Расчет состава цементобетона и подбор материалов

Цель расчета состоит в выборе материалов и определений
оптимального соотношения их расхода на 1 м³ бетона, при ко
тором наиболее экономично обеспечиваются заданная прочность
бетона и подвижность бетонной смеси. В задании на расчет
должны быть указаны исходные данные: требуемая прочность
бетона, назначение конструкции, подвижность и жесткость бетонной смеси, свойства исходных материалов. .;

Состав тяжелого цементобетона рассчитывают по методу «абсолютных объемов», разработанному проф. Б. Г. Скрамтаевым. В основу метода положено условие, что бетон максималь ной плотности и прочности при заданной марке цемента и величине водоцементного отношения можно получить в том слу­чае, если сумма абсолютных объемов исходных материалов, взятых для приготовления 1 м³ бетонной смеси, равна 1000 л.

Порядок расчета.

1. Определяют водоцементное отношение В/Ц

где А — коэффициент, зависящий от качества каменных материалов; А=0,65 — для высококачественных материалов; А=0,6 для рядовых, А= 0,55 — для материалов пониженного качества; R_ц — активность (марка) цемента, МПа; R_б — предел прочности бетона, МПа.

Найденное значение В/Ц сравнивают с предельно допустимым для данного сооружения, например: для однослойных и верхнего слоя двухслойных дорожных покрытий В/Ц<0,5; для нижнего слоя двухслойных дорожных покрытий В/Ц<0,6; для оснований усовершенствованных покрытий В/Ц не нормируется. Если В/Ц получится больше предельно допустимого, к расчету принима­ется предельно допустимое значение В/Ц, а если меньше, то принимается значение В/Ц, найденное по расчету.

2. Определяют расход воды в литрах на 1 м³ бетона по
табл. 20 или графику (рис. 36) в зависимости от максимальной
крупности щебня (гравия) и удобоукладываемости смеси.

3. Определяют расход цемента по формуле и сравнивают с минимально допустимым, устанавливаемым в зависи­мости от назначения цементобетона: для однослойного и верх­него слоя двухслойного покрытия — 300 кг/м³; для нижнего слоя покрытий и оснований — 200 кг/м³, для искусственных со­оружений на автомобильных дорогах — 240 кг/м³.

Если полученный по формуле расход цемента больше мини­мально допустимого, принимается к расчету его значение, если меньше — минимально допустимое.

Таблица 20

Примечания:

1.  Данные таблицы справедливы для бетона на портландцементе, среднем песке и щебне.

2 При использовании пуццоланового цемента расход воды увеличивается па 15—20 л/м³, при использовании гравия или крупного песка— уменьшается на 10 л/м⁵, при мелком песке увеличивается на 10 л/м³.

3. При использовании щебня или гравия с Водопоглощением более 1%, расход
воды нужно увеличивать на 7 л/м³ на каждые 0,5% увеличения водопоглощения.

4. Расход щебня (гравия)

где V_пycт —пустотность щебня;

V_пуст =  ; — насыпная;

плотность щебня, кг/м³; α — коэффи­циент раздвижки зерен щебня (гра­вия), который устанавливается по графику в зависимости от абсолют­ного объема цементного теста и круп­ности песка (рис. 37); ρ_щ— истинная плотность щебня, кг/м³.

Абсолютный объем цемент­ного теста

где ρ_ц — истинная плотность це­мента, г/см³.

Для песков с модулем крупно­сти 2,4—2,7 и расходе цемента 250 кг/м³ можно принять α = 1,3, при расходе цемента 300 кг/м³ — 1,35; 350 кг/м³ — 1,43. Для жестких смесей α = 1,05 - 1,1.

5. Расход песка

где ρ_п — истинная плотность пес­ка, кг/м³.

После определения расхода составляющих материалов на 1 м³ цементобетона приготавливают пробный замес цементобетонной смеси в объеме 10 л и определяют ее удобоукладываемость. Для приготовления пробного замеса полученные массы матери­алов в килограммах уменьшают в 100 раз. Пример расчета со­става бетонной смеси.