшен до 165-175 л/м3).
Этого можно достичь:
- За счет применения цемента с отклонением нормальной густоты цементного теста в меньшую сторону (при уменьшении нормальной густоты на 1% - расход воды уменьшается на 3 .. 5 л/м3).
- За счет применения песка с модулем крупности более 2 (на каждые 0,5 модуля крупности – расход воды уменьшается на 3 .. 5 л/м3). Таким образом, применение песка с модулем крупности 2,5 позволяет снизить расход воды на 4 л/м3.
- За счет применения ПАВ, суперпластификатора:
Расход цемента на 1 м3 бетона:
Содержание щебня в 1м3 бетона:
где
– коэффициент раздвижки, принимаемый
для аэродромных бетонов при использовании
песка с модулем крупности Мк=2,5
=2;
- пустотность щебня:
Содержание песка в 1м3 бетона:
где Vв – объем вовлеченного воздуха в 1м3 бетона, Vв = 50 л
Количество добавки на 1м3 бетона:
Суперпластификатор С-3 принимается 0,03 % от массы цемента
С-3 = 463 х 0,03/100 = 0,14 кг
Номинальный состав смеси:
;
Состав на 1 м3 бетонной смеси:
Цемент - 463 кг
Песок - 342 кг
Щебень - 1348 кг
Добавка – 0,14 кг
Вода - 166,6 л
Средняя плотность бетонной смеси 2319,74 кг/м3.