Файл: Сизов В.П. Проектирование составов тяжелого бетона (подбор состава бетонной смеси).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.07.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 2
ГЛАВА I
О СН О В Н Ы Е П О Л О Ж Е Н И Я М Е Т О Д А И ЕГО О С О Б Е Н Н О С Т И
А. Общие технологические зависимости, положенные в основу метода
Предлагаемая методика расчета и . подбора состава бетона, а также таблицы, графики и номограммы для этой цели разработаны с учетом современных достиже ний в области технологии бетона на основе приводимых ниже технологических зависимостей и закономерностей.
1. Зависимость прочности бетона от водоцементного отношения. Использовалась общеизвестная зависимость
R6 = A R ^ W B - b ) , |
(1) |
где А — коэффициент, зависящий от ряда |
факторов, в |
том числе от величины Ц/В, пластичности и жесткости бетонной смеси, крупности песка и щебня, нормальной густоты цементного теста.и прочности исходной породы заполнителей.
Необходимость уточнения коэффициента А в зависи мости от Ц/В обусловлена тем, что прямолинейная за висимость между прочностью бетона и Ц/В (при посто янной активности цемента) не однозначна в пределах используемых на практике значений Ц/В. Начиная со значения Ц/В ж2,25 ('ß/Z(~0,45), функция Яб={(Ц/В) практически нелинейна. Однако для упрощения расчетов ее график (рис. 1) может быть представлен в виде двух прямых линий с разными углами наклона та и таі, чему соответствуют различные значения коэффициента А в формуле (1).
2. Правило независимости водопотребности бетонной смеси на данных материалах от расхода цемента в пре делах до 350 кг/м3 (при заданной подвижности или жесткости смеси). Например, водопотребность бетонной смеси с осадкой конуса 2 см на щебне крупностью 5—
9
80 мм и на песке с модулем крупности 3 независимо от изменения расхода цемента в бетоне в пределах от 150 до 350 кг/м5 составляет ,150 л на 1 м3 бетона. С возрас танием удельного расхода цемента Ц сверх 350 кг/м3 эта
|
|
|
|
|
|
|
|
80~cohsi |
|
|
|
|
|
||
О |
OJ> \ о |
1,5 |
ZB 2,5 3,0 ЗМ)В |
|
Р |
W |
М9 ?Ц0 %0 500 600 |
|
|||||||
Рис. |
I. График |
зависимости |
Рис. |
2. |
Изменение |
водопотреб- |
|||||||||
прочности бетона |
от цементно |
ности бетонной смеси В в зави |
|||||||||||||
водного |
отношения: |
Ra — |
симости от расхода |
цемента |
Ц |
||||||||||
|
= ПШВ, Pn=const) |
в |
бетоне |
при |
прочих постоян |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных факторах |
|
|
||||
закономерность, |
как |
установлено |
автором, нарушается, |
||||||||||||
и расход воды В увеличивается |
|
(рис. |
2) |
на |
величину |
||||||||||
АВ, зависящую от Ц и ряда других факторов. |
растворную |
||||||||||||||
Это же правило распространяется |
и на |
||||||||||||||
часть бетонной смеси. Например, на |
1 |
песке |
с |
модулем |
|||||||||||
крупности 3 при расходе песка |
(на |
м3 бетона) |
от 600 |
||||||||||||
до 800 кг и цемента |
соответственно |
|
от |
350 до |
150 кг |
||||||||||
жесткость раствора при постоянном расходе воды оста |
|||||||||||||||
ется постоянной. При увеличении расхода цемента сверх |
|||||||||||||||
350 кг расход воды увеличивается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3. |
Правило оптимального содержания песка (и, следо |
||||||||||||||
вательно, растворной части) в бетонной смеси, обеспечи |
|||||||||||||||
вающего наилучшую ее удобоукладываемость на |
кон |
||||||||||||||
кретных материалах |
при данном |
расходе |
цементного |
||||||||||||
теста. |
При данном |
расходе |
цементного |
теста |
бе |
||||||||||
тонная смесь |
имеет |
наилучшую удобоукладываемость |
|||||||||||||
только при определенном расходе песка или соот |
|||||||||||||||
ветственно раствора |
(рис. 3, а). Такие смеси, как показа |
||||||||||||||
ли опыты, имеют и наибольшую прочность. |
|
|
изучены |
||||||||||||
Основываясь на этой закономерности были |
|||||||||||||||
оптимальные расходы песка в бетонных смесях на запол |
|||||||||||||||
нителях разных крупности и вида при разных расходах |
|||||||||||||||
цемента на |
1 м3 бетона. Изменения оптимального содер |
||||||||||||||
жания песка приведены на графиках рис. 3, б, |
в. |
|
|
10
Наряду с этим проведенные исследования удобоукладываемости бетонных смесей показали, что расіход песка на 1 м3 бетона зависитне только от расхода цемен та (цементного теста), который обусловлен получением
а)
И0едШУиепеска В Вегойуoilсмеси Вег
' в)
Рис. 3. Изменение удобоукладываемости бетонной смеси
а — при |
постоянном |
содержании це |
ментного |
теста, но |
прн различном |
расходе песка на 1 м3 бетона. ЛКМІІН~ наименьшая жесткость бетонной см-еси;
Я 0пт |
соответствующий |
ей |
опти |
мальный |
расход пеана; б— с одинако |
||
вой осадкой конуса, на |
одних |
н тех |
же заполнителях при различных -рас
ходах цемента: |
/, |
2, 3 — соответствен |
|||||
но расход |
цемента |
І(1р |
Д2, Ц3 на 1 лі3 |
||||
бетона |
(Я і> Я 2> Я з); |
о — на одном н |
|||||
том же |
щебне |
и |
на |
песках |
разной |
||
крупности: |
|
I, 2, |
3 —крупность |
песка |
|||
(мелкий, |
средний |
и |
крупный) |
при |
|||
одинаковой |
осадке |
конуса; 1\ 2 \ 3' — |
|||||
то же, |
при |
одинаковой жесткости бе |
|||||
|
|
|
тонной смесн |
|
бетона требуемой марки и бетонной смеси с заданными свойствами, но и от вида и крупности заполнителей, а также от подвижности или жесткости бетонной смеси. Эти выводы подтверждаются результатами, приведенны ми в табл. 1 и 2 и на рис. 4. В табл. 1 расход песка при веден при различных водоцементных отношениях и оди наковой осадке конуса, а в табл. 2 — при постоянном водоцементном отношении для бетонных смесей различ ных жесткости и пластичности.
Из данных таблиц и графиков видно, что оптималь ное содержание песка в зависимости от марки бетона, В/Ц, расхода цемента и качества цемента и заполните лей колеблется в очень больших пределах. Следователь
11
но, П/Щ' в смеси заполнителей не является при прочих равных условиях величиной постоянной. Например, на щебне крупностью 5—20, песке с модулем крупности 3 при расходах цемента 550—150 кг оптимальный расход песка в бетонных смесях с осадкой конуса 2 см изменя-
а) |
Рис. |
|
4. Значения коэффициен |
||||||||
тов |
а раздвижки |
зерен |
и за |
||||||||
|
полнения |
межзерновых |
пустот |
||||||||
|
а — на |
в щебне раствором |
|
||||||||
|
заполнителях |
различной |
|||||||||
|
крупности при расходах |
цемента |
|||||||||
|
в пределах 150—350 кг/м3 (ем. но |
||||||||||
|
мограмму I |
на |
рис. |
17): I — песок |
|||||||
|
кварцевый |
с |
насыпным |
объемным |
|||||||
|
весом |
1,65 |
кг/л |
и |
пустотностью |
||||||
|
и |
|
„ =0.38; |
И — то |
же.ѵ |
|
= |
||||
|
|
пус.п |
|
|
|
|
'нас. п |
|
|||
|
=.1,56 |
кг/л; |
t пус. п =0,412;' |
/ // — |
|||||||
Крцпность щебня 5ьш |
то же, |
V |
|
=1,42 кг/л\ |
и |
пус.п |
= |
||||
=0,47; |
'нас. п |
|
|
* |
|
|
|||||
б — на |
|
щебне |
различной |
||||||||
|
крупности н песке с модулем круп |
||||||||||
|
ности |
|
3 при |
расходах |
цемента до |
||||||
|
350 кг/лі3 бетона и выше (обычные |
||||||||||
|
конструкции, уплотнение |
вибраци |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ей) |
|
|
|
|
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
550 Н50 350 250 150 О W 20 W 80
ется от 458 до 800 кг/м3 бетона. Оптимальный расход ■песка уменьшается при использовании мелкого 'песка, крупного щебня, а также при высоких расходах цемента.
Установленная методика определения оптимального содержания песка в бетоне имеет весьма важное практи-'. ческое и теоретическое значение, так как позволяет на новой основе устанавливать оптимальное содержание песка в бетонах разных марок на любых материалах и осуществлять контроль за правильным его назначением. Ранее такие рекомендации отсутствовали, и правиль ность определения расхода песка определяли визуально после снятия конуса: если бетонная смесь не расслаива лась, то считалось, что содержание песка установлено правильно. Однако такой критерий весьма субъективен
12
и неправилен, так как с повышением расхода песка в бе тонной смеси тенденция ее к расслоению уменьшается и практически все запесоченные смеси не расслаивают ся, но требуют повышенного расхода цемента на 1 м3 бетона.
Т а б л и ц а |
1. Расход |
песка |
разной |
крупности |
|
в бетонной смеси |
|||||||||
с осадкой конуса 2 см на щебне и гравии при |
|
различном |
расходе |
||||||||||||
цемента и значениях В/Ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Щебень, 5—20 мм |
|
|
|
|
Гравий, 5—20 мм |
|
|
||||||
Расход |
цемен |
Мп = 3 |
|
Мп |
= 0 ,9 |
|
Мп |
— 3 |
м п = |
0,9 |
|||||
та на |
л<3 |
|
|
||||||||||||
кр |
|
|
кр |
|
|
|
кр |
|
|
|
кр |
|
• |
||
бетона D кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЩ |
п |
|
ВЩ |
|
п |
в щ |
|
п |
ВЩ |
|
п |
||
|
550 |
0,357 |
458 |
0,385 |
390 |
0,336 |
|
396 |
0,365 |
|
329 |
||||
|
500 |
0,38 |
502 |
0,415 |
430 |
0,357 |
|
438 |
0,39 |
|
|
371 |
|||
|
450 |
0,414 |
543 |
0,45 |
470 |
0,387 |
|
480 |
0,422 |
|
413 |
||||
|
400 |
0,452 |
586 |
0,49 |
510 |
0,423 |
|
521 |
0,462 |
|
455 |
||||
|
350 |
0,503 |
629 |
0,55 |
554 |
0,47 |
|
564 |
0,514 |
|
498 |
||||
|
300 |
0,588 |
670 |
0,64 |
596 |
0,545 |
|
608 |
0,60 |
|
|
540 |
|||
|
250 |
0,705 |
714 |
0,77 |
640 |
0,655 |
|
650 |
0,72 |
|
|
582 |
|||
|
200 |
0,88 |
757 |
0,96 |
685 |
0,82 |
|
692 |
0,90 |
|
625 |
||||
|
150 |
1,17 |
800 |
1,28 |
730 |
1,09 |
|
735 |
1,20 |
|
667 |
||||
Т а б л и ц а |
2. Расход песка |
в бетонных смесях разной подвижности |
|||||||||||||
и жесткости при различных расходах цемента и постоянном |
|
|
|||||||||||||
В/Ц = 0,503 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупный |
Модуль |
|
|
|
|
|
Расход цемента в кг/м 3 |
||||||||
заполнитель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
круп |
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
круп |
ности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
вид |
песка |
|
|
|
|
|
472 |
433 |
|
398 |
350 |
318 |
|
277 |
|
ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
в мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ще- |
5 -2 0 |
3 |
Осадка |
конуса |
в |
15 |
10 |
|
2 |
|
|
|
|||
бень |
|
СМ |
|
|
сек |
6 |
— |
|
— |
||||||
|
|
|
Жесткость в |
— |
— |
|
— |
13 |
25 |
50 |
|||||
|
|
■ Расход |
песка |
в |
540 |
575 |
601 |
629 |
|
|
|
||||
|
|
кг/м3 |
|
|
|
|
668 |
|
688 |
1