2. Результаты определения объемной насыпной массы песка в уплотненном состоянии заносим в табл. 6.

Таблица б

Наименование песка	пробы	Вес мерного сосуда		Объем мерного сосуда. л	Объемная насыпная масса. кг/м3
		пустого	с песком		Значения
					частные	Средние
Рядовой	1 2
№1	1 1
№2	1

3. Результаты определения пустотности песка заносим в табл. 7.

Таблица 7

Песок	Плотность песка. кг/л	Объемная насыпная масса песка, кг/л	Пустотность песка, %
Рядовой №1 №2 №3

4. Результаты определения водопотребности бетонной смеси в зависимости от удельной поверхности песка заносим в табл. 8.

Таблица 8

Песок

Удельная поверхность песка, м /кг

Водопотребность, л

Удобоукладываемость

На 1 замес

На 1 м смеси

Осадка конуса, см

Жесткость по способу Скромтаева

конус

малый

стандартный

малый

стандартный

1

2

3

4

5

6

7

8

Рядовой №1 №2 №З

5. По результатам опыта строим графическую зависимость водопотребности бетонной смеси (В, л/м ) от удельной поверхности песка (рис. I)

Удельная поверхность песка м2/кг Рис. 1

1. Результаты определения водопотребности бетонной смеси в зависимости от предельного размера крупного заполнителя заносим в табл.9

Таблица 9

Заполнитель	Удобоукладываемость		Водопотребность
	Осадка конуса, см	Жесткость, сек.	На I замес	На 1 мт смеси
Рядовой
Ml
№2
МЗ

2. По результатам эксперимента устанавливаем графическую зависимость между водопотребностью бетонной смеси и предельным размером крупного заполнителя.

Размер крупного заполнителя мм.

Рис. 2

Оформление отчета по работе (см. введение). Вопросы для самопроверки:

1. Как определяется удельная поверхность и пустотность песка?

2. Какова графическая зависимость водопотребности бетонной смеси от удельной поверхности песка?

3. Назовите основные показатели качества бетонной смеси?

Время отведенной на лабораторную работу.

Подготовка к работе	2 акад. ч.
Выполнение работы	2 акад. ч.
Обработка результатов эксперимента и оформление отчета	2 акад. ч.

Лабораторная работа 4

ПОДБОР СОТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Цель работы: установить такое отношение между вяжущим материалом, водой и заполнителями, которое при наиболее экономичном расходе цемента обеспечивало бы получение бетонной смеси требуемой подвижности или жесткости и бетона заданной прочности.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

При подборе состава тяжелого бетона следует рассчитать необходимое для опытных замесов: расходы цемента, крупного заполнителя, песка и водосодержания бетонной смеси.

Подбор состава жесткой бетонной смеси.

Ориентировочный расход бетонной смеси.

Ориентировочный расход цемента для опытных замесов (и только для них) уплотнение жесткой бетонной смеси подсчитывается по формуле:

где

Ц - расход цемента на 1 м бетона, кг;

В - водопотребность бетонной смеси, л/м³;

А_ц - активность или марка цемента, кгс/см²;

- отпускная прочность бетона, кгс/см²;

- значение доли отпускной прочности бетона от марки для различных условий твердения. Выражение (1) выведено из формулы

Воломея-Скрактаева: =0,4A_ц*(Ц/B-0,5);

В общем виде эта формула может быть определена так:

= К А_щ*(Ц/В~В);

г - предел прочности при сжатии стандартных кубов-

д двадцаток через п суток твердения в нормальных условиях

е или через п часов тепловлажностной обработки. МПа;

К - коэффициент зависящий от качества бетонной смеси и продолжительности ее твердения;

А_цп - предел при сжатии стандартных цементных кубов 70x70x70 мм из цементно-песчанного раствора состава 1:3 через n суток твердения;

Б - коэффициент, значение которого устанавливается по данным испытания кубов.

Расход цемента рассчитывается для четырех опытных замесов. Опытные замесы приготавливаются с водопотребностью бетонной смеси. Принятой по табл. 1 с четырьмя расходами цемента.

1-й замес Ц =^: Ц - полученной по формуле (1)

2-й замес Ц = 0.81Д

3-й замес Ц = 0.9Ц

4-й замес Ц=1,2Ц

Для обеспечения заданной жесткости смеси водопотребность уточняется в процессе опыта

Ориентировочная водопотребность смеси принимается по табл. 1

Таблица 1

Жесткость бетонной смеси, сек	Водопотребность (л/м ) при предельной крупности щебня, мм
	10	20	40
15-20	205	190	170
30-50	185	170	155
55-80	175	160	145
100-150	170	155	140
155-200	J 65	150	155

Примечание.

1. Значения водопотребности даны для песка с модулем крупности 2; для песка с модулем крупности 1.5 значение водопотребности увеличивается на 5%, а с модулем крупности 2,5 -уменьшается на 5%.

2. При использовании гравия вместо щебня значение водопотребности уменьшается на 10%.

3. Значение отпускной прочности бетона в долях Д от его марки даны в табл. 2

Режим твердения бетона	Значение Д при марке портландцемента
	500	500 с добавкой		БТЦ		БТЦ с добавкой		600		600 с добавкой
1	2	3		4		5		6		7
Нормальное твердение при температуре 20 С в течение 1cуm.	0,25	0,35	0,35		0,40		0,35		0,45
Тоже при температуре 200С в течении 3 сут.	0.40	0,50	0,50		0.55		0,50		0,55
Контактный прогрев 2-3 ч.	0.40	0,45	0,45		0.50		0,45		0,50
Продолжительность пропаривания, ч. 3-4	0,60	0,65	0,65		0,70		0,65		0,70
8	0,55	0,60	0,60		0,65		0,60		0,65
12	0,60	0,65	0,65		0,70		0,65		0,70

Примечание. Рассчитайте по табл. 2 значение марки бетона при коротких сроках пропаривания может оказаться больше необходимой проектной прочности бетона. Зная расходы воды и цемента, для опытных замесов необходимо подсчитать расход крупного заполнителя и песка.

Содержание щебня в 1 m^j уплотненной бетонной смеси рассчитывается по формуле:

где:

- объемная насыпная масса крупного заполнителя, кг/л;

- пустотность крупного заполнителя в долях его объема;

- коэффициент избытия раствора, принимаемый по табл. 3. Содержание песка подсчитываете» по формуле:

П=(1000-(Ц/р_ц+В+Щ/р_щ)) р_n

где р_ц р_щ р_n соответственно плотность цемента, песка и щебня.

Таблица 3 Значение К_изб для опытных замесов

Вид изделий	Жесткость бетонной смеси, с	Значение при крупном заполнителе
		рядовой	Без фракций 8 - 10 мм с предельной крупностью 20 - 40мм
Без пустот	30-80	1,1	1,2
Без пустот	100-200	1,15	1,25
Пустотные	30-80	1,2	1,3
Пустотные	100-200	1,25	1,25
Трубы	80-180	1,6	-
Вибропрокат	30-80	2-2.5	-

Подбор состава подвижной бетонной смеси. Подбор состава подвижной бетонной смеси производится по методу абсолютных объемов, предложенному проф. В.Г. Скрамтаевым. Для вычисления расходов материалов на 1м уплотненной бетонной смеси, исходя из положения, что сумма абсолютных объемов материалов, образующих 1000 я уплотненной бетонной смеси, равна абсолютному объему уплотненной смеси и объему воздушных пустот, оставшихся в ней. Это можно выразить следующей формулой:

В зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона определяется цементно-водное отношение по упрощенной формуле Боломея:

где R₂₈ предел прочности при сжатии бетона в возрасте 28 сут.;

R_u активность портландцемента;

К - коэффициент, зависящий от вида заполнителя.

Для бетона на высококачественных заполнителях К - 0,55. на рядовых заполнителях - 0.5, на заполнителях низкого качества - 0.4.

Ориентировочный расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси принимается по табл. 4

Таблица 4

Ориентированный расход воды в бетонной смеси

Осадка стандартного конуса, см	Расход воды, л/м~
	При наибольшей крупности гравия, мм
	10	20	40
1-2	185	170	155
3-5	195	180	165
6-8	205	/90	175
9-12	215	200	185

Примечание. Водосодержание смеси увеличивается при применение щебня - на 10 л/м³; мелкого песка - на 10 л/м³; пуццоланового цемента - на 15-20 л/м³.

Ориентировочный расход цемента для первого опытного замеса уплотненной бетонной смеси подсчитывается по формуле:

Ц = В * Ц/В;

где Ц/В - значение найдено из формулы 2.

Расход щебня (гравия) для каждого опытного замеса рассчитывается по формуле:

Значение К_изб- принимается по таблице 5.

Таблица 5 Значение коэффициента К_изб в подвижной бетонной смеси

Расход цемента, кг/ м.3	Коэффициент Кизб при использовании
	Щебня	Гравия
200	1,25	1,30
350	1,30	1,37
300	1,35	1,42
350	1,42	1,50
400	1-47	1,57

Расход песка для опытного замеса подсчитывается по формуле:

+в+

Далее проводятся опытные замесы и изготавливаются образцы.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТА

По данным расчетов отвешивают нужное количество материалов для первого замеса (расход цемента Ц), которым прежде всего проверяют и корректируют содержание в бетонной смеси, обеспечивающее ее заданную жесткость. Затем изготавливают образцы, обеспечивая вибрированием полное уплотнение бетонной смеси путем контроля объемной массы смеси по заданному производственному режиму, испытывают на сжатие.

По данным испытания строится зависимость между прочностью бетона и цементно-водным отношением. Наличие такой зависимости позволяет найти цементно-водное отношение, обеспечивающее заданную отпускную прочность бетона. По установленным значениям Ц/В и водопотребности бетонной смеси подсчитывают расход цемента и содержание заполнителей.

Жесткость бетонной смеси определяется только для одного расхода цемента Ц?, считая от наименьшего из принятых четырех расходов цемента для опытных замесов.

Найденная водопотребность бетонной смеси принимается для

остальных расходов цемента без проверки жесткости смеси.

Порядок выполнения работы

Задание 1

Для бригады 1

Рассчитать состав бетона для настилов с вертикально-овальными пустотами, изготовляемых на формующей машине с виброплощадками с амплитудой колебаний 0.4 - 0.6 мм и пневмопригрузом до 0.02 МПа. Такому методу формования соответствует предельная жесткость смеси 150 с.

Отпускная прочность бетона - 20 МПа, цемент марки 500, песок с модулем крупности 2 и плотностью 2.57 кг/л. щебень двухфракционный: 3 - 10 мм -30% и 10 - 20 мм - 70% от массы щебня. Объемная масса зерен щебня для всех фракций одна и та же -2.52 кг/л, насыпная объемная масса соответственно 1.44 кг/л и 1.4 кг/л. Режим твердения бетона - 2.5 ч. пропаривания и затем трое суток нормального твердения. Доля отпускной прочности бетона от его марки принимается равной 0.7.