2. Назначение удобоукладываемости смеси
Повышение жесткости бетонной смеси всегда дает экономию цемента, но требует для уплотнения более мощного формовочного оборудования или увеличения продолжительности уплотнения. Поэтому удобоукладываемость смеси выбирают по табл. 2 и окончательно устанавливают пробным бетонированием, добиваясь применения максимально жестких для данных условий смесей.
Таблица 2
Рекомендуемая удобоукладываемость смеси
Марка смеси
|
Вид изделия и методы изготовления
|
Удобоукладываемость
|
монолитные
|
сборные
|
осадка стандартного конуса, см
|
жесткость, с
|
Ж4
|
-
|
Вибропрокат, роликовое прессование, элементы, формуемые с немедленной распалубкой.
|
0
|
31 и более
|
Ж2, Ж3
|
Подготовка под фундаменты и основания дорог и полов
|
Кольца канализационные, блоки щелевые, пустотелые элементы перекрытий, бордюрные камни, фундаментные башмаки, формуемые роликовым формованием, на вибрационных площадках и т.п.
|
0
|
21 - 30
|
Ж1, Ж2
|
Массивные неармированные и слабоармированные конструкции (фундаменты, полы, подпорные стенки), покрытие дорог и аэродромов
|
Колонны, сваи, балки, плиты, лестничные марши, фермы, трубы, формуемые на виброплощадке, двухслойные наружные стеновые панели
|
0
|
5 - 10
|
П1, П2
|
Плиты, балки, колонны большого и среднего сечений, бетонируемые на месте, конструкции, выполняемые подводным бетонированием
|
Тонкостенные конструкции сильно насыщенные арматурой, формуемые на виброплощадках или в кассетных установках
|
1 - 9
|
4 и менее
|
П3, П4
|
Тонкостенные конструкции сильно насыщенные арматурой (тонкие стенки, бункера, силосы, тонкие колонны, арочные и балочные мосты, опорные части)
|
-
|
10 и более
|
-
|
3. Определение водопотребности смеси
По графику (рис. 1) находят водопотребность бетонной смеси Вс и корректируют ее по формуле
В = Кд(Вс + Вз), (1)
Кд - коэффициент, учитывающий вид добавки (при использовании пластификаторов Кд = 0,9, в случае суперпластификаторов Кд = 0,8); Вз - поправка на вид и крупность заполнителя (если вместо щебня используется гравий с НК = 40 мм, то Вз = -10 л, в случае когда НК = 20 мм, то Вз = 12 л, при НК = 10 мм В3 = 24 л, а при НК = 80 мм, Вз = -12 л).
Рис. 1. График для определения водопотребности смеси (жесткость определяется по техническому вискозиметру)
Рис. 2. График для определения водоцементного отношения
4. Определение водоцементного отношения
Водоцементное отношение находится по графику (рис. 2) или по формуле
В/Ц =(Rц/Rб)·(0,6 - 0,0014В) + 0,09. (2)
В случае если в составе бетонной смеси присутствуют гравий или мелкий песок, значение водоцементного отношения, полученное по графику (рис. 2) или из формулы (2), следует умножать на 0,9, для пропариваемого бетона - на 0,7.
Назначая водоцементное отношение, следует учитывать предельное значение В/Ц, определяемое по табл. 3 в зависимости от условий последующей эксплуатации бетона;
С целью экономии цемента его активность следует назначать в зависимости от требуемой марки бетона, принимая соотношение Rц/Rб = 1,5…2.
Таблица 3
Максимальное значение В/Ц для бетонов различных условий службы
Условия эксплуатации
|
Железобетонные конструкции
|
Бетонные и малоармированные массивные конструкции
|
морская вода
|
пресная вода
|
морская вода
|
пресная вода
|
1. В подводных частях:
|
|
|
|
|
напорные сооружения
|
0,55
|
0,6
|
0,6
|
0,65
|
безнапорные сооружения
|
0,6
|
0,65
|
0,65
|
0,65
|
2. В зоне переменного горизонта воды:
|
|
|
|
|
в суровом климате
|
0,5
|
0,55
|
0,55
|
0,6
|
в умеренном
|
0,53
|
0,57
|
0,57
|
0,62
|
в мягком
|
0,55
|
0,6
|
0,6
|
0,65
|
3. В надводных частях, иногда омываемых водой
|
0,65
|
0,65
|
0,7
|
0,7
|
5. Определение расхода цемента
Расход цемента определяется по формуле
Ц = В/ (В/Ц). (3)
Если приходится применять цемент более высокой активности, то целесообразно вводить его в бетон в меньшем количестве, дополнив инертными или активными минеральными добавками (каменная мука, лёсс, трепел, зола, шлак и т.п.) в количестве
Д = [(Rц - 1,5Rб)/Rц] 100 %. (4)
Рис. 3. График для определения максимальной плотности смеси сухих заполнителей
6. Определение расхода заполнителей
Абсолютный объем заполнителей в 1 м3 бетона
 = 1000 - (В + Ц/rц + b), (5)
где rц - плотность цемента, кг/л; b - остаточный объем воздуха в уплотненной смеси (b - 20 л, если в смесь не вводятся воздухововлекающие добавки; если вводятся - b = 50 л).
По графику на рис. 3 или экспериментально определяют максимальную плотность смеси сухих заполнителей dm и соотношение между мелким М и крупным К заполнителями rm, при котором достигается dm (rm обычно находят в интервале 0,5…0,7, a dm = 6,77…0,85).
Подсчитываются оптимальные r0 и r3:
r0 = (2 - 1000dm / )rm; (6)
ρЗ = (ρк + r0 ρm)/(1 + r0); (7)
а затем расход крупного и мелкого заполнителей
К = ρЗ / (1 + r0); (8)
М = Кr0. (9)
При определении r0 по формуле (6) принимаем выражение 1000dm / ³ 1. Если оно окажется меньше, то цементного теста будет недостаточно для заполнения пустот в смеси заполнителей. Из полученного выражения находим , по формулам (3) и (5) определяем расход воды и цемента, которые обеспечат заполнение пустот в смеси заполнителей цементным тестом. По формуле (5) рассчитываем и, принимая r0 = rm, находим К и М по формулам (8) и (9). При этом, обеспечивая плотный бетон, расход цементного теста уменьшать нельзя, если даже прочность превысит заданную. Для ее снижения и экономии вяжущего лучше вводить добавку, количество которой можно подсчитать по формуле (4) или применить вяжущее более низкой активности.
7. Корректировка состава бетона
Выбранное соотношение компонентов подлежит обязательной проверке. Для этого приготовляется пробный замес и определяется его удобоукладываемость. Если окажется, что она не соответствует заданной, состав корректируется. Для этого на рис. 1 наносят точку с координатами: «расход воды» - «удобоукладываемость»; через нее проводят прямую, параллельную имеющейся. Эта прямая определит В = f (Ж, ОК) для фактически примененных материалов. Расход воды принимают по этой линии против требуемого значения удобоукладываемости. Затем по формулам (3), (8), (9) подсчитывают Ц, К и М. Вновь контролируют удобоукладываемость смеси. Если она соответствует заданной, то формуют контрольные образцы и определяют фактическое воздухосодержание уплотненной смеси по формуле
bср = (1 - r /r ) 1000 = (1 - Кц) 1000, (10)
где r - средняя плотность бетонной смеси, определяемая непосредственным измерением;
r = (В + Ц + М + К) / (В + Ц/rц + М/rм + К/rк). (11)
Корректировка состава из-за несоответствия воздухосодержания проводится после испытания образцов на прочность и лишь в тех случаях, когда ее фактическая величина превысит принятую в расчетах по формуле (5) более чем на 10 л, тогда в формулу (5) подставляют ее фактическую величину из формулы (9) и по формулам (6), (8) находят расход остальных компонентов.
После выдерживания образцы бетона испытывают на прочность. Величины разрушающих нагрузок Р и площадей рабочих сечений образцов записывают в журнал испытаний. Рабочую площадь сечения образцов F определяют по результатам измерения как среднее арифметическое значение площадей двух противоположных граней, перпендикулярных слоям укладки бетона.
Прочность бетона на сжатие Rб, МПа (ГОСТ 10180-78), вычисляют для каждого образца по формуле
Rб = aР / F, (12)
где а - масштабный коэффициент прочности бетона (при ребре куба 7 см а = 0,85; при 10 см - a = 0,91; при 15 см - а = 1; при 20 см - а = 1,05; при 30 см - а = 1,1.
Если окажется, что прочность не соответствует требуемой (разрешается отклонение до 15 %), то уточнение производят по полученному результату, который точкой наносят на график 2 против принятого для замеса В/Ц. Через нее проводят прямую, параллельную имеющимся. Она выразит Rб = f(В/Ц) для фактически примененных материалов. Против значения прочности на ней l,075R находят искомое значение В/Ц. Его можно также подсчитать по формуле
В/Ц = Rб(В/Ц - 0,09) / 1,075R - 0,09. (13)
После того как найдено требуемое значение В/Ц по формулам (3) - (9), подсчитывают состав бетона, приготовляют контрольный замес, по которому заново проверяют все параметры бетона.
|
