Расчет состава бетонной смеси

 

Исходные данные, необходимые для расчета:

 

 

 

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

 

2) Ок (осадка конуса)

 

3) Модуль крупности песка, Мк

 

4) 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

                

                     

              10³ кг/м³ = 1 кг/дм³ = 1 г /см³                 

 

 

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.