Как произвести типовой расчет состава бетона

ПРИМЕР 1.РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

ЗАДАЧА: определитьсостав бетона средней прочностью Rб= 30 МПа при осадке конуса бетонной смесиОК = 4-5 см.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:портландцемент активностью Rц= 37,5 МПа истинной плотностью ц= 3,1 кг/л, песок средней крупности сводопотребностью Wп= 7 % истинной плотностью п= 2,63 кг/л; гранитный щебень рядовогокачества с предельной крупностью зеренДmax= 40 мм, истинной плотностью щ= 2,6 кг/л и насыпной плотностью ′щ= 1,48 кг/л.

РЕШЕНИЕ

1. Определяемводоцементное отношение В/Ц, необходимоедля получения бетона требуемой прочностиRб.

Так как бетонявляется невысокопрочным, то дляопределения В/Ц воспользуемся формулойВ/Ц =АRц/(Rб+ 0,5АRц),верной при В/Ц> 0,4, в которой коэффициент А для щебнярядового качества составляет 0,6.

Таблица 1

Значения коэффициентовА и А1

Крупный заполнительАА1Высококачественный0,650,43Рядовой0,600,40Низкокачественный0,550,37

Находим:

В/Ц= 0,6·37,5/(30 + 0,5·0,6·37,5) = 0,55 > 0,4. (1)

2. Определяем расходводы затворения В.

Для этого используемнижеприведенный график на рис. 1а.

Рис. 1. Графики водопотребности бетоннойсмеси Вв зависимости от ее подвижности(а) или жесткости (б) при применениипортландцемента, пескасреднейкрупности (Wп= 7 %) и гравия наибольшей крупности: 1 –80; 2 – 40; 3 – 20 и 4 – 10 мм; у1жесткость по стандартному вискозиметру;у2– то же по способу Б.Г. Скрамтаева(Примечание: 1.Если песок мелкий с водопотребностьювыше 7 %, то расход воды увеличивают на5 л на каждый процент увеличенияводопотребности, а при применениикрупного песка в водопотребностью ниже7 % расход воды уменьшают на 5 л на каждыйпроцент уменьшения водопотребности.2. При применении щебня расход водыувеличивают на 10 л.

3.При применениицементов с добавками расход водыувеличивают на 15-20 л. 4. При расходецемента свыше 400 кг расход воды увеличиваютна 10 л на каждые 100 кг цемента)Изграфика ориентировочный расход воды,составляющий для гравия 168 л, увеличиваемна 10 л для щебня и того получаемВ= 178 л.

(2)3.Находим расход цемента Цпо формуле:Ц= В:(В/Ц)= 178:0,55 = 324 (кг/м3) (3)Полученныйрасход цемента Ц=324 кг/м3> Цmin= 180 кг/м3обеспечивает связность бетонной смеси(см. табл. 1).Таблица 1Минимальный расход цемента Цminдля получения нерасслаиваемой бетоннойсмесисмесьМинимальный расход цемента, кг/м3, при предельной крупности заполнителя, мм10204070Особа жесткая (Ж=20 с)160150140130Жесткая (Ж=10…20 с)180160150140Малоподвижная (Ж=5…10с)200180160150Подвижная (ОК=1…10см)220200180160Очень подвижная (ОК=10…16см)240220210180Литая (ОК>16см)250230200190Примечание: жесткостьу1указана по стандартному вискозиметру4.Определяем расход щебня Щпо формуле:Щ= 1000/(α·Пщ/′щ+ 1/щ), (4)предварительноустановив пустотность щебня Пщпо формуле Пщ= 1 – ′щ/щ= 1 – 1,48/2,6 = 1 – 0,57 = 0,43 и коэффициентраздвижки зерен щебня α= 1,38 (по табл.

2 интерполяцией).Таблица 2Оптимальные значения коэффициента αдля пластичных бетонных смесей (Вn=7%)Расход цемента, кг/м3Оптимальные значения коэффициента α при В/Ц 0,40,50,60,70,8250–1,261,321,38300-1,31,361,42-3501,321,381,44–4001,41,46—5001,51,56—Примечание: при других значениях Ц иВ/Ц коэффициент α уменьшают на 0,03 накаждый процент увеличения водопотребностипеска. Если применяется крупный песокс Wпменьше 7 % коэффициент α увеличивают на0,03 на каждый процент уменьшения Wп.По формуле (4)находим:Щ= 1000/(1,38·0,43/1,48 +1/2,6) = 1282 (кг/м3). (5)5.Определяем расход песка Ппо формуле:П= п(1000– Ц/ц– В– Щ/щ)= 2,63·(1000 – 324/3,1 – 178 – 1282/2,6) = 589 (кг/м3).(6)6.

Определяемрасчетную величину плотности бетоннойсмеси:см= Ц+ В+ Щ+ П= 324 + 178 + 1282 + 589 = 2373 (кг/м3).7.ОТВЕТ; а) состав бетона в натуральныхединицах – Ц = 324 кг/м3,П = 589 кг/м3,Щ = 1282 кг/м3,В = 178 л/м3;б) состав бетонав относительных единицах – 1:1,82:3,96 и В/Ц= 0,55.ПРИМЕР2.КОРРЕКТИРОВКА СОСТАВА БЕТОНАА. Определениефактического состава бетонаЗАДАЧА: определитьфактический состав бетона.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:Бетоннаясмесь состоит вяжущего вещества(цемента), воды, крупного и мелкогозаполнителя. Для получения ориентировочногосостава бетона применяют различныеметоды расчета.

В методических указанияхрассмотрен расчет обычного тяжелогобетона методом абсолютных объемов.Порядок расчета следующий:1.Назначают вид крупного заполнителя.Вкачестве его для тяжелого бетонаприменяют щебень или гравий. Областьприменения при производстве бетонасущественно зависит от крупностинаибольших зерен.Для массивных сооружений(массивные подпорные стенки, плотины,монолитные фундаменты) размер зерен ненормируется. В армированных конструкцияхДнаибдолжен быть не больше ¾ наименьшегорасстояния между стержнями и не более1/3 наименьшего размера бетонируемойконструкции.

Для сборных железобетонных конструкций крупность щебня устанавливаетсяпо таблице 3.Наибольшая крупность щебня (гравия) применяемого при производстве сборных железобетонных конструкцийВид конструкцийПредельная крупность зерен гравия (щебня) (Днаиб), ммРебристые конструкции, многопустотные панели, элементы тонкостенных оболочек, балки и другие изделия с размерами ребер, стенок полок до 25 мм или с многорядной арматурой10То же, армированные с наименьшими размерами ребер, стенок, полок, от 25 до 80 мм, с расстоянием между стержнями арматуры более 15 мм. 20Крупноразмерные изделия (колонны, балки, ригели, фундаментные плиты, блоки и др.) с расстоянием между стержнями арматуры более 30 мм402.Марку цемента. Назначаетсяв зависимости от требуемого классабетона (таблица 4)Рекомендуемая марка цемента в зависимости от прочности бетонаПрочность бетона, МПа101520304050Марка цемента300400400500600600

3. Определяют водоцементное соотношение по формуле 1.

,если предполагаемое водоцементноесоотношение >0,4

или,если предполагаемое водоцементноесоотношение < 0,4

гдеRц– активностьцемента, кгс/см2;

RБ- планируемыйпредел прочности бетона в возрасте 28сут, кгс/см2.

Аи А1– коэффициенты учитывающие влияние напрочность бетона исходных материалов,принимаются по таблице 5.

Значение коэффициентов А и А1в зависимости от качества материалов

Характеристика исходных материалов для бетонаАА1Высококачественные (щебень из плотных и прочных горных пород, песок, оптимальной крупности, отвечающий соответствующим стандартам, портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством добавки, заполнители промыты)0,650,43Рядовые (гравий соответствующий техническим требованиям ГОСТа, портландцементы средней активности, шлакопортландцементы – высокой активности)0,600,40Пониженного качества (крупный заполнитель – пониженного качества, мелкий песок, низкоактивные цементы)0,550,37

4.Определяют ориентировочный расходводы. Онзависит от необходимой удобоукладываемостисмеси: жесткости или пластичности инаибольшей крупности крупного заполнителя(рисунок 12).

Пластичныесмеси

Жесткие смеси

Рисунок12 – График водопотребности бетоннойсмеси, изготовленной с применениемпортландцемента, песка средней крупностис водопотребностью 7% и гравия с наибольшейкрупностью а– 80; б– 40; в –20 и г –10 мм.

Приэтом следует внести ряд поправок:

если в качестве крупного заполнителя используется щебень, к значению, полученному с графика, добавляют 10 л;если водопотребность песка меньше или больше 7% расход воды уменьшают или увеличивают на 5 л на каждый процент водопотребности;при применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15-20л;при расходе цемента более 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг (сверх 400);если крупный заполнитель поглощает воду, то поглощаемое количество нужно прибавить к полученному количеству воды.

Источники:

• studfiles.net
• studfiles.net