5018
.pdf
20
где Rб – класс бетона, МПа; Rц – активность или марка цемента, МПа; А и А1 – коэффициенты, учитывающие качество материалов, определяют по табл. П 2.1.
Таблица П 2.1
Значение коэффициентов А и А1
Качество заполнителей и цемента |
А |
А1 |
Высококачественные |
0,65 |
0,4 |
Рядовые |
0,6 |
0,4 |
Пониженного качества |
0,55 |
0,3 |
Для получения заданной прочности бетона и экономного расходования цемента необходимо, чтобы его марка по возможности превышала требуемую прочность бетона. Марку цемента выбирают по табл. П 2.2.
Таблица П 2.2 Рекомендуемая марка цемента для проектируемого бетона
Прочность или класс бетона, МПа |
10 |
15 |
25 |
30 |
40 |
50 |
Марка цемента, кг/м2 |
300 |
400 |
400 |
500 |
600 |
600 |
2. Определение расхода воды.
По табл. П 2.3 определяют необходимую консистенцию бетона для данной конструкции: осадку конуса и показатель жесткости (т.е. принимают среднее значение).
Расход воды на 1 м3 бетонной смеси ориентировочно определяют по табл. П 2.4, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси, принятой по табл. П 2.3, с учетом вида и крупности зерен заполнителя.
Таблица П 2.3 Значение подвижности и жесткости бетонной смеси
для различных бетонных и железобетонных конструкций
Вид конструкций, изделий |
Осадка |
Показатель |
и методы их изготовления |
конуса, см |
жесткости, с |
Монолитные конструкции |
50−60 |
|
Подготовка под фундаменты и основа- |
0 |
|
21 |
|
|
|
|
Показатель |
Вид конструкций, изделий |
Осадка |
|
и методы их изготовления |
конуса, см |
жесткости, с |
ния дорог |
|
|
Полы, покрытия дорог, массивные не- |
0−2 |
25−35 |
армированные конструкции |
||
Массивные армированные конструкции, |
|
|
колонны большого сечения, армируе- |
2−4 |
15−25 |
мые на месте |
||
Мосты, опорные части |
5−8 |
10−15 |
Бункеры, силосы, тонкие колонны |
4−6 |
10−15 |
Сборные бетонные и железобетонные изделия |
||
Канализационные колодцы |
0 |
80−100 |
Стеновые блоки, формуемые на вибро- |
|
|
площадках |
2−4 |
15−25 |
Тонкостенные (непустотелые) сильно- |
|
|
насыщенные арматурой конструкции |
2−6 |
15−20 |
Конструкции, особо насыщенные арма- |
|
|
турой (более 1 %) |
4−8 |
10−15 |
3. Определение расхода цемента.
Расход цемента (кг) на 1 м3 бетона вычисляют по уже известному водоцементному отношению и определенному по табл. П 2.4 расходу воды:
Ц = В: В
Ц.
Таблица П 2.4 Ориентировочный расход воды на 1 м3 бетонной смеси
Удобоукладываемость |
Расход воды, кг/м3, |
бетонной смеси |
при крупности заполнителя, мм |
осадка конуса, |
жесткость, с |
10 |
20 |
40 |
70 |
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гравий |
|
|
|
|
9−12 |
– |
|
215 |
200 |
185 |
170 |
6−8 |
– |
|
205 |
190 |
175 |
160 |
3−5 |
– |
|
195 |
180 |
165 |
150 |
1−2 |
– |
|
185 |
170 |
155 |
140 |
– |
30−50 |
|
165 |
160 |
150 |
– |
– |
60−80 |
|
155 |
150 |
140 |
– |
– |
90−120 |
|
145 |
140 |
135 |
– |
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удобоукладываемость |
|
|
Расход воды, кг/м3, |
|
|||
бетонной смеси |
|
при крупности заполнителя, мм |
|||||
осадка конуса, |
жесткость, с |
|
10 |
|
20 |
40 |
70 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
– |
150−180 |
|
135 |
|
130 |
128 |
– |
|
|
|
Щебень |
|
|
|
|
9−12 |
– |
|
230 |
|
215 |
200 |
185 |
6−8 |
– |
|
220 |
|
205 |
190 |
175 |
3−5 |
– |
|
210 |
|
195 |
180 |
165 |
1−2 |
– |
|
200 |
|
185 |
170 |
155 |
– |
30−50 |
|
175 |
|
170 |
160 |
– |
– |
60−80 |
|
165 |
|
160 |
150 |
– |
– |
90−120 |
|
160 |
|
155 |
140 |
– |
– |
150−200 |
|
150 |
|
145 |
135 |
– |
4. Корректировка расхода цемента.
Расход цемента (кг) на 1 м3 бетона зависит от консистенции бетонной смеси и крупности заполнителя.
Если при определении состава бетонной смеси окажется, что расход цемента, требуемый из условия получения заданной прочности, нижеуказанных значений (табл. 6), его необходимо довести до этих минимально допустимых норм по требованию СНиП, для обеспечения требуемой морозостойкости и долговечности проектируемого бетона. В табл. 5 дано деление смесей по консистенции в соответствии с подвижностью бетонной смеси.
Если при определении состава бетонной смеси окажется, что расход цемента, требуемый из условия получения заданной прочности, выше указанных значений (табл. 6), то его применяют далее, как расчетное значение (т.е. корректировка расхода цемента не требуется).
Таблица П 2.5 Классификация бетонных смесей по подвижности
Название смеси |
Осадка конуса, см |
Литые |
более 15 |
Подвижные |
4−15 |
Малоподвижные |
1−3 |
Жесткие |
0−1 |
Особо жесткие |
0 |
23
Таблица П 2.6
Минимальный расход цемента для получения нерасслаиваемой плотной бетонной смеси
|
Минимальный расход цемента, кг/м3, |
|||
Смесь |
при предельной крупности заполнителя, мм |
|||
|
10 |
20 |
40 |
70 |
Особо жесткая |
160 |
150 |
140 |
130 |
Жесткая |
180 |
160 |
150 |
140 |
Малоподвижная |
200 |
180 |
160 |
150 |
Подвижная |
220 |
200 |
180 |
160 |
Литая |
250 |
220 |
200 |
180 |
5. Определение расхода крупного заполнителя.
Расход крупного заполнителя: гравия или щебня (кг) вычисляется по формуле
Щ(Г) = |
|
1000 |
|
|
, |
|
α |
Vп |
+ |
1 |
|
||
|
|
ρнщ |
ρщ |
|||
где ρщ – истинная плотность щебня, кг/л; ρнщ – насыпная плот-
ность щебня, кг/л; α– коэффициент раздвижки зерен (принимают по табл. П 2.7 и назначают в соответствии с рекомендациями, обеспечивающими наиболее разумное соотношение между песком и щебнем, при котором расход цемента оказывается минимальным); Vп – пустотность щебня, определяемая по формуле
|
V |
= |
сщ −снщ |
. |
|
|
|
|
|
||||
|
п |
|
сщ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Таблица П 2.7 |
Расчетные и опытные значения коэффициента α |
||||||
Расход цемента, кг |
|
|
Значение коэффициента α |
|||
|
осадка конуса, см |
жесткость, с |
||||
|
|
5−10 |
1−4 |
40−80 |
||
200 |
|
1,22 |
|
1,18 |
1,10 |
|
250 |
|
1,28 |
|
1,22 |
1,12 |
|
300 |
|
1,34 |
|
1,28 |
1,14 |
|
350 |
|
1,40 |
|
1,34 |
1,16 |
|
24
|
|
|
|
Расход цемента, кг |
Значение коэффициента α |
||
осадка конуса, см |
жесткость, с |
||
|
5−10 |
1−4 |
40−80 |
400 |
1,48 |
1,40 |
1,18 |
500 |
1,60 |
1,48 |
1,20 |
Примечание: для других значений коэффициент б находят интерполяцией
6. Определение расхода мелкого заполнителя.
Расход мелкого заполнителя: песка (кг) вычисляется по формуле
|
|
|
|
Ц |
|
Щ |
|
В |
|
|
|
||||
П = |
1000 |
− |
+ |
+ |
ρ |
п |
, |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
ρ |
|
|
ρ |
|
|
ρ |
|
|
|
||
|
|
|
|
ц |
|
щ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
||||||
где П, Ц, Щ, В – расходы |
песка, |
цемента, |
щебня, воды, кг; |
||||||||||||
ρп, ρц, ρщ, ρв – истинные плотности песка, цемента, щебня, во-
ды, кг/л.
7. Определение теоретической плотности бетонной смеси. Теоретическую плотность бетонной смеси (кг/м3) определя-
ют по формуле
ρб.см = В+ Ц + Щ(Г) + П.
8. Рассчитанный состав бетона выражают в виде соотношения по массе между цементом, песком, щебнем (гравием) с обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента.
Количество цемента принимают за единицу, поэтому соотношение между составными частями бетона записывают в следующем виде:
1 : X : Y при В
Ц= Z ,
25
где 1 = ЦЦ, X = ПЦ, Y = ЩЦ(Г) .
Варианты заданий на проектирование состава бетона
№ варианта |
Тип сооружения |
Класс бетона |
Характеристики заполнителей |
Качество заполнителя |
|
|
|
|
|
1 |
Массивные не- |
В15 |
Песок – крупный: |
низкое |
|
армированные |
|
ρп=2580 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3. |
|
|
|
|
Гравий – крупность 40 мм: |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
2 |
Подготовка под |
В15 |
Песок – средней крупности: |
низкое |
|
фундаменты |
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3. |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 20 мм: |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
3 |
Подготовка под |
В25 |
Песок – средней крупности: |
рядовое |
|
фундаменты |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3. |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 40 мм: |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
4 |
Мосты, опор- |
В15 |
Песок – средней крупности: |
низкое |
|
ные части |
|
ρп=2500 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 20 мм: |
|
|
|
|
ρг=2580 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
5 |
Бункеры |
В25 |
Песок – средней крупности: |
рядовое |
|
|
|
ρп= 2610 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 40 мм: |
|
|
|
|
ρг = 2560 кг/м3, ρнг = 1500 кг/м3 |
|
6 |
Силосы |
В15 |
Песок – крупный: |
низкое |
|
|
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 20 мм: |
|
|
|
|
ρг=3100 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
7 |
Канализацион- |
В25 |
Песок – крупный: |
рядовое |
|
ные колодцы |
|
ρп=2580 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
26
№ варианта |
Тип сооружения |
Класс бетона |
Характеристики заполнителей |
Качество заполнителя |
|
|
|
|
|
8 |
Стеновыебло- |
В15 |
Песок – мелкий. |
рядовое |
|
ки, формуемые |
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
навибропло- |
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
щадках |
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
9 |
Тонкостенные |
В30 |
Песок – мелкий. |
высшее |
|
сильнонасы- |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
щенные арма- |
|
Гравий – крупностью 20 мм. |
|
|
турой конст- |
|
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
|
|
рукции |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Конструкции |
В30 |
Песок – средней крупности. |
высшее |
|
слабонасыщен- |
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
ные арматурой |
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
11 |
Массивные не- |
В25 |
Песок – средней крупности. |
рядовое |
|
армированные |
|
ρп= 2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг = 2600 кг/м3, ρнг = 1500 кг/м3 |
|
12 |
Подготовка под |
В15 |
Песок – средней крупности. |
рядовое |
|
фундаменты |
|
ρп=2500 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2580 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
13 |
Стеновые бло- |
В15 |
Песок – средней крупности. |
низкое |
|
ки, формуемые |
|
ρп=2610 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
на вибропло- |
|
Щебень – крупностью 40 мм. |
|
|
щадках |
|
ρг=2560 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
14 |
Мосты, опор- |
В25 |
Песок – крупный. |
рядовое |
|
ные части |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=3100 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
15 |
Бункеры |
В30 |
Песок – крупный. |
высшее |
|
|
|
ρп=2580 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
16 |
Силосы |
В30 |
Песок – мелкий. |
высшее |
|
|
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
27
№ варианта |
Тип сооружения |
Класс бетона |
Характеристики заполнителей |
Качество заполнителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
17 |
Канализацион- |
В30 |
Песок – мелкий. |
рядовое |
|
ные колодцы |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
18 |
Стеновые бло- |
В25 |
Песок – средней крупности. |
рядовое |
|
ки, формуемые |
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
на вибропло- |
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
щадках |
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
19 |
Тонкостенные |
В15 |
Песок – средней крупности. |
низкое |
|
сильнонасы- |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
щенные арма- |
|
Щебень – крупностью 40 мм. |
|
|
турой конст- |
|
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
|
|
рукции |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
Конструкции |
В25 |
Песок – средней крупности. |
высшее |
|
слабонасыщен- |
|
ρп=2630 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
ные арматурой |
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
21 |
Массивные не- |
В30 |
Песок – средней крупности. |
высшее |
|
армированные |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
22 |
Подготовка под |
В15 |
Песок – средней крупности. |
высшее |
|
фундаменты |
|
ρп=2500 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=2580 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
23 |
Массивные ар- |
В25 |
Песок – средней крупности. |
рядовое |
|
мированные |
|
ρп=2610 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг=2560 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
24 |
Мосты, опор- |
В25 |
Песок – крупный. |
рядовое |
|
ные части |
|
ρп=2530 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Щебень – крупностью 20 мм. |
|
|
|
|
ρг=3100 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
28
№ варианта |
Тип сооружения |
Класс бетона |
Характеристики заполнителей |
Качество заполнителя |
|
|
|
|
|
25 |
Силосы |
В25 |
Песок – крупный. |
рядовое |
|
|
|
ρп=2580 кг/м3, ρнп =1550 кг/м3 |
|
|
|
|
Гравий – крупностью 40 мм. |
|
|
|
|
ρг=2600 кг/м3, ρнг =1500 кг/м3 |
|
Примечание: истинная плотность портландцемента – 3100 кг/м3, насыпная плотность цемента – 1300 кг/м3.
Приложение 3
1. Расчет и проектирование режимов тепловой обработки бетона
Цикл тепловой обработки бетона (режим пропаривания) можно разделить на следующие этапы:
I. Предварительное выдерживание в нормальных условиях от момента окончания укладки бетонной смеси до начала тепловой обработки. Длительность предварительного выдерживания назначают исходя из условий производства, но не менее времени, приведенного в табл. П 3.1. Исключения составляют случаи применения специальных методов тепловой обработки (термопригруз, камеры с избыточным давлением). Этап предварительной выдержки не требуется, если изделие находится в герметических формах или кассетах; в формах сложной конструкции с большим количеством закладных деталей.
29
Таблица П 3.1 Длительность предварительного выдерживания бетонов
(СНиП 3.09.01–85)
Вид |
Способ тепловой |
Предварительное |
|
выдерживание, ч, |
|||
бетона |
обработки |
||
не менее |
|||
|
|
||
1 |
2 |
3 |
|
Тяжелый и легкий конст- |
Пропаривание в камерах |
1 |
|
рукционный |
|
|
|
Тяжелый для предвари- |
|
|
|
тельно напряженных кон- |
Пропаривание в камерах |
1 |
|
струкций, изготовляемых |
|||
на стендах: |
|
|
|
– при тепловой обработке |
|
|
|
– с повышенными требова- |
|
|
|
ниями по морозостойкости, |
|
|
|
водонепроницаемости; |
Пропаривание в камерах |
3 |
|
мелкозернистый; жаро- |
|
|
|
стойкий |
|
|
|
|
Сухой прогрев в камерах |
1 |
|
Легкий конструкционно- |
Пропаривание в термо- |
2 |
|
формах |
|||
теплоизоляционный |
|||
|
|||
|
|
||
|
Пропаривание в камерах |
3 |
|
|
|
|
Этап предварительного выдерживания повышает конечную прочность бетона, позволяет применять более форсированные режимы, что сокращает длительность тепловой обработки.
II. Подъем температуры среды с постоянно возрастающей скоростью или ступенчатый подъем температуры. Скорость нагрева бетона зависит от состава бетона, конструкции форм, вида изделия и других факторов.
Обычно для тонкостенных изделий скорость подъема температуры не должна превышать 25 ºС/ч; для более массивных изделий – 20 ºС/ч; для изделий из жестких смесей с низким В/Ц (<0,45) – 30–35 ºС/ч; для изделий в закрытых металлических формах – 40–60 ºС/ч.