Метод объемов

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

РАСЧЕТ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Общие  сведения о методе объемов

Расчет  состава тяжелого бетона методом объемов производится для получения необходимых свойств бетона в конструкциях, установленных государственными стандартами, техническими условиями и проектной документацией на эти конструкции при минимальном расходе цемента. От правильного назначения состава бетона зависят его свойства, долговечность и экономическая эффективность. Для правильного назначения количества компонентов бетона на единицу его объёма (обычно на 1 м3) четко должны представлять факторы, влияющие на качество и свойства бетона, понимать основные принципы метода расчета методом абсолютных объемов .

Для расчёта состава тяжелого бетона используется  метод абсолютных объёмов, который базируется на следующих принципах:

прочность бетона по методу объемов зависит от активности вяжущего, качества применяемых материалов, цементно-водного отношения (Ц/В) и средней плотности;

так как для тяжелого бетона применяются плотные заполнители, то средняя плотность бетона зависит от степени уплотнения бетонной смеси, количества воды затворения и соотношения компонентов;

в бетонной смеси оптимального состава, рассчитанного по методу объемов, компоненты находятся в «абсолютно плотном состоянии». Пустоты крупного заполнителя заполняются мелким заполнителем, а пустоты мелкого заполнителя заполняются цементным тестом. Если такая бетонная смесь хорошо уплотнена, то и бетон из неё будет достаточно плотным, прочным и долговечным;

существенное влияние на качество бетона оказывает цементно-водное отношение (Ц/В), которое характеризует плотность цементного камня. Чем больше воды приходится на единицу массы цемента в бетоне, тем больше останется при определённых условиях твердения несвязанной химически и  адсорбционной воды, что будет повышать пористость цементного камня, снижать его плотность, прочность и долговечность.

Цель расчета подбора состава методом объемов

Изучить и овладеть порядком расчёта состава тяжелого бетона по методу абсолютных объёмов.

Порядок выполнения расчета методом объемов

Пример расчёта состава бетона методом объемов

Требуется рассчитать  состав тяжелого бетона М 300 (В 22,5),методом объемов , предназначенного для изготовления железобетонных забивных свай при коэффициенте вариации прочности бетона V п = 10 %, обеспечивающий получение после тепловлажностной обработки ТВО отпускной прочности R о.  Бетон изготовляется из бетонной смеси с маркой по удобоукладываемости П 2 (осадка конуса 4…6 см) и маркой бетона по морозостойкости F 200. Проектное задание на расчет состава бетона объемом  с необходимыми характеристиками исходных материалов приведено в таблице 31.

Таблица 31 ? Задание на расчет состава тяжёлого бетона методом объемов

Характеристики Наименование показателей Обозначение Единицы измерения Значения
Бетона Класс по прочности при сжатии В МПа 22,5
Коэффициент вариации прочности Vп % 10
Отпускная прочность R о % 100
Марка по морозостойкости F циклы 200
Бетонной смеси Подвижность ОК см 4…6
Воздухововлечение ВВ % 4
Цемента Наименование (вид) ПЦ Д-5
Активность (марка) R ц МПа 50
Активность при пропаривании R цп МПа 32,7
Нормальная густота НГ % 28,5
Плотность истинная ? ц г/см3 3,0
Плотность насыпная ? ц нас г/см3 1,2
Песка

природного

Модуль крупности МК 2,5
Плотность зёрен ? п г/см3 2,65
Плотность насыпная ? п нас г/см3 1,72
Водопотребность В п % 6,0
Влажность ? п % 4,0
Крупного

заполнителя

Вид (горная порода) щебень (гранит)
Плотность зёрен ? щ г/см3 2,60
Плотность насыпная ? щ нас г/см3 1,48
Наибольшая крупность НК Мм 20
Влажность ? щ % 3,0
Зерен лещадной формы % 39

В качестве вяжущих веществ для приготовления тяжелого бетона следует применять портландцемент и его разновидности, отвечающие требованиям ГОСТ 10178, а также сульфатостойкие и пуццолановые цементы по ГОСТ   22266 и цементы по действующим техническим условиям. Марку цемента следует выбирать в зависимости от проектной марки (класса) бетона по прочности при сжатии (таблица 31).

Для бетонов, подвергаемых ТВО, следует применять цементы I или II групп эффективности при пропаривании по ГОСТ 22236 (таблица 32), применение цементов III группы одинаковых видов и марок нецелесообразно, так как вызывает значительное повышение расхода цемента.

Таблица 32 ? Группы цементов по эффективности при пропаривании

Группа

цемента

Цемент Rц,  МПа,  после ТВО 2+3+6+2 при 80 оС для цементов марок
300 400 500 550,600
І ПЦ > 23 > 27 > 32 > 38
ШПЦ > 21 > 25 > 30
ІІ ПЦ 20…23 24…27 28…32 33…39
ШПЦ 18…21 22…25 26…30
ІІІ ПЦ < 20 < 24 < 28 < 33
ШПЦ < 18 < 22 < 26

При использовании цемента высоких марок для получения бетонов низких марок рекомендуется для обеспечения требуемой удобоукладываемости вводить в состав бетонной смеси активные минеральные добавки АМД: золы, молотые доменные гранулированные шлаки, природные пуццоланы. При наличии цементов разных видов и марок следует учитывать коэффициенты их эффективности (таблица 33).

Таблица 33

Коэффициенты эффективности различных видов и марок цемента при расчете состава методом объемов

Коэффициент Марка и вид цемента Коэффициент
Межмарочный 300 1,20
400 1,00
500 0,88
550, 600 0,8
Межвидовой ПЦ Д-0, ПЦ-Д 5 0,91
ПЦ Д-20, ПЦ Д-20 Б 1,00
ШПЦ, ШПЦ-Б 1,05, 1,10*
ППЦ 1,12

* – для бетона сборных конструкций 1,05, монолитных – 1,10.

Выбор вида цемента для различных условий работы конструкций следует производить по ГОСТ 10178, ГОСТ 23464 с учетом требований ГОСТ 26633, касающихся условий использования цементов для производства различных видов конструкций и предъявляемых к ним требований. Применение пуццолановых цементов для бетонов сборных ЖБК из-за повышенной водопотребности не рекомендуется.

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор ЛЭП должен применяться портландцемент на основе клинкера с нормированным минералогическим составом (С3А ? 8 %). Для бетона дорожных оснований допускается применение ШПЦ.

Для бетонов с марками по морозостойкости F 200, F 300 рекомендуется применять портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5, ПЦ Д-20, использование ШПЦ или ППЦ для таких бетонов не допускается. Для бетонов с маркой по морозостойкости F 400 и выше следует использовать портландцементы ПЦ Д-0, ПЦ Д-5 или сульфатостойкие портландцементы.

Введение добавок при изготовлении изделий из бетона или железобетона обязательно в следующих случаях:

? для приготовления высокоподвижных или литых бетонных смесей с осадкой конуса не менее 10 см, а также при марке бетона равной или большей марки цемента необходимо использование пластификаторов или суперпластификаторов;

? для изделий из бетона с повышенной морозостойкостью (марки F 200 и более) необходимо введение воздухововлекающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок;

? для агрессивных условий эксплуатации должны вводиться добавки повышающие стойкость бетона и его защитные свойства по отношению к арматуре;

? для бетона с повышенными требованиями по водонепроницаемости (марка W 6 и более) вводятся уплотняющие добавки.

Помимо обязательных случаев химические и минеральные добавки могут применяться для регулирования качества бетонной смеси и бетона, придания бетону специальных свойств, а также для экономии цемента.

Наибольшая крупность заполнителя (НК) принимается в зависимости от вида бетонируемой конструкции и способа транспортирования бетонной смеси. НК не должна превышать  3/4 минимального расстояния между стержнями арматуры, для плитных изделий НК должна быть не более половины толщины плиты. При подаче бетонной смеси по хоботам и бетононасосами НК должна быть не более 1/3 внутреннего диаметра хобота или трубопровода, а при укладке бетонной смеси в скользящую опалубку не должна превышать 1/6 размера наименьшего сечения бетонируемой конструкции. При назначении НК предпочтительно применение максимально допустимого значения для заданного изделия. Принимаем НК = 20 мм.

Определение методом объемов  состава бетона производится расчетно-экспериментальным способом, который включает:

? установление исходного расчетного состава;

? экспериментальную проверку и корректировку исходного состава по консистенции бетонной смеси и по прочности бетона с получением лабораторного состава на сухих заполнителях;

? определение производственного состава на влажных заполнителях и расчет расхода материалов на один замес бетоносмесителя.

Исходный состав тяжелого бетона определяется в следующем порядке при расчете методом объемов

1 Проектирование состава бетона осуществляется для обеспечения среднего уровня прочности, который принимается с учетом фактической однородности бетона по прочности, характеризуемой коэффициентом вариации (V n). Если отсутствуют  данные о фактической однородности бетона, средний уровень прочности принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105  для бетона данной марки (класса) при V n = 13,5 %  для всех конструкций из тяжелого бетона, кроме гидротехнических, для которых V n = 17 %.

Средний уровень прочности в зависимости от V n определяется по формулам

R у = R т. К мп = R н. К т1 . К мп (27)

R у = В н . К т . К мп,                                (28)

где R т – требуемая прочность МПа; R н – нормируемая по маркам прочность, МПа; В н – нормируемая по класса прочность, МПа; К мп, К т1, К т – коэффициенты, зависящие от V n, приведены в таблице 34.

Таблица 34 ? Коэффициенты для расчета среднего уровня и требуемой  прочности

V n,% < 6 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
К мп 1,03 1,04 1,05 1,07 1,07 1,09 1,09 1,09 1,10 1,10 1,10 1,10
К т1 0,83 0,83 0,84 0,85 0,87 0,89 0,92 0,96 1,00 1,04 1,08 1,12
К т 1,07 1,08 1,09 1,09 1,11 1,14 1,18 1,23 1,28 1,33 1,38 1,43

V n, = 10 %.          К мп = 1,09, К т = 1,14

Из условия задачи находим, что  R у = 22,5*. 1,14*. 1,09 = 28 МПа.

2 Определение Ц/В

Определение Ц/В производится по формулам

Rц + 0,37 Rцп + 3,22

(Ц/В)1 = —————————  = 2,199        (29)   и

0,43 Rцп + 5,6

Rц – 0,06 Rц + 10

(Ц/В)2 = ————————-  = 1,561,      (30)

0,24 Rц + 10

где – активность цемента или гарантированная марочная прочность, МПа.

Принимаем наибольшее значение Ц/В = 2,199.

При использовании воздухововлекающей добавки, обеспечивающей воздухововлечение 2…4 %, Ц/В увеличивается на 0,01…0,02, а при воздухововлечении 4…6 % – на 0,02…0,04 для компенсации понижения прочности бетона вследствие повышенного содержания воздуха в нём. В нашем случае примем воздухововлечение равным 4 %, тогда  Ц/В = 2,199 + 0,02 = 2,219.

При нормируемых требованиях к бетону по водонепроницаемости и морозостойкости Ц/В должно быть не менее значений, приведённых в таблице 35. Если из условия обеспечения требуемой прочности Ц/В оказалось ниже, чем требуется для заданной водонепроницаемости и морозостойкости, то для дальнейших расчетов принимается табличное значение. В нашем случае для обеспечения марки по морозостойкости F 200 Ц/В должно быть не менее 1,82. Для дальнейших расчетов принимаем Ц/В = 2,219.

Таблица 35 ?

Минимальные значения величины Ц/В для бетонов

с нормируемой водонепроницаемостью и морозостойкостью

Марка бетона по водонепроницаемости Марка бетона по морозостойкости Ц/В не менее
W2 1,43
W4 F100 1,67
W6 F200 1,82
F300 2,00
W8 F400 2,22
W12 и более F500 и более 2,50

3 Определение расхода воды при расчете методом объемов

Определение расхода воды производится по таблице 36 в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, наибольшей крупности заполнителя с последующей корректировкой:

а) при Ц/В менее 1,25 или Ц/В более 2,5 расход воды соответственно уменьшают или увеличивают на 5 %;

б) при отличии НГ от значений 25…30 % на каждый процент в меньшую (большую) сторону расход воды следует уменьшать (увеличить) на 3…5 л;

в) в случае отличия модуля крупности песка от значения МК = 2,0 в меньшую (большую) сторону на каждые 0,5 расход воды необходимо увеличить (уменьшить) на 3…5 л;

г) при ОК бетонной смеси  ? 10 см следует применять пластифицирующие добавки, а расход воды принимать как для бетонной смеси с ОК = 5…9 см.

Таблица 36 ? Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси* при подборе состава методом объемов

Консистенция  смеси Расход воды, л, на 1 м3 бетонной смеси

при максимальной крупности заполнителя, мм

ОК, см Ж, с щебня гравия
10 20 40 10 20 40
5…9 215 205 190 200 185 170
1…4 200 185 175 190 175 160
5…10 185 175 160 170 160 145
11…20 175 165 155 165 150 135
21…30 170 160 150 160 145 130
? 31 160 150 135 150 135 125

* – данные даны для бетонных смесей на цементе с НГ = 25…30 % и песке с МК = 2,0.

Из таблицы 20 устанавливаем предварительный расход воды. При проектируемой подвижности бетонной смеси, соответствующей ОК = 4…6 см  и НК щебня 20 мм расход воды составляет 205 л на 1 м3 бетонной смеси. Так как применяется песок с МК = 2,5, то расход воды уменьшаем на 4 л.

Тогда расход воды составит В = 205 – 4 = 201 л.

4 Определение расчетного расхода цемента

Ц р = В. Ц/В = 201. 2,219 = 446 кг.       (31)

Полученный расход цемента Ц р сравнивают с минимально допустимым по ГОСТ 26633 (таблица 37) и с элементными нормами расхода Ц э по СНиП 82-02-95. При этом должно выполняться условие

Ц min ? Ц р ? Ц э = К. Ц б,                 (32)

где Ц б – базовые нормы расхода цемента (таблица 22); К – корректирующий коэффициент, К = К1 . К2 . К3;  К1… К3– коэффициенты, зависящие от вида и свойств материалов и технологии.

Базовые нормы цемента разработаны из условия приготовления бетонной смеси на цементах М 400 (таблица 38). При использовании цементов других марок вводится коэффициент К 1, который для бетонов на цементах М 300 равен 1,14, а для бетонов на цементах М 500 классов В 20 и менее при отпускной прочности 60 % и менее равен 0,87, при отпускной прочности 90…100 % – 0,90, для бетонов классов от В 15 до В 30 и отпускной прочности 70…80 % ? 0,87, а при большей отпускной прочности – 0,92. В нашем случае К 1 = 0,92.

В базовых нормах предусмотрено применение цементов с нормальной густотой 25…27 %. Если НГ цемента отличается от этих значений, то базовые нормы умножаются на коэффициент К2, значения которого приведены в таблице 39.

По заданию класс бетона В22,5 а НГ цемента 28,5 %, следовательно К2 = 1,02.

Таблица 37 ? Минимально допустимые расходы цемента

Конструкция Условия эксплуатации Расход цемента, кг на 1 м3 бетона
ПЦ-Д 0, ПЦ-Д 5, ССПЦ-Д О ПЦ-Д 20,

ССПЦ-Д 20

ШПЦ,  ППЦ,  ССШПЦ
Неармированная без атмосферных воздействий не нормируется
при атмосферных воздействиях 150 170 170
С ненапрягаемой арматурой без атмосферных воздействий 150 170 180
при атмосферных воздействиях 200 220 240
С напрягаемой арматурой без атмосферных воздействий 220 240 270
при атмосферных воздействиях 240 270 300

Таблица  38 ? Базовые нормы расхода цемента Ц б

Класс по прочности Базовые нормы расхода цемента М 400, кг, для тяжелого бетона
Нормального твердения твердения при ТВО до отпускной прочности, %
55…60 70 80 90 100
В 7,5 180 180 200 210 225 240
В 10 200 200 215 235 245 260
В 12,5 225 225 235 260 270 285
В 15 255 255 265 280 295 315
В 20 305 310 315 340 360 380
В 22,5 335 340 350 370 395 420
В 25 365 370 380 400 425 450
В 30 415 430 440 450 480 520
В 35 480 500 510 520 540 570
В 40 550 570 580 590 600

Таблица  39 ? Значения коэффициента К 2

НГ цементного теста, % Значения К 2 для бетонов проектного класса
? В 22,5 В 25…В 30 В 35…В 40
Менее 25 0,98 0,96 0,94
Более 27 до 30 1,02 1,03 1,05
Более 30 1,04 1,05

Базовые нормы для бетона, твердеющего при тепловой обработке, предусматривают применение цементов II группы эффективности при пропаривании по ГОСТ 22236. При использовании цементов I группы базовые нормы умножаются на коэффициент К 3 = 0,93. Коэффициент К 3 = 1 для бетонов класса В 30 и выше при отпускной прочности ? 70 % от марочной прочности. В задании приведена активность цемента при пропаривании, что в соответствии с приложением 3 позволяет считать используемый цемент I группы эффективности при пропаривании. Поскольку класс бетона В 22,5 то К 3 = 0,93.

Базовые нормы приведены для бетона на щебне, при использовании гравия их следует умножать на коэффициент К 4 (таблица 40). Так как по заданию используется щебень, то К 4 = 1.

Таблица 40 ? Значения коэффициента К 4

Класс бетона В 7,5 В 10…В 12,5 В 15 В 20 В 22,5
К 4 0,91 0,94 0,96 0,97 0,98

НК заполнителя учитывается коэффициентом К 5, который при НК = 20 равняется 1, а при другой величине НК его значения приведены в таблице 41. В рассматриваемом примере НК = 20 мм, поэтому К 5 = 1.

Таблица 41 ? Значения коэффициента К 5

НК, мм Значения К 5 для бетона классов
? В 25 ? В 30
10 1,10 1,07
40 0,93 0,95
70 0,90 0,92

Базовые нормы определены для щебня с содержанием зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы 25…35 % по массе. При содержании этих зёрен менее 25 % вводится коэффициент К 6 = 0,98, а более 35 % – К 6 = 1,03. По заданию зёрен лещадной формы 39 %, следовательно К 6 = 1,03.

Базовыми нормами предусмотрено использование песка МК = 2,1…3,25. При использовании мелких и очень мелких песков следует применять для тяжелого бетона коэффициент К 7 (таблица 42). Для мелкозернистых бетонов при использовании песков с модулем крупности МК = 1,5…2,0 К7 = 1,20.

Таблица 42 ? Значения коэффициента К7 для тяжелого бетона

Класс бетона по прочности при сжатии К7 для песка с МК
1,5…2,1 < 1,5
В 15 и менее 1,0 1,03
В 20…В 25 1,03 1,06
Более В 25 1,05 1,10

По задания МК = 2,5, значит  К7 = 1.

При использовании песков из отсевов от дробления горных пород следует применять коэффициент К8 = 1,03. По заданию песок природный, значит К8 = 1.

Удобоукладываемость бетонной смеси следует принимать в соответствии со способом формования и типом конструкции согласно СНиП 3.09.01-85. Базовые нормы приведены для бетонных смесей с ОК = 1…4 см. При использовании бетонных смесей другой удобоукладываемости вводится коэффициент К 9,   для смесей с ОК = 5…9 см К9 = 1,07, при Ж = 5…10 с – К 9 = 0,93, при Ж = 11…20 с – К 9 = 0,88. В рассматриваемом примере ОК бетонной смеси 4…6 см, поэтому принимаем К 9 = 1,07.

Базовые нормы предусматривают применение бетонной смеси с температурой не выше 25 оС, при температуре 25…30 оС  вводится коэффициент К10 = 1,03, при температуре > 30 оС – К 10 = 0,88. Принимаем К 10 = 1.

При изготовлении преднапряженных ЖБК с отпуском натяжения арматуры на горячий бетон вводится коэффициент К 11 = 1,08. Принимаем К 11 = 1

Таким образом, исходя из условия обеспечения прочности бетона базовая норма расхода цемента Ц б = 420 кг, а корректирующий коэффициент К = 0,92. 1,02. 0,93. 1. 1. 1,03. 1. 1. 1,07. 1. 1 = 0,96, следовательно элементная норма расхода цемента Ц э1 = 420. 0,96 = 403 кг.

Для изделий и конструкций, к бетонам которых предъявляются требования по морозостойкости и водонепроницаемости типовые элементные нормы, на которые не распространяется корректирующий коэффициент, приведены в таблице 43.

Таблица 43 ? Типовые элементные нормы расхода цемента для бетона
с нормируемыми требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости

Консистенция бетонной смеси Элементные нормы расхода цемента ,кг, для марок бетона по
морозостойкости F, циклы водонепроницаемости
ОК, см Ж, с. ? 75 150 200 300 ? 400 W 2 W 4 W 6 ? W8
5…9 260 300 370 400 455 300 330 400 455
1…4 240 280 340 380 430 280 310 380 430
5-10 220 260 325 360 405 260 290 360 405
11-20 210 245 300 335 385 245 270 335 385

По заданию марка бетона по морозостойкости F 200, следовательно элементная норма расхода цемента из учета обеспечения морозостойкости Ц э2 = 370 кг. Из определённых элементных норм окончательной считается наибольшая, то есть Ц э1 = 403 кг. С этой нормой сравнивается  расчётный расход цемента Ц р = 446 кг. Если он не превышает базовую элементную норму, то можно для дальнейших действий принять расчётный расход цемента.

Если же расчетный расход цемента выше базовой элементной нормы (в данном случае 446 > 403),то необходимо предусмотреть одно или несколько мероприятий по снижению расчетного расхода цемента:

? повысить марку цемента в пределах рекомендаций (таблица 44) для бетона данного класса по прочности при сжатии;

Таблица 44 – Рекомендуемые марки цементов для  бетона

Класс (марка) тяжелого бетона по прочности Рекомендуемые и допускаемые марки цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях
естественных ТВО при отпускной прочности,

% проектной

рекомендуемые допускаемые 70 и менее 80 и более
рекомендуемые допускаемые рекомендуемые допускаемые
В 7,5 (М 100) 300 300
В 10   (М 150) 300 400 300 400 400 300
В 12,5(М150) 300 400 300 400 400 300, 500
В 15   (М 200) 400 300, 500 400 300, 500 400 300, 500
В 20  (М 250) 400 300,500 400 300,500 400 300, 500
В 22,5(М 300) 400 500 400 500 500 400
В 25  (М 350) 400 500 400 500 500 400
В 30  (М 400) 500 400, 550 500 400, 550 500 400, 550
В 35  (М 450) 500 550 500 550 500 550
В 40  (М 500) 500 550 500 550 550
В 45  (М 600) 550 550

? ввести в состав бетонной смеси пластифицирующую добавку в количестве до 0,2 % на сухое вещество от массы цемента, что позволяет уменьшить количество воды затворения на 10…15 % при неизменной удобоукладываемости бетонной смеси; так как расход цемента рассчитывался как произведение Ц/В на В, то снижение количества воды затворения (В) уменьшит расход цемента без снижения прочности бетона;

? ввести в состав бетонной смеси добавку суперпластификатор типа С-3, её дозировка 0,5 % от массы цемента позволяет снизить количество воды затворения на 15 %, дозировка 0,75 % – на 20 %, дозировка 1,0 % – на 25 % без изменения удобоукладываемости бетонной смеси;

? использовать тонкодисперсную золу-унос тепловых электростанций, отвечающую требованиям ГОСТ 25818, для замены части  цемента; при использовании портландцемента золой может быть заменено до 30 % цемента, а для бетона на шлакопортландцементе равнопрочность обеспечивается при замене до 20 % цемента;

? ввести в состав бетонной смеси 6…10 % добавки микрокремнезёма, что снижает расход цемента до 25 % при повышении водопотребности смеси на 8…10 л на 1 м3 бетонной смеси без снижения прочности бетона.

Для обеспечения марки бетона по морозостойкости F 200 принимаем использование добавки ЩСПК в количестве 0,2 % от массы цемента, что позволяет уменьшить количество воды затворения на 10 %. Тогда откорректированный расход воды составит:

В о = 201. 0,9 = 181л.

Отсюда откорректированный расход цемента:

Ц о = 181. 2,219 = 401 кг.

5 Расход сухой добавки ЩСПК: Д = 401. 0,002 = 0,8 кг.

Обычно при приготовлении бетонной смеси для равномерного распределения небольших порций добавок их используют в виде водных растворов рабочей концентрации, которые смешивают с водой затворения. Расход раствора добавки рабочей концентрации  (А) в л на 1 м3 бетонной смеси:

А = ЦС/КПл,                     (33)

где Ц – расход цемента, кг на 1 м3 бетонной смеси; С – дозировка добавки, % от массы цемента; К – концентрация рабочего раствора добавки, принимаем 2 %; Пл – плотность рабочего раствора добавки, кг/л (таблица 45).

Таблица 45 ? Дозировки добавок и плотности их водных  растворов при 20 оС

Добавка,

(% от массы цемента)

Плотность кг/л растворов добавок при концентрации
1% 2% 3% 4% 5%
С-3 (0,3…0,8) 1,007 1,010 1,013 1,017 1,020
ЛСТМ-2 (0,15…0,25) 1,006 1,008 1,012 1,016 1,021
ЛСТ (0,15…0,25) 1,004 1,009 1,013 1,017 1,021
ЩСПК (0,20…0,35) 1,003 1,006 1,015 1,024 1,031
СНВ (0,01…0,02) 1,003 1,005 1,009 1,012 1,015

А = 401. 0,2/2. 1,006 = 39,9 л.

Количество воды, которое вводится с раствором добавки рабочей концентрации: В д = А. Пл(1 – 0,01К) = 39,9. 1,006(1 – 0,01. 2) = 40,1. 0,98 = 39,3л, а количество отдельно дозируемой  воды В н = В о – В д = 181 – 39,3 = 141,7 л

6 Определение абсолютного объёма заполнителей

Так как ввели воздухововлекающую добавку, которая обеспечивает наличие в бетонной смеси 4 % по объёму (40 л), равномерно распределённых пузырьков воздуха, то объём бетонной смеси будет 1000 л – 40 л = 960 л):

V з = 960 – Ц/ –В/ = 960 – 401/3,0 – 181/1,0 = 645 л.        (34)

7 Определение доли песка в смеси заполнителей

Долю песка в смеси заполнителей по абсолютному объёму (r) выбираем в зависимости от расхода цемента и наибольшей крупности щебня по таблице 46.

Таблица 46 ? Доля песка в смеси заполнителей r

Расход цемента, кг на 1 м3 бетона Величина r при наибольшей крупности щебня, мм
10 20 40
200 0,45 0,42 0,39
300 0,42 0,39 0,36
400 0,39 0,36 0,33
500 0,36 0,33 0,30
600 0,33 0,30 0,27

Примечания:

1 Таблица составлена для песка с МК = 2, при увеличении (уменьшении) МК на 0,5 доля песка увеличивается (уменьшается) на 0,03.

2 При использовании гравия доля песка уменьшается на 0,05.

3 Для жестких бетонных смесей Ж > 20 с доля песка уменьшается на 0,04, при подвижных бетонных смесях с ОК не менее 10 см доля песка увеличивается на 0,04.

По заданию наибольшая крупность щебня 20 мм, а расход цемента составляет 401 кг, следовательно, величина r по таблице 40 находится в пределах 0,36…0,33 и  по линейной интерполяции r = 0,36, а с учетом примечания «а» так как МК = 2,5, то величина r = 0,36 + 0,03 = 0,39.

8 Количество мелкого заполнителя (песка) рассчитывают по формуле:

П = V з*. r*. = 645. 0,39. 2,65 = 667 кг,            (35)

а количество крупного заполнителя (щебня):

Щ = V з. (1–r) . = 645. 0,61. 2,60 = 1023 кг.        (36)

Исходный расчетный (номинальный) состав, установленный для сухих материалов, выражают двумя способами:

а) в виде расходов материалов по массе на 1м3 уложенной и уплотнённой бетонной смеси:

цемент                             =   401 кг,

песок                               =    667 кг,

щебень                            =  1023 кг,

сухая добавка ЩСПК    =        0,8 кг,

вода                                  =   181 л.

б) в виде отношения по массе между цементом, песком, крупным заполнителем (принимая расход цемента за единицу) с указанием Ц/В:

Ц/Ц = П/Ц = Щ/Ц = 1:1,66:2,55 при Ц/В = 2,219.

Расчетная средняя плотность уложенной и уплотнённой бетонной смеси подсчитывается как сумма расходов всех компонентов по массе:

? = Ц + П + Щ + В + Д = 401 + 667 + 1023 + 181 + 0,66 = 2272,66 кг/м3.      (37)

Исходный расчётный состав бетона проверяют и при необходимости корректируют в пробных лабораторных замесах. Главным условием при этом является обеспечение заданной марки бетонной смеси по консистенции, марки (класса) бетона по прочности и марки по морозостойкости.

Производственный состав определяется с учетом влажности заполнителей, которая может изменяться в зависимости от условий и длительности хранения. При этом количество влажных заполнителей увеличивается настолько, чтобы содержание сухого материала равнялось расчетному количеству, а масса вводимой в замес воды уменьшалась на величину, равную содержанию воды в заполнителях. Следовательно, Ц/В и средняя плотность бетонной смеси не изменяются.

П 1 = П(1 + ? п /100) = 667(1 + 4/100) = 667 + 27 = 694 кг,        (38)

Щ 1 = Щ(1 + ? щ /100) = 1023(1 + 4/100) = 1023 + 41 = 1064 кг,     (39)

В 1 = 181 – 27 – 41 = 113 л.

Производственный состав 1 м3 бетонной смеси на влажных заполнителях:

Цемент                               =  401 кг

Песок                                 =  694 кг

Щебень                              = 1064 кг

Раствор добавки ЩСПК   =    39,3 л

Вода                                   =     73,7 л.

Средняя плотность бетонной смеси 2272,66 кг/м3.

Так как объём бетоносмесителя чаще всего таков, что выход готовой бетонной смеси не равен 1 м3, то для определения дозировки материалов на один замес необходимо производственный состав бетонной смеси пересчитать в соответствии с вместимостью бетоносмесителя. В новых моделях бетоносмесителей вместимость их барабана указывается в литрах готовой бетонной смеси Vзам, например 330, 800, 1600 л. В старых моделях вместимость бетоносмесителя указывается по суммарному объёму загружаемых сухих компонентов – заполнителе1 и цемента, например 250, 500, 1200, 2400 л.

При использовании новых моделей бетоносмесителей для составления дозировки материалов на замес необходимо количество каждого компонента из производственного состава  (на 1000 л) пропорционально пересчитать на объём готового замеса, например на 800 или 1600 л.

Если используются старые модели бетоносмесителей, то  следует определить первоначально коэффициент выхода бетонной смеси для номинального состава при сухих заполнителях:

0,71.           (40)

Зная , определяется объём бетонной смеси, изготовляемой за один замес бетоносмесителя. При вместимости бетоносмесителя по загрузке 500 л он будет равен: 0,500. 0,71 = 0,355 м3. Умножим массу каждого компонента производственного состава на объём одного замеса, получим дозировку материалов на один замес бетоносмесителя:

Цемент               = 401. 0,355    = 142 кг,

Песок                 = 694. 0,355    = 246 кг,

Щебень              = 1064 . 0,355 = 338 кг,

Раствор ЩСПК = 39,3 . 0,355  =   13,9 л,

Вода                  =  73,7. 0,355   =   26,2 л.

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .