8.5. Расчет состава тяжелого бетона

Одной из основных технологических задач является проектиро­вание состава бетонной смеси. Целью проектирования (расчета) со­става бетона является определение расхода материалов (цемента, во­ды, песка, гравия или щебня) на 1 м³ бетонной смеси, при котором обеспечивается требуемая удобоукладываемость бетонной смеси, за­данная прочность бетона, а в некоторых случаях необходимая морозо­стойкость, водонепроницаемость или специальные свойства бетона, при этом заданная прочность бетона приобретается в назначенный срок при наименьшем расходе вяжущего.

Состав бетонной смеси можно задать двумя способами.

1. В виде массового (реже объемного, менее точного) соотноше­ния между количеством цемента, песка, гравия (или щебня) с указа­нием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу, поэтому состав бетонной смеси задают соотношением цемент : песок : щебень = 1 : х : у при В/Ц = Z. Например, 1 : 2,3 : 4,8 при В/Ц = 0,5.

В виде расхода материалов на 1 м³ уложенной и уплотненной бетонной смеси, например:

Расход материалов указывают с точностью, которую может обес­печить принятый способ дозирования составляющих бетонной смеси.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), принимаемый для материалов в сухом состоянии, и производствен­ный (полевой) — для материалов в естественно-влажном состоянии. Обусловленное при расчете состава бетона рациональное соотноше­ние составляющих его материалов должно обеспечить:

приобретение бетоном в установленный срок прочности, на­зываемой классом бетона;

необходимую подвижность бетонной смеси с учетом конст­рукции, способа транспортировки смеси и метода ее уплотнения;

экономичность состава бетонной смеси, т.е. возможно мень­ший расход цемента на 1 м³ бетона.

Действующими стандартами установлен следующий наимень­ший допускаемый расход цемента на 1 м³ бетона: для сооружений, находящихся на открытом воздухе или в воде, 250 кг; для конструк­ций, находящихся внутри зданий, 220 кг; для бетона, уплотняемого вибрированием, 200 кг.

Существует несколько методов расчета состава бетона. В на­стоящее время наиболее распространен расчет и подбор состава тя­желого бетона по методу «абсолютных объемов», разработанный про­фессором Б.Г. Скрамтаевым и его научной школой. В основу этого метода положено условие, что тяжелый бетон, уложенный в свежем состоянии, приближается к абсолютной плотности, т.е. сумма абсо­лютных объемов исходных материалов равна 1 м³ уплотненной бе­тонной смеси:

где Ц, В, П, Щ(Г) —масса материалов, кг в 1 м³ бетона; р_ц; р_в; р_п;

р_щ — истинная плотность материалов, кг/м³; Ц/р_ц; В/р_в; Щ/р_щ — абсолютные объемы материалов, м³.

Состав бетона по методу Б.Г. Скрамтаева подбирают в два эта­па:

рассчитывают ориентировочный состав бетона, затем уточняют со­став бетона пробными замесами и испытанием контрольных образ­цов-кубов.

Ориентировочный расчет состава бетона. Исходными дан­ными для расчета являются: заданная марка (класс) бетона R§; ха­рактеристика бетонной смеси по степени подвижности или жесткости; характеристика исходных материалов — активность цемента R_n (марка цемента), насыпная и истинная плотность цемента, песка, гравия или щебня пустотность гравия или щебня и наибольшая крупность их зерен.

Порядок расчета:

определяют цементоводное или водоцементное отношение;

определяют расход воды на 1 м³ бетона;

рассчитывают расход цемента, щебня или гравия, песка на 1 м³ бетонной смеси;

пересчитывают номинальный состав бетонной смеси на про­изводственный с учетом влажности заполнителей;

5) определяют расход материалов на один замес бетоносмесителя. Цёментно-водное отношение вычисляют по заданной марке.