6078

10

иметь в виду существенный разброс прочности, характерный для бетонов,

что может серьёзно исказить полученную зависимость. Поэтому на практике обычно делают три – четыре различных замеса. В учебной работе каждое звено студентов должно рассчитать и изготовить по два состава, а в конце работы преподаватель объединяет результаты всех звеньев для уточнения зависимости Rб = f(Ц/В).

Таблица 3.2

Примечание - *Если задана подвижность бетонной смеси марки П2 и

менее, не рекомендуется принимать значения Ц/В меньше 1,0.

3.1.2 Дальнейшие расчёты составов бетонов с различными Ц/В выпол-

няются по традиционной методике [6], приведённой ниже.

Расход воды должен обеспечить заданную удобоукладываемость бе-

тонной смеси. Поэтому чем больше задана подвижность (или чем меньше жёсткость), тем больше должен быть при прочих равных условиях расход воды. Кроме того, на водопотребность бетонной смеси влияют некоторые

11

свойства сырьевых материалов. Водопотребность бетонной смеси увеличи-

вается:

-с увеличением нормальной густоты цементного теста;

-с уменьшением наибольшего размера зёрен крупного заполнителя;

-с уменьшением модуля крупности песка;

-при переходе от гравия к щебню;

-с увеличением содержания пылевидных и глинистых частиц в запол-

нителях.

Большинство из этих закономерностей нашло своё отражение в таб-

лице 3.3 для определения расхода воды.

3.1.3 По известным цементноводному отношению и расходу воды рас-

считывается расход цемента на 1 м³ бетонной смеси:

3.1.4 При расчёте состава бетона исходят из того, что 1 м³ бетонной смеси в уплотнённом состоянии состоит из цемента, заполнителей и воды (на самом деле в ней всегда присутствует ещё и воздух, но в расчёт для бетонов плотной структуры это не принимается), следовательно, можно записать:

где Vц, Vв, Vп, Vщ – абсолютные объёмы соответственно цемента, воды,

песка и крупного заполнителя, л;

Ц, В, П, Щ – расходы соответственно цемента, воды, песка и круп-

ного заполнителя на 1 м³ бетонной смеси, кг;

12

Таблица 3.3 – Рекомендуемые расходы воды для приготовления бетонной

смеси [6]

Расход воды – в килограммах

Примечания.

1 Расход воды приведён для бетонной смеси на портландцементе с НГЦТ = (26 – 28) % и на песке с модулем крупности Мк = 2.

2 При изменении НГЦТ на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на (3 – 5) кг, в большую сторону – увеличивается на (3 –

5) кг.

3 При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на (3 – 5) кг, в большую сторону – уменьшается на (3 – 5) кг.

ρц – истинная плотность цемента, кг/л; ρв – плотность воды, кг/л; ρп – истинная плотность песка, кг/л;

ρщ – средняя плотность зёрен крупного заполнителя, кг/л.

Растворная часть (смесь цемента, песка и воды) должна полностью за-

полнять всё пространство между зёрнами крупного заполнителя. При этом зёрна крупного заполнителя располагаются в бетонной смеси менее плотно по сравнению с его естественным состоянием, что характеризуется коэффи-

13

циентом раздвижки зёрен α. α – это отношение пустотности крупного запол-

нителя в составе бетонной смеси к его стандартной пустотности; принима-

ется равным 1,05 – 1,15 для жёстких бетонных смесей и по таблице 4.4 для подвижных бетонных смесей.

Таблица 3.4 – Рекомендуемые значения коэффициента раздвижки зёрен α

для пластичных бетонных смесей

1 Для гидротехнических бетонов увеличивается на 0,03 – 0,06 для повышения водонепроницаемости.

2 При других значениях расхода цемента и водоцементного отношения значение α находится интерполяцией.

3 При использовании мелкого песка с водопотребностью более 7 % уменьшают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. При применении крупного песка с водопотребностью менее 7 % увеличивают на 0,03 на каждый процент уменьшения водопотребности песка.

где Vпуст.щ – пустотность крупного заполнителя, подставляется в виде отно-

сительной величины;

14

ρнщ – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/л.

Совместное решение уравнений (4.4) и (4.5) позволяет получить фор-

мулу для расчёта расхода крупного заполнителя:

1000

Щ = α·Vпуст.щ+ 1 , кг. (3.6)

ρнщ ρщ

Расход песка на 1 м³ бетона находят из уравнения (3.4):

Значения всех плотностей в формулы (3.6) и (3.7) следует подставлять в ки-

лограммах на литр (или граммах на кубический сантиметр).

3.1.5 Методика определения расходов заполнителей, приведённая в п.

3.1.4, ориентирована на максимальное насыщение объёма крупным заполни-

телем, что обеспечивает, как правило, минимальную водопотребность бетон-

ной смеси и способствует снижению усадки и ползучести бетона. Но такие бетонные смеси труднее уплотняются и затрудняют получение гладкой каче-

ственной поверхности конструкции. Поэтому на практике, особенно на стро-

ительных площадках, чаще применяют бетонные смеси с пониженным со-

держанием крупного заполнителя. На такие составы ориентирована альтер-

нативная методика расчёта расходов заполнителей, приведённая ниже, и ко-

торую рекомендуется применять в лабораторных работах.

3.1.6 Ориентировочно назначается средняя плотность бетонной смеси

- см. В случае применения гранитного (или аналогичного) щебня или гравия принимается см = (2300 – 2400) кг/м3; при применении щебня из карбонат-

ных и т.п. пород - см = (2250 – 2350) кг/м3.

16

Исходные данные для расчёта студентам предоставляет преподаватель.

Исходными данными являются:

-вид изделия (конструкции);

-проектный класс бетона по прочности на сжатие – В;

-коэффициент вариации прочности бетона – Vп;

-требуемая подвижность или жёсткость бетонной смеси (можно при-

нимать по рекомендациям таблицы 3.6);

-нормальная густота цементного теста – НГЦТ;

-истинная плотность цемента – ρц;

-вид крупного заполнителя (щебень или гравий);

-средняя плотность зёрен крупного заполнителя – ρщ;

-насыпная плотность крупного заполнителя – ρнщ;

-наибольший номинальный размер зёрен крупного заполнителя – D;

-модуль крупности песка – Мк;

-истинная плотность песка – ρп;

-водопотребность песка – ВПп.

Значения некоторых показателей сырьевых материалов можно брать из предыдущих лабораторных работ. Для приближённых расчётов допускается принимать следующие значения характеристик материалов:

-НГЦТ = 32 %;

-ρц = 3,15 г/см³;

-ρщ = 2,55 г/см³;

-ρп = 2,63 г/см³;

-ВПп = 7 %.

Таблица 3.6 – Рекомендуемые подвижность и жёсткость бетонной смеси

Конструкции плоскостные, формуемые горизонтально

17

Примечания.

1 Рекомендации составлены для вибрационного способа уплотнения бетонных смесей.

2 При формовании изделий способом центрифугирования рекомендуется назначать подвижность бетонных смесей в пределах 4 – 12 см.

Исходные данные заносятся студентами в индивидуальные журналы

лабораторных работ.

18

3.3 Расчёт состава тяжёлой бетонной смеси

3.3.1 Прочность, на которую следует вести подбор состава бетонной смеси, определяется в соответствии с ГОСТ 18105 [2].

Определяется требуемая прочность бетона – Rт (прочность бетона,

гарантирующая с обеспеченностью 0,95, что средняя прочность бетона изделий при фактическом партионном коэффициенте вариации прочности –

Vп будет не меньше проектной прочности). В качестве проектной прочности применяется заданный класс бетона – В.

Если в задании указан коэффициент вариации прочности, то Rт рассчи-

тывается по формуле

где Кт – коэффициент требуемой прочности, принимаемый для всех ви-

дов бетонов (кроме силикатных и ячеистых) и для всех видов конструкций

(кроме массивных гидротехнических) по таблице 3.7 [2]. При проектирова-

нии состава бетона для нового производства, а также при отсутствии стати-

стических данных о прочности бетона, Кт принимается равным 1,28.

Таблица 3.7 – Значения коэффициента требуемой прочности

Примечание – При промежуточных значениях коэффициента вариации значения Кт принимаются по интерполяции.

19

3.3.2 В соответствии с п. 3.1.1 по таблице 3.2 определяются два цементноводных отношения – Ц/В1 и Ц/В2.

3.3.3Определяется расход воды В по таблице 3.3.

3.3.4Определяются расходы цемента Ц1 и Ц2 по формуле 3.2.

3.3.5 Рассчитывается расходы заполнителей в соответствии с п. 3.1.6

или 3.1.4.

3.3.6 Все рассчитанные расходы материалов следует округлять до це-

лых.

Все результаты расчётов студенты должны записывать в журналы ла-

бораторных работ.

4 Изготовление контрольных образцов

4.1 Для проведения опытного замеса необходима следующая аппара-

тура и инструмент:

- весы с верхним пределом измерений до 10 кг, обеспечивающие по-

грешность взвешивания не более 0,1 %, - 3 шт.;

-гири 5 кг, 2 кг (2 шт.), 1 кг (при применении электронных весов не требуются);

-линейки измерительные длиной не менее 300 мм – 6 шт.;

-секундомер или часы с секундомером;

-стеклянные мерные цилиндры с верхним пределом измерений

1000 мл и 250 мл или 100 мл – по 3 шт.;

-стальной мерный цилиндр объёмом 2 л – 3 шт.;

-комплект приспособлений для определения подвижности бетонной смеси: уменьшенный учебный конус с загрузочной воронкой, гладкий лист,

стержень-штыковка – по три комплекта;

-лабораторная вибрационная площадка – 1 шт.;

-зажимы для крепления форм на виброплощадке – 6 шт.;