Расчет состава бетонной смеси

Исходные данные, необходимые для расчета:

1) R_б/R_ц = 0, 4 – 0, 6 или R_ц ≈ 2R_б

ОК (осадка конуса)

3) Модуль крупности песка, М_к

Наибольшая крупность щебня

ρ _ц = 3, 1 кг/дм³

ρ _к = 2, 7 кг/дм³

ρ _п = 2, 65 кг/дм³

ρ _в = 1 кг/дм³

ρ _нк = 1, 53 кг/дм³

ρ _нп = 1, 55 кг/дм³

ρ _нц = 1, 3 кг/дм³

Для обычных бетонов:

R_б = AR_ц(ц/в – 0, 5)

Где

в/ц = 0, 4 – 0, 7

R_б – требуемая прочность бетона, кгс/см²

R_ц- Марка или активность цемента, кгс/см²

А – Коэффициент, зависящий от качества заполнителей:

А = 0, 65 для высококачественных заполнителей

А = 0, 6 для рядовых заполнителей

А = 0, 55 для заполонителей низкого качества

R_б = AR_ц(ц/в – 0, 5)

→ R_б/АR_ц = ц/в – 0, 5

→ R_б/АR_ц + 0, 5 = ц/в

→ (R_б + 0, 5 R_ц): АR_ц = ц/в

→ в/ц = АR_ц: (R_б + 0, 5 R_ц) -------- (1)

Для высокопрочных бетонов:

R_б = АR_ц + (ц/в + 0, 5)

Где

в/ц > 0, 4

А = 0, 43 - для высококачественных заполнителей

А = 0, 4 - для рядовых заполнителей

→ в/ц = АR_ц : (R_б - 0, 5 R_ц)

В_табл - расход воды, определяемый по таблице

В_п - водопотребность песка по рисунку.

Расход воды В (кг) рассчитывают вводя поправку на водопотребность песка:

В = В_табл + (В_п – 0, 7)× 5 --------------- (2)

Данная формула учитывает изменение расхода воды при использовании песков с водопотребностью, отличающейся от 7% (поправка на расход воды в бетонной смеси состаляет 5 кг на каждый процент изменения водопотребности песка)

Ц = В/(в/ц) ------------------ (3)

Если расход цемента на 1 м³ бетона окажется меньше допускаемого (табл. 5), то следует увеличить его до требуемой нормы, при этом сохранив прежнее в/ц. Расход воды при этом пересчитывают, исходя из увеличенного расхода цемента.

Расход заполнителей определяют, принимая во внимание следующее:

а) Объем плотно уложенного бетона, принимаемый в расчете равным 1 м³ или 1000 л, без учета воздушных пустот, слагается из объема зерен мелкого и крупного заполнителей.

Это выражается уравнением абсолютных объемов:

(ц/ρ _ц) + (в/ρ _в) + (п/ρ _п) + (К/ρ _к) = 1000 --------------- (4)

б) Пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены

цементно- песчаным раствором с некоторой раздвижкой зерен:

(ц/ρ _ц) + (в/ρ _в) + (п/ρ _п) = (К/ρ _{н× к}) × α _к× К_{р× з} ------------- (5)

Где

ц, в, п, к - расходы цемента, воды, песка и крупного заполнителя (кг)

ρ _ц, ρ _к, ρ _п, ρ _в - плотность этих материалов (кг/дм³)

ρ _{н× к} - насыпная плотность крупного заполнителя (кг/дм³)

α _к - пустотность крупного заполнителя в насыпном состоянии в долях

единицы объема, вычисляя по формуле:

α _к = 1 – (ρ _{н× к}/ ρ _к)

К_{р× з} - безразмерный коэффициент раздвижки зерен крупного заполнгителя

цементно – песчаным раствором.

Решая совместно уравнения (4) и (5),

получим формулы для определения расхода крупного заполнителя (К, кг):

К = 1000 / ((α _к × К_{р× з})/ ρ _{н× к} + 1/ρ _{н× к} ------------------ (6)

и песка (П, кг):

П = (1000 – ((ц/ρ _ц) + (в/ρ _в) + (К/ρ _к)))× ρ _п

Значение коэффициента раздвижки зерен в формуле (6) находится с учетом заданного показателя удобоукладываемости бетонной смеси. Если смесь жесткая, К_{р× з} принимают равным 1, 05 …. 1, 15, а в среднем 1, 1. Чем больше показатель жесткости Ж, тем меньшим должно быть значение К_{р× з}.

1 кг/м³ = 1/10³ кг/дм³

→ 2700 кг/м³ = 2700 × 1/10³ кг/дм³ = 2, 7 кг/дм³

Для пластичных бетонных смесей, характеризуемых осадкой конуса ОК,

значения К_{р× з} определяют в зависимости от объема песка. Вначале рассчитывают абсолютный объем цементного теста V_цт по формуле:

V_цт = ц/ρ _ц + ц/ρ _{в ----------------------} (8)

Далее по рис находят начальные значения коэффициента раздвижки К_{р× з} и корректируют его с учетом водопотребности песка:

К_{р× з} = К’_{р× з}+ (7 –В_п) × 0, 03

На этом заканчивается расчет начального состава бетона. Расходы цемента, воды, крупного и мелкого заполнителя записывают отдельно.