Значения коэффициента А

(3)

Ц=В/(В/Ц)

Количество щебня находят при совместном решении уравнений (4) и (5), а песка - по разности из уравнения (4).

Ц/r_ц + П/r_п + Щ/r_щ + В/r_в = 1000, (4)

Ц/r_ц + П/r_п + В/r _b = (a ´ К_р.з. ´ Щ)/r_н.щ, (5)

где Ц, В, П, Щ - масса цемента, воды, песка, щебня в кг. на 1 м³ бетона; r_ц, r_п, r_щ - плотность цемента, песка, щебня в кг/дм³; a - пустотность щебня в долях единицы; r_н.щ - насыпная плотность щебня, кг/дм³; К_р.з. - коэффициент раздвижки зерен щебня.

Первое уравнение основано на том, что сумма абсолютных всех составных частей бетона (в л.) равна 1000 л. в уплотненном состоянии без учета вовлеченного воздуха.

При составлении второго уравнения исходили из того, что объем цементно-песчаного раствора в бетоне должен быть в принципе равен объему пустот в щебне.

.

Коэффициент раздвижки зерен щебня (К_р.з.) показывает избыток растворной части против необходимого ее количества для заполнения пустот в щебне или гравии и находят графически (рис. 41) в зависимости от объема цементного теста V_ц.т = V_ц + V_в.

Рис.41. Влияние коэффициента раздвижки зерен крупного

заполнителя на структуру бетона: а - К_р.з = 1; б - К_р.з > 1, 0

Решая совместно уравнения (4) и (5), получаем формулу для определения количества щебня.

Щ = 1000/(a´ К_р.з/r_нщ + 1/r_щ). (6)

Масса песка составляет

П = (1000 - (Ц/r_ц + Щ/r_щ + В/r_в)) ´ r_п. (7)

Если заполнители влажные, то для перехода от лабораторного состава к рабочему (полевому) делается перерасчет состава с учетом влажности заполнителей.

Исходя из влажности определяют количество воды, содержащейся в заполнителях.

В_п = П ´ W_п/100 (8)

В_щ = Щ ´ W_щ/100, (9)

где В_п, В_щ - количество воды, содержащейся в песке и щебне, кг; П, Щ - расход сухих песка и щебня на 1 м³ бетона, кг; W_п, W_щ - влажность песка и щебня, %.

В заполнителях воды содержится

В_зап = В_п + В_щ. (10)

Расход влажных песка и щебня определяют по формулам:

П₁ = П(1 + W_п/100), кг (11)

Щ₁ = Щ(1 + W_щ/100), кг. (12)

Тогда расход воды на 1 м³ бетона составит

В₁ = В - В_зап. (13)

Расчет состава бетона проверяется на пробном замесе. Объем пробного замеса зависит от количества изготовляемых образцов. При изготовлении трех образцов 15х15х15 см объем составит 12 л, или 10х10х10 см объем составит 3 л.

При изготовлении пробного замеса корректируется состав, исходя из заданной подвижности или жесткости бетонной смеси.

Если подвижность бетонной смеси пробного замеса получится меньше заданной, то добавляют воду и цемент равными долями, не изменяя водоцементного отношения.

Если подвижность бетонной смеси в пробном замесе получается больше заданной, то в тот же замес добавляют песок и щебень, не меняя отношения п/щ. Однако не рекомендуется добавлять исходные материалы более, чем по 10% от первоначальных величин. Если при добавке 10% не получается требуемая подвижность, делается перерасчет состава бетона с изменением количества цемента и воды.

Из откорректированной бетонной смеси готовят контрольные образцы и затем их испытывают.

Для определения прочности бетона образцы, после их изготовления хранят одни сутки в формах, покрытых влажной тканью в помещении с температурой +20⁰С, после чего их вынимают из форм, маркируют и выдерживают до момента испытания в камере нормального твердения при 20 °С и относительной влажности воздуха 95-100%. Марка бетона по ГОСТу определяется через 28 суток на образцах - кубах. За эталон принимают куб размером 15х15х15 см. При использовании образцов других размеров производится перерасчет прочности бетона, т.к. на прочность бетона оказывает влияние масштабный эффект, зависящий от размера испытываемых образцов.

Если испытывают бетон раньше, чем через 28 суток, то для определения марки бетона пользуются логарифмической зависимостью, по которой

R_n = R₂₈ ^. (Lgn/Lg28), отсюда (14)

R₂₈ = R_n ^. (Lg28/Lgn), (15)

где R_n - предел прочности бетона при сжатии в любом возрасте; R₂₈ - предел прочности бетона при сжатии в возрасте 28 суток; Lgn - десятичный логарифм срока испытаний в сутках.

Эта формула дает удовлетворительные результаты при n ³ 3.

Если фактическая прочность бетона при сжатии отличается от заданной более чем на 15%, то следует внести коррективы в состав бетона, для повышения прочности увеличить расход цемента, для понижения прочности - уменьшить.

Из вновь рассчитанной смеси изготовляют образцы и испытывают их.

Полученные результаты заносят в таблицу40.

Таблица 40

Лабораторная работа № 22