Файл: Сизов В.П. Проектирование составов тяжелого бетона (подбор состава бетонной смеси).pdf

Наряду с этим основным приемом, как указывалось ранее, содержание щебня и песка в объеме их смеси можно установить, пользуясь вместо коэффициента а па­ раметрами г или /(. Для определения оптимальных зна­ чений г и К также приводятся соответствующие номо­ граммы и таблицы. Определением весовых количеств щебня и песка в бетонной смеси по их абсолютным объ­ емам и объемным весам заканчивается расчет исходного состава бетона. Полученные данные вполне могут ис­ пользоваться для планирования материального обеспе­ чения производства, определения потребности в цементе и для других технико-экономических расчетов, связанных с подбором состава бетона.

Для использования полученного расчетом состава бе­ тона в производственных условиях необходимо подверг­ нуть его экспериментальной проверке и корректировке. Методика такой корректировки детально изложена в главе IV и иллюстрируется примерами. В общих чертах эта методика сводится к следующему.

Производится пробное затворение состава бетонной смеси, полученного расчетом, и определяется ее подвиж­ ность или жесткость. Если требуемая удобоукладываемость не достигнута, корректируется расход воды и со­ ответственно расход цемента по определенному расче­ том значению В/Ц. По полученным уточненным значени­ ям В, Ц и В/Ц вновь рассчитывают состав и определяют содержание в нем песка и щебня. Затем это содержание экспериментально корректируют. Для этого делают три пробных затворения вновь рассчитанного состава бето­ на, но при различных расходах песка и щебня: одно за­ творение при расчетном их содержании и два дополни­ тельных с изменением расхода песка и щебня приблизи­ тельно на +60 кг/м3. Выбирают состав с лучшей удобоукладываемостью. При показателях удобоукладываемости, близких между собой, принимается состав с мень­ шим расходом песка. Если же удобоукладываемость бу­ дет значительно превышать заданную, весь состав вновь пересчитывают, увеличив содержание воды, и вновь кор­ ректируют. Такие случаи, однако, редко встречаются на практике.

После описанного уточнения содержания материалов в смеси по ее удобоукладываемости (что не отнимает много времени) приступают к уточнению водоцемент­ ного отношения исходя из требований к прочности бето­

32

на. Для этого из последнего откорректированного соста­ ва смеси готовят серию контрольных образцов-кубов. Параллельно затворяют два других состава, изменяя в них В/Ц на величину ±0,05, соответственно изменяя рас­ ход цемента и компенсируя эти изменения .содержанием песка в замесе так, чтобы объем замеса и объем раство­ ра-в его составе оставались неизменными. Из этих заме­ сов также готовят серию контрольных образцов-кубов. После твердения образцов в течение требуемого проек­ том срока их испытывают на сжатие и определяют до­ стигнутую в каждой серии прочность бетона. Анализ по­ лученных данных позволяет уточнить требуемую величи­ ну В/Ц, если прочность основного состава не будет удов­ летворительной. Далее на основе нового значения В/Ц и ранее установленного количества воды определяют но­ вое значение расхода цемента и, принимая ранее опреде­ ленный расход щебня неизменным, окончательно уточня­ ют расход песка как одного из составляющих раствора, объем которого также должен оставаться неизменным, так как не зависит от расхода цемента. На этом практи­ чески заканчиваются проверка и уточнение рассчитан­ ного состава бетона, и он может быть передан в произ­ водство.

При желании цикл проверки и корректировки можно повторить, принимая за исходный последний, откоррек­ тированный состав бетона.

Схема расчета состава бетона по ац.т практически остается без изменения. -Вначале только нужно опреде­ лить объемные веса смеси заполнителей в уплотненном состоянии (или рыхлонасыпанном) при различных зна­ чениях г или К. (Потом устамавливаются В/Ц, ірасходы воды и цемента, а затем определяется расход заполните­ ля по формуле

Далее определяются расходы песка (Д = 3 г) и щебня { Щ — 3—іП) и теоретический объемный вес бетонной смеси.

2 З ак . 460

ГЛАВА It

И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е Д Л Я П О Д Б О Р А С О С Т А В А Б Е Т О Н А И В Ы Б О Р Р А С Ч Е Т Н Ы Х П А Р А М Е Т Р О В

А. Исходные данные

Прежде чем приступить к подбору состава бетона, следует установить необходимые исходные данные.

1. Для обычного бетона монолитных конструкций и сооружений — проектную марку по прочности на сжатие в заданные сроки; для дорожного и аэродромного бето­ на — проектную марку по прочности на сжатие и изгиб.

2.Для бетона сборных железобетонных конструк­ ций — проектную марку по прочности на сжатие (иногда на изгиб) и отпускную прочность.

3.Условия твердения конструкций (естественные,

пропаривание, электропрогрев и т. д.), требуемые сроки достижения проектной марки и отпускной прочности и способы ухода за бетоном (естественного твердения и пропаренного) до набора 100%-ной проектной проч­ ности.

4. Вид бетона (обычный, дорожный, аэродромный, гидротехнический п т. д.), условия работы конструкции (ниже постоянного горизонта воды, в зоне переменного уровня, ниже глубины промерзания грунта и т. д.) и рай­ он строительства (со средней температурой наружного воздуха до —10, —20°С и т. д.), а также требуемую мар­ ку бетона по морозостойкости и водонепроницаемости.

б. Способы уплотнения 'бетона (поверхностными и глубинными вибраторами, на івибростоле, на вибростоле

спригрузом, прессованием, прокатом и т. д.).

6.Конфигурацию, вид, массивность конструкции и степень ее армирования.

7.Требования к материалам для бетона с учетом тре­ бований к его долговечности и условий службы.

8.Способы транспортирования и дальность перевозки бетонной смеси.

9.Время года, когда будет производиться укладка бетона.

Исходные данные при проектировании состава бето­ на определяет старший технический персонал строитель­ ной или заводской лаборатории с участием работников технических и производственных отделов строительства

или предприятия, а в необходимых случаях — при кон­ сультации проектных пли научно-исследовательских ор­ ганизаций.

34

Следует иметь в виду, что приведенные данные явля­ ются усредненными. 'В зависимости от химического и минералогического составов цемента, среды и темпера­ туры твердения бетона, количества и вида вводимых до­ бавок нарастание прочности бетона во времени может резко изменяться. Например, по данным разных авторов нарастание прочности бетона в возрасте 60, 90 и 180 суток составляет на цементах: высокоалюминатных соответственно 1,04, 1,08 и 1,12; высокоалитовых— 1,06, 1,115 и 1,27; белитовом— 1,3, 1,65 и 1,8. Приведенные данные соответствуют нормальным условиям твердения. Во время строительства не всегда удается обеспечить надлежащий уход, нужную температуру и необходимую влажность. Поэтому нарастание прочности бетона резко замедляется. Это необходимо учитывать и уточнять опы­ том в каждом конкретном случае. Например, если проек­

ботки и последующего твердения бетон таких конструк­ ций приобретает в возрасте 28 суток прочность, состав­ ляющую около 0,87—4,05 его марки. Поправочный коэф­ фициент К = 0,87—1,05 зависит от минералогического состава цемента. Он колеблется для цементов с высоким содержанием: трехкальциевого алюмината — от 0,87 до

кальциевого силиката) — от 0,96 до 1; двухкальциевого силиката — от 0,97 до 1,06. 'При другом минералогиче­ ском составе цемента поправочный коэффициент опреде­ ляется интерполяцией.

Расчет состава такого бетона следует вести по проч­ ности, равной Re : к, где Re — требуемая проектная мар­ ка бетона конструкций; к — поправочный коэффициент,

36

Например, задана марка бетона сборных конструкций 200 кгс/см2; к = 0,9. Состав следует рассчитывать по прочности, равной 200 : 0,9, т.е. 220 кгс/см2, уточняя полученный результат опытом.

При расчетах состава бетона следует учитывать, что лабораторные условия существенно отличаются от про­ изводственных. На производстве ниже точность отвеши­ вания составляющих, особенно воды при изменении влажности заполнителей, качество заполнителей часто изменяется в худшую сторону; содержание каменной мелочи в отдельных замесах бывает больше нормы; при транспортировании и подаче заполнителей бульдозером

уровне производства и грубой дозировке составляющих он иногда получается равным 0,9.

Прочность бетона на сжатие и его марку по прочно­ сти надо определять в соответствии с указаниями ГОСТ 10180—-і67 «Бетон тяжелый. Методы определения прочно­ сти», для гидротехнического бетона — в соответствии с ГОСТ 4800—59 «Бетон гидротехнический. Методы испы­ таний».

/В тех случаях, когда заданы также и марки бетона по морозостойкости или водонепроницаемости, соответ­ ствующие испытания бетона должны проводиться по ГОСТ 10060—62 (морозостойкость обычного бетона) и ГОСТ 4800—69 (морозостойкость и водонепроницае­ мость гидротехнического бетона).

Дорожный и аэродромный бетон. В дорожном и аэродромном строительстве в основу расчета бетонного покрытия положена прочность бетона па растяжение при изгибе. Поэтому марка бетона для этих сооружений характеризуется прочностью на изгиб и сжатие.

Расчет же состава бетона ведется, как уже указыва­ лось, по его прочности на сжатие. Поэтому независимо от заданного значения Re. сж определяют такую проч­ ность на сжатие, которая обеспечивает требуемую проч­ ность бетона на изгиб, и далее ведут расчет по тому значению і?б, c«, которое окажется.наибольшим, -

37

На основе производственных и экспериментальных данных для бетона на гранитном щебне различной круп­ ности разработан график (рис. 10), по которому можно определить прочность бетона на изгиб в зависимости от его прочности на сжатие.

найденную по графику с учетом крупности щебня, необ­ ходимо увеличить на 2—4 кгс/см2 или же пользоваться кривой, расположенной на один интервал выше. Проч­ ность бетона на щебне других изверженных пород опре­ деляют по графику так же, как и для гранитного щебня. Например, при испытании балочек двумя силами по ГОСТ 10160—67 при заданной марке 40 кгс/см2 на изгиб

на сжатие, так как прочности при изгибе 40 кгс/см2 по кривой 3 соответствует прочность на сжатие 280 кгс/см2. Чтобы обеспечить заданную прочность на изгиб и сжа­ тие, состав бетона следует подбирать по марке бетона на сжатие, равной 300 кгс/см2.

При заданной марке на изгиб 46 кгс/см2 и на сжатие 300 кгс/см2 лимитирующей для бетона на гранитном щебне крупностью 5—40 мм является уже прочность на изгиб. В этом случае надо проектировать состав бетона по прочности на сжатие 330 кгс/см2, так как прочности на изгиб 45 кгс/см2 по кривой 3 соответствует прочность на сжатие 330 кгс/см2. При этом прочность бетона на растяжение при изгибе определяют по ГОСТ ,10180—67. испытанием балочек соответствующего размера двумя_ рилами или же одной силой; в последнем случае резуль­ тат умножают ңэ коэффициент 0,8, .<д _ :

38