Расчет предварительного состава тяжелого бетона

Расчет предварительного состава тяжелого бетона производят на основе зависимости прочности бетона от активности цемента, цементно-водного фактора и качества заполнителей, а также зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды и других факторов.

Требуемую среднюю прочность бетона определяют, исходя из заданного класса по прочности на сжатие, по формуле

где В – класс бетона по прочности на сжатие; К_б – коэффициент, зависящий от вида бетона (для тяжелого бетона К_б равен 0,778).

Если в задании указана марка бетона, то требуемую прочность бетона в МПа рассчитывают по формуле

R_б = 0,11 ^. М,

где М – заданная марка бетона.

Определение расходов песка и крупного заполнителя основано на формулах, которые вытекают из физических основ структурообразования бетона (принципы метода абсолютных объемов).

Порядок расчета состава тяжелого бетона следующий:

1. Водоцементное отношение определяют по формулам:

а) для обычного бетона (при В/Ц ³ 0,4)

;

б) для высокопрочного бетона (при В/Ц < 0,4)

Первую формулу следует применять, если , в других случаях надо пользоваться второй формулой.

Значения коэффициентов А и А₁ берут из таблицы П.1.

Таблица П.1. Значения коэффициентов А и А₁

Материалы для бетона	А	А₁
Высококачественные Рядовые Пониженного качества	0,65 0,60 0,55	0,43 0,40 0,37

2. Водопотребность бетонной смеси (расход воды в дм³ на 1 м³ бетона)определяют по таблице П.2 в зависимости от требуемой удобоукладываемости (подвижности или жесткости) бетонной смеси, вида и крупности заполнителя.

Таблица П.2. Ориентировочные расходы воды на 1 м³ бетона

Удобоукладываемость бетонной смеси	Наибольший размер зерен заполнителя, мм
Гравий	Щебень
Осадка конуса, см	Жесткость, с
4 и менее 5-9 10-15 16 и более	31 и более 21-30 11-20 5-10 1-4 - - -

Примечание: 1.Таблица составлена для средних песков с водопотребностью 7 %. При применении крупного песка с водопотребностью менее 7 % расход воды уменьшается на 5 дм³ на каждый процент снижения водопотребности; при применении мелкого песка с водопотребностью более 7 % расход воды увеличивается на 5 дм³ на каждый процент увеличения водопотребности. 2. При применении пуццолановых цементов расход воды увеличивается на 15...20 дм³. 3. При расходе цемента свыше 400 кг/м³ расход воды увеличивается на 10 дм³ на каждые 100 кг цемента.

Удобоукладываемость смеси, если она не задана, выбирается в зависимости от вида конструкции и способа формования (таблица П.3).

Таблица П.3. Рекомендуемая удобоукладываемость бетонной смеси

Вид конструкций, изделий и метод их изготовления	Подвиж-ность, см	Показатель жесткости, с
Монолитные конструкции Подготовка под фундаменты и основания дорог Полы, покрытия дорог и аэродромов, массивные неармированные конструкции Массивные армированные конструкции Тонкостенные конструкции, сильно насыщенные арматурой	2-3 2-4 6-8	30-60 25-30 15-25 6-10
Сборные конструкции Изделия, формуемые с немедленной распалубкой Стеновые панели, формуемые в горизонтальном положении с вибропригрузом Изделия, формуемые вибропрокатом		80-160 60-80 50-60

3. Расход цемента на 1 м³ бетона определяют по формуле

Если расход цемента на 1 м³ бетона окажется меньше допускаемого по СНиПу (см. таблицу П.4), то следует увеличить его до требуемой величины Ц_min.

Таблица П.4. Минимальный расход цемента Ц_min для получения нерасслаиваемой плотной бетонной смеси

Вид смеси	Наибольшая крупность заполнителя, мм

Особо жесткая (Ж > 20 с) Жесткая (Ж = 10- 20 с) Малоподвижная ((Ж = 5-10 с) Подвижная (ОК = 1-10 см) Очень подвижная (ОК = 10-16 см) Литая (ОК > 16 см)

4. Расходы заполнителей на 1 м³ бетона определяют по следующим формулам:

;

где Щ, П, Ц и В – расходы соответственно щебня, песка, цемента и воды в килограммах на 1 м³ бетона; a – коэффициент раздвижки зерен щебня раствором; V_п – пустотность щебня в долях единицы; r_щ, r_п и r_ц – истинные плотности соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм³; r_ощ – насыпная плотность щебня, кг/дм³.

Коэффициент раздвижки a для жестких бетонных смесей следует принимать в пределах 1,05-1,15, в среднем – 1,1; для пластичных смесей a принимают в соответствии с таблицей П.5.

Расчетная плотность r_бс бетонной смеси (кг/м³) составит

r_бс = Ц + В + П + Щ .