Подбор состава обычного тяжёлого бетона

ПОДБОР СОСТАВА ОБЫЧНОГО ТЯЖЁЛОГО БЕТОНА

Бетон - это искусственный каменный материал, полученный в результате самопроизвольного затвердевания тщательно перемешанной смеси оптимального состава, состоящей из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителя, воды и, при необходимости, специальных добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной смесью.

Качество бетона зависит от правильности выбора составляющих бетонной смеси и проектирования состава бетона. Несоблюдение этого может привести к разрушению бетона. Так, например, бетоны на обычном портландцементе не стойки к действию как морской, так и обычной пресной воды, т.к. пресная вода вымывает легко растворимую Ca(OH)₂, а соли морской воды взаимодействуют с Ca(OH)₂ и другими минералами цемента.

Бетон имеет неоднородное конгломератное строение и состоит из отдельных зерен заполнителя, скрепленных между собой цементным камнем. Меняя форму, соотношение, размеры заполнителей, количество цемента, воду можно получать бетоны, значительно отличающиеся друг от друга по прочности, морозостойкости, усадке, трещиностойкости, а также стоимости.

Оптимальным составом бетона можно считать тот, который обеспечивает необходимые требования по свойствам и долговечности и имеет наименьшую стоимость. Как правило, наиболее дорогой частью бетона является цемент, и поэтому стремятся подобрать бетон с наименьшим расходом его.

Определение оптимального состава бетона осуществляется после­довательно в три этапа: расчет состава бетона; опытная проверка расчетного состава пробными замесами; определение фактического расхода составляющих и назначение состава бетона.

Исхода из изложенного, перед студентами ставится следующая цель: научиться назначать состав бетона и определять его марку.

Работа, состоит из нескольких этапов.

1.Расчет состава бетона.

2.Опытная проверка расчетного состава пробными замесами:

а) определение формовочных свойств бетонной смеси;

б) корректировка состава;

в) формование образцов.

3. Определение механических свойств бетона.

1.  Расчет состава бетона

Расчет состава бетонной смеси заключается в установлении наиболее рационального соотношения между цементом, водой, песком, гравием или щебнем. Это соотношение должно обеспечивать необходимую удобоукладываемость для принятого метода укладывания смеси, а также необходимую прочность в заданный срок с наименьшим расходом цемента. Иногда вводят также требования по плотности, водопроницаемости, морозостойкости и др.

Для расчёта состава бетона необходимо иметь следующие исходные данные:

- марку бетона, условия твердения и возраст, в котором она должна быть достигнута;

- вид и назначение (условия эксплуатации) конструкции из бетона, условия уплотнения бетона

- удобоукладываемость бетонной смеси;

- вид, марку (активность), насыпную и истинную плотность цемента по табл.1;

- вид (гравий или щебень), плотность, насыпную плотность, объём пустот, предельная крупность зёрен, влажность крупного заполнителя;

- плотность, насыпную плотность, модуль крупности, влажность песка.

Марку цемента, исходя из условий получения наиболее экономичного бетона, следует принимать по табл.2.

Таблица 1 – Насыпная и истинная плотности цемента

Вид цемента	Насыпная плотность, rн кг/м3	Истинная плотность r0 г/см3
Портландцемент и его разновидности (сульфатостойкий, гидрофобный, пластифицированный)	1000-1400	3,0-3,3
Пуццолановый портландцемент	950-1300	2,7-2,9
Шлакопортландцемент	1100-1400	2,8-3,1

Таблица 2 - Зависимость марки бетона от марки цемента

Марка бетона	100	150	200	250	300	400	500
Марка цемента	200	300	300-400	400	400	500	500-600

Для расчёта состава тяжёлого бетона имеется несколько методов. Наиболее простой из них – метод расчёта по «абсолютным объёмам». В основу этого метода положено условие, что свежеприготовленная бетонная смесь после укладки в форму или в опалубку  и уплотнённая в ней не будет иметь пустот. Состав бетона по этому способу подбирается в два этапа. Вначале рассчитывают ориентировочный состав бетона, затем расчёт проверяют и уточняют по результатам пробных замесов и испытаний контрольных образцов.

Ориентировочный расчёт ведут в следующей последовательности:

1. Определяют по табл.3 ориентировочный объем воды на 1м³ бетонной смеси в зависимости от заданной подвижности или жёсткости бетонной смеси и вида и крупности зёрен заполнителей.

Таблица3 - Водопотребность бетонной смеси, кг/м³

Осадка конуса, см	Жёсткость, с	Расход воды при наибольшей крупности (мм) зёрен заполнителей, кг/м3
		для гравия				для щебня
		10	20	40	70	10	20	40	70
0	150-200	135	130	128	-	150	145	135	-
0	80-120	145	140	135	-	160	155	140	-
0	60-80	155	150	140	-	165	160	150	-
0	30-50	165	160	150	-	175	170	160	-
1-2	-	185	170	155	140	200	185	170	155
3-5	-	195	180	165	150	210	195	180	165
6-8	-	205	190	175	160	220	205	190	175
9-12	-	215	200	185	170	230	215	200	185