Определение состава бетона
Состав бетона должен обеспечивать заданные свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона при минимальном расходе цемента как наиболее дорогостоящего компонента.
Исходные данные для определения состава содержатся в техническом проекте строительства и включают, как минимум, два требования: проектную марку (или класс) бетона по прочности и заданную условиями работ удобоукладываемость бетонной смеси. В некоторых случаях главными могут стать требования по морозостойкости, водонепроницаемости или химической стойкости бетона.
Состав выражают в виде расхода цемента, воды, мелкого и крупного заполнителей на 1 м3 уплотненного бетона. Чтобы найти эти данные, используют следующие основные зависимости.
Количество воды затворения В, необходимое для получения бетонной смеси с заданной удобоукладываемостью, определяют по справочным данным.
Цементно-водное отношение, которое обеспечивает проектную прочность бетона, вычисляют по формуле.
Расход цемента находят с учетом уже известных значений В и Ц/В: Ц = В(Ц/В).
Если расход цемента оказывается меньше допускаемого по нормам, то его увеличивают, сохраняя расчетное значение Ц/В.
При этом уточняют расход воды. В соответствии с требованиями норм минимальный расход цемента допускается в бетонных конструкциях 200 кг/м3, в железобетонных — 220 кг/м3. Чтобы обеспечить плотность бетона, предназначенного для работы в агрессивных средах, минимальный расход цемента принимают равным 250 кг/м3.
Расход крупного и мелкого заполнителей определяют, исходя из следующих положений:
объем плотноуложенного, т.е. не имеющего воздушных пустот бетона, принимаемый равным 1 м3 или 1000 л, слагается из объема зерен мелкого и крупного заполнителей и объема цементного теста, заполняющего пустоты между ними; межзерновые пустоты в крупном заполнителе должны быть заполнены цементно-песчаным раствором с учетом некоторой раздвижки зерен.
Расчетный состав бетона выражают в виде расхода компонентов в кг на 1 м3 бетона. Сумма расходов компонентов численно равна средней плотности бетонной смеси. Рассчитанный состав проверяют путем пробного затворения бетона и вносят коррективы для достижения заданной удобоукладываемости бетонной смеси. Из бетонной смеси изготовляют контрольные образцы, которые после твердения по заданному режиму испытывают на прочность. Если полученная при испытании образцов прочность бетона отличается от заданной более чем на 15 %, то изменяют Ц/В в большую или меньшую сторону.
Окончательно определенный лабораторный состав бетона, полученный для сухих материалов, пересчитывают на рабочий (полевой) состав, в котором учтена влажность заполнителей. Для этого рассчитывают количество воды, содержащейся во влажных заполнителях.
При определении состава бетонной смеси для транспортирования бетононасосами в первую очередь обеспечивают ее удобоперекачиваемость. Предварительно назначают несколько соотношений между песком и крупным заполнителем. Изготовляют пробные замесы с минимальным расходом цемента и осадкой конуса. Постепенно добавляя цементное тесто, определяют удобоперекачиваемость смеси. Оптимальным будет состав, который позволяет получать удобоперекачиваемую бетонную смесь и требуемую прочность бетона при наименьшем расходе цемента.
Для оценки удобоперекачиваемости в построечных условиях проверяют способность бетонной смеси всасываться без расслоения под воздействием атмосферного давления из приемного бункера в транспортные цилиндры бетононасоса.
Таким образом, при тщательно подобранном зерновом составе заполнителей расход цемента в бетонной смеси, подаваемой бетононасосами, практически не отличается от расхода цемента в смесях такой же подвижности, укладываемых другими механизмами.