ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СОСТАВА БЕТОНА
Цель работы: рассчитать такое соотношение между используемыми материалами, при котором будет гарантирована прочность бетона, необходимая подвижность бетонной смеси и экономичность бетона (минимальный расход цемента).
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Предварительный состав бетона рассчитывают на основании,составленного для конструкций конкретной номенклатуры
Задание должно содержать:
а) нормируемые показатели качества бетона в соответствии с техническими требованиями стандартов;
б) показатели качества бетонной смеси, принимаемые по технической документации, разработанной в соответствии с действующими стандартами, нормами и правилами.
Тяжелые бетоны должны иметь заданные показатели по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости (при необходимости), которые указываются в рабочих чертежах.
Бетонные смеси должны характеризоваться такими показателями, как удобоукладываемость, вид и качество исходных материалов, крупность заполнителей. Подвижность (жесткость) бетонной смеси назначают в зависимости от размеров конструкции, густоты армирования, способов укладки и уплотнения (табл. 11).
Бетонная смесь обладает необходимой удобоукладываемостью только при содержании в ней достаточного количества цемента. Уменьшение количества цемента ниже определённых величин повышает опасность расслоения бетонной смеси и может привести к появлению в смеси микропустот, снижению прочности и долговечности бетона. Минимальный расход цемента зависит от консистенции бетонной смеси и крупности заполнителя. Если при расчете состава бетона окажется, что расход цемента, требуемый из условия получения заданной прочности, ниже значений, указанных в табл. 11, то в расчет принимают минимальный расход цемента.
Таблица 11
Подвижность (жёсткость) бетонной смеси
Конструкции и способ уплотнения | Жёсткость по стандартному техническому вискозиметру, с | Подвижность, см |
Сборные железобетонные с немедленной распалубкой, формируемые на виброплощадке или вибронасадкой | 30….10 120….40 | - |
Перекрытия с пустотами, стеновые панели, формуемые в горизонтальном положении на виброплощадках | 10…..5 40..….20 | 1……4 |
Густоармированные элементы (колонны, ригели, плиты), изготовляемые с применением наружнего или внутреннего вибрирования. | 5……3 20.…..10 | 5……9 |
Таблица 12
Нормируемый минимальный расход цемента
Смесь | Минимальный расход цемента, кг/м при предельной крупности заполнителя, мм | |||
Особо жёсткая (Ж=20 с) | ||||
Жёсткая (Ж=10..20 с) | ||||
Малоподвижная(Ж=5…10 с) | ||||
Подвижная(ОК=1…10 ) | ||||
Очень подвижная (ОК=10..16 см) | ||||
Литая (ОК>16 см) |
Подбор предварительного состава бетона ведут, исходя из следующих условий:
1.Прочность бетона Rб прямопропорциональна активности (марке) цемента Rц, качеству исходных материалов и зависит от водоцементного отношения. Для подвижных бетонных смесей с В/Ц> 0,4 определяется формулой основного закона прочности бетона:
Rб=А×Rц×(Ц/В-0,5) , (17)
где А- коэффициент, зависящий от исходных материалов, принимаемый по табл. 13.
Таблица 13
Значения коэффициента А в зависимости от качества исходных материалов для бетона
Материалы для бетона | Значения коэффициента А |
Высококачественные | 0,65 |
Рядовые | 0,60 |
Пониженного качества | 0,55 |
Высококачественные материалы: щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности и портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством гидравлической добавки, заполнители чистые, фракционированные с оптимальным зерновым составом смеси фракций.
Рядовые материалы: заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности или высокомарочный шлакопортландцемент.
Материалы пониженного качества: крупный заполнитель низкой прочности, мелкие пески, цементы низкой активности.
2.Свежеуложенный и уплотненный бетон считается абсолютно плотным телом, то есть сумма абсолютных объемов компонентов бетона равна 1 м3 (1000 л) готового плотного бетона, если в бетоне нет вовлеченного воздуха:
=1000,(18)
3. Цементно-песчаный раствор в бетоне должен заполнить все пустоты между щебнем (в стандартном рыхлом состоянии) с некоторой раздвижкой его зерен, что необходимо для получения удобоукладываемой бетонной смеси и требуемой степени связывания зерен заполнителя в единый прочный монолит:
, (19)
где Ц, В, П, Щ - соответственно расходы цемента, воды, песка и
щебня, кг/м3;
ρц, ρп, ρщ - истинные плотности цемента, песка и щебня, кг/л;
ρнщ - средняя насыпная плотность щебня, кг/л;
Пщ - пустотность щебня (относительная величина);
α - коэффициент раздвижки зерен щебня раствором.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным путем и выражают расходом материалов по массе (кг) на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси. Состав бетона предварительно рассчитывают по абсолютным объемам, используя формулы для определения расхода воды, цемента, песка и щебня (гравия), выведенные на основании рассмотренных выше зависимостей, а затем уточняют пробными затворениями. До начала расчета должно быть проверено качество всех исходных материалов.
Расчет состава ведут в следующем порядке:
1) Определяют из уравнения (20), водоцементное отношение:
В/Ц= , (20)
Значение коэффициента А принимают по таблице 13.
2) Определяют ориентировочный расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси по графику на рис. 4.
Где наибольшая крупность гравия для кривой 1 - 80 мм; 2- 40 мм; 3 - 20 мм; 4 - 10 мм
3) Определяют расход цемента:
Ц = В : В/Ц,(21)
Если расход цемента окажется ниже допускаемого (таблица 4.1.2), то следует увеличить его до требуемой нормы или ввести тонкомолотую добавку. Добавку обычно применяют в случае, если активность цемента слишком высока для бетона данной марки.
Рис. 4. График водопотребности пластичной бетонной смеси с применением портландцемента, песка средней крупности с водопотребностъю 7%в зависимости от наибольшей крупности гравия.
Примечание: а) необходимо учитывать водопоглощение крупного заполнителя, если оно более 0,5%;
б) если применяется мелкий песок с водопотребностъю выше 7%, то расход воды увеличивается на 5 л на каждый процент увеличения водопотребности;
в) при применении крупного песка с водопотребностью ниже 7%, то расход воды уменьшается на 5 л на каждый процент уменьшения водопотребности;
г) при применении щебня вместо гравия расход воды увеличивают на 10 л;
д) при применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15 ... 20 л.
4) Расход щебня (гравия) и песка определяют, решая систему уравнений (22) и (23):
Щ= , (22)
П= , (23)
где Ц, В, П, Щ - соответственно расходы цемента, воды, песка и
щебня, кг/л;
ρц, ρп, ρщ - истинные плотности цемента, песка, щебня, кг/л;
ρнщ - средняя насыпная плотность щебня, кг/л;
Пщ - пустотность щебня (относительная величина);
α- коэффициент раздвижки зерен, определяемый по табл. 14.
Таблица 14
Значение коэффициента раздвижки зёрен α для пластичных бетонных смесей (Вп = 7%)
Расход цемента, кг/м3 | В/Ц | ||||
0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | |
- | - | 1.26 | 1.32 | 1.38 | |
- | 1.30 | 1.36 | 1.42 | - | |
1.32 | 1.38 | 1.44 | - | - | |
1.40 | 1.46 | - | - | - |
Примечание: 1. При других значениях Ц и В/Ц коэффициент раздвижки зерен α находят методом интерполяции.
2. При использовании мелкого песка с водопотребностью (Вп) более 7% коэффициент уменьшают на 0.03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. Если применяется крупный песок с Вп<7%, коэффициент увеличивают на 0.03 на каждый процент уменьшения Вп. Для жестких бетонных смесей при расходе цемента менее 400 кг/м3 α принимают равным 1.05-1.15; в среднем 1.1.
Содержание и оформление отчета по работе
Отчет содержит название и цель работы, задание на подбор состава бетона, характеристику всех исходных материалов и расчет расхода материалов по массе (кг) на 1 м уложенной и уплотненной бетонной смеси.
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 4848;