проектирование бетона

Товарный бетон куб, бетон прайс бетон прайс лист бетон цена бетон с доставкой цена бетон цена за 1 м3 бетон цена за 1 м3 с доставкой бетон цена за куб цена бетона за 1 куб бетон м300 цена за куб бетон м300 цена за куб с доставкой сколько стоит куб бетона сколько стоит куб бетона с доставкой сколько стоит бетон 1 куб с доставкой стоимость бетона стоимость бетона с доставкой стоимость бетона за 1 м3 стоимость бетона с доставкой за 1 м3 стоимость куба бетона стоимость 1 куба бетона

проектирование бетона

§ 6.4. Проектирование состава бетона

Проектирование состава имеет цель установить такой расход материалов на 1 м3 бетонной смеси, при котором наиболее экономично обеспечивается получение удобоукладываемой бетонной смеси и заданной прочности бетона, а в ряде случаев необходимой морозостойкости, водонепроницаемости и специальных

Состав бетонной смеси выражают в виде соотношения по массе (реже по объему) между количествами цемента, песка и щебня (или гравия) с указанием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу. Поэтому в общем виде состав бетонной смеси выражают соотношением цемент: песок:щебень = 1: х:у при В/Ц = z (например, 1:2,4:4,5 при В/Ц = 0,45).

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), принимаемый для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) — для материалов с естественной влажностью.

К моменту расчета состава бетонной смеси нужно определить качество исходных материалов: цемента, воды, песка и щебня (гравия) — согласно требованиям ГОСТов.

Состав тяжелого бетона рассчитывают по методу «абсолютных объемов», разработанному проф. Б. Г. Скрамтаевым и его школой. В основу этого метода положено условие, что тяжелый бетон, уплотненный в свежем состоянии, приближается к абсолютной плотности, т. е. сумма абсолютных объемов исходных материалов в 1 м3 равна объему уплотненной бетонной смеси. Исходными данными для расчета состава бетона являются заданная прочность бетона R6, характеристика бетонной смеси по степени подвижности или жесткости, а также характеристика исходных материалов — активность цемента #ц, плотности песка, Щебня или гравия и пустотность щебня или гравия.

В зависимости от условий, в которых будет находиться бетон в сооружении или конструкции, к нему могут предъявляться также и другие требования, например степень морозостойкости, стойкость к воздействию агрессивных вод, водонепроницаемость. Высокая морозостойкость и непроницаемость плот-ноуложенного бетона регулируются В/Ц и расходом вяжущего, отсюда вытекает необходимость нормирования В/Ц в гидротехническом, дорожном и других специальных бетонах.

Состав бетонной смеси, т. е. количество цемента, воды, песка и щебня (гравия), вначале устанавливают ориентировочно методом расчета, а затем уточняют испытанием пробных замесов бетонной смеси.

Расчет состава бетона производят в следующем порядке-определяют цементно-водное отношение, обеспечивающее получение бетона заданной прочности и расход воды; рассчитывают потребный расход цемента, а затем щебня (или гравия) и песка-проверяют подвижность (жесткость) бетонной смеси при отклонениях этих показателей от проекта; производят корректирование состава бетонной смеси; приготовляют образцы для определения прочности и испытывают в заданные сроки; пересчитывают номинальный состав бетонной смеси на производственный.

• Определение расхода воды. Оптимальное количество воды в бетонной смеси (водосодержание, л/м3) должно обеспечивать необходимую подвижность (или жесткость) бетонной смеси. Количество воды для затвердения 1 м3 бетонной смеси для всех расчетов в соответствии с ОНТП 07—85 принимается равным 200 л независимо от вида, жесткости и подвижности бетонных смесей.

• Определение расхода цемента. При определенном из формулы значении Ц/В и принятой водопотребности бетонной смеси В рассчитывают ориентировочный расход цемента, кг/м3 бетона:

Расход цемента на 1 м3 бетона должен быть не менее минимального. Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется ниже допустимого, то необходимо довести его до’ нормы или ввести тонкомолотую добавку.

Если гравий или щебень составляют из нескольких фракций, то необходимо заранее установить оптимальное соотношение между ними, пользуясь графиком наилучшего зернового состава или подбирая смесь с минимальным количеством пустот.

• Проверка подвижности бетонной смеси. После произведенного предварительного расчета состава бетона делают пробный замес и определяют осадку конуса или жесткость. Если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, то увеличивают количество цемента и воды без изменения цементно-водного отношения. Если подвижность будет больше требуемой, то добавляют небольшими порциями песок и крупный заполнитель, сохраняя соотношения их постоянными. Таким путем добиваются заданной подвижности бетонной смеси.

• Уточнение расчетного состава бетона на пробных замесах. Производят опытные замесы бетона при трех значениях водо-цементного отношения, из которых одно принимают расчетное, а два других больше или меньше на 10. 20%. Количество цемента, воды, песка и щебня (гравия) для бетона с водоцементным отношением, не равным расчетному, определяют по вышеизложенному методу. Из каждой приготовленной смеси готовят по три образца куба размером 20X20X20 см, которые выдерживают в нормальных условиях и испытывают в возрасте 28 сут при определении класса бетона (или в другие сроки). По результатам испытаний строят график зависимости прочности бетона от цементно-водного отношения, с помощью которого выбирают Ц/В, обеспечивающее получение бетона заданной прочности.

При пробных замесах проверяют также подвижность или жесткость бетонной смеси (она должна удовлетворять проектной), определяют ее плотность и по результатам испытания пробных замесов вносят соответствующие коррективы в рассчитанный состав бетона. При изменении содержания песка и щебня! (гравия) учитывают их влажность. Количество влажных запод-‘ нителей изменяется настолько, чтобы содержание в них сухого! материала было равно расчетному, а количество вводимой в замес воды уменьшалось на величину, равную содержанию воды в заполнителях.

При перемешивании бетонной смеси мелкие зерна компонентов ее располагаются между более крупными, а пустоты в песке заполняются цементным тестом. Объем бетонной смеси Ve поэтому будет всегда меньше, чем сумма насыпных объемов составляющих его сухих материалов. В связи с этим вводят понятие «коэффициент выхода бетона» р. Он равен отношению объема полученной смеси Ve в уплотненном состоянии к сумме насыпных объемов сухих исходных компонентов:

Коэффициент выхода бетона является технико-экономической характеристикой качества заполнителей и бетона. Чем выше коэффициент выхода, тем экономичнее бетон. Обычно для крупнозернистых бетонов р = 0,67. 0,70 и для мелкозернистых р = = 0,70. 0,80.

Пользуясь значением р, рассчитывают потребность (кг) материалов на замес бетоносмесителя определенной емкости V или для выполнения заданного объема строительно-монтажных работ:

где Цу, Bv, Ylv, LUi/(IV)—соответственно количества цемента, воды, песка, щебня (гравия), требуемые на замес бетоносмесителя, кг; р — коэффициент выхода бетона; Ц, В, П, Щ (Г) — расходы соответственно цемента, воды, песка и щебня (гравия), кг/м3 бетонной смеси.

Бетон и строительные технологии — помощь.

Помощь технолога практика. Как сделать качественный и недорогой бетон и строительные материалы?

Главная >> Подбор состава бетона >> Проектирование, состава, бетона, техническое, задание, программа, подбор

Проектирование состава бетона начинаем с составления технического задания

Проектирование состава бетона начинаем с составления технического задания.

Доброго вам здравия мои уважаемые коллеги и посетители моего сайта, сегодня пишу пост на любимую тему проектирование состава бетона. «Arial»,»sans-serif»»>

Вернее сказать на составную часть этой работы, как техническое задание на проектирование или подбор состава бетона. «Arial»,»sans-serif»»>

Как вы наверное знаете по содержанию статей на моем сайте, я профессионально занимаюсь. В том числе и проектированием или подбором состава бетона. «Arial»,»sans-serif»»>

У меня на сайте есть выложенная программа подбора состава бетона, я также и оказываю эти услуги. «Arial»,»sans-serif»»>

Порой диву даешься, что мне пишут. «Arial»,»sans-serif»»>

Просят сделать подбор состава, указывая только марку цемента, вид щебня и а лучшем случае Мкр (модуль крупности) песка. «Arial»,»sans-serif»»>

Вот поэтому я и решил написать этот пост.

Проектирование состава бетона, что нужно указать в техническом задании?

В техническом задании нужно указать, для этого затребовать у поставщиков паспорта качества и сертификат на все составляющие бетонной смеси – щебень, песок, цемент, хим добавки:

  • Плотность (удельный вес) крупного и мелкого заполнителя, то есть щебня и песка;
  • «Arial»,»sans-serif»»>
  • Зерновой состав заполнителей, лучше составить график рассева; «Arial»,»sans-serif»»>
  • Коэффициент пустотности щебня и песка; «Arial»,»sans-serif»»>
  • По цементу нужно указать производителя, класс или марку и НГЦТ (нормальная густота цементного теста), а также сроки сохраняемости, схватывания и твердения; «Arial»,»sans-serif»»>
  • Виды хим добавок, которые вы собираетесь использовать или доверьте это право исполнителю, обычно это делается при обоюдном согласовании. «Arial»,»sans-serif»»>

В принципе это пожалуй все, для надежности отправьте исполнителю (тот кто будет вам делать подбор состава бетонной смеси) все паспорта качества, остальные данные сделать в своей лаборатории. «Arial»,»sans-serif»»>

Для вашего удобства я вам подготовил таблицу, вы ее просто заполняете и отправляете исполнителю, скачать ее можно по этой ссылке — Таблица технического задания для проектирования состава тяжелого бетона

Для особо дотошных я подготовил для прочтения несколько статей из моего сайта имеющих непосредственное отношение к теме этой статьи, советую прочесть. «Arial»,»sans-serif»»>

Ваше право, кому поручить выполнить эту работу – я всегда готов ее выполнить, а проще купить мою программу и сделать это самим, кстати посмотрите ниже видео 1го видео урока моей программы, более понятнее станет и тема этого поста.

На этом пожалуй и все по этой теме, буду рад если смог оказаться вам полезен

Посмотрите и другие мои статьи на сайте, уверен найдете много интересного и полезного.

Можете добавиться ко мне в Skype — biggmaster 123, это специальный аккаунт для консультаций онлайн и общения в чате со мной и коллегами по строительной тематике!

Будут вопросы пишите, с уважением Николай Пастухов.

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонная смесь

Проектирование состава бетона позволяет определить количество составляющих бетонной смеси на основе известных взаимосвязей. Эта работа начинается за письменным столом и заканчивается изготовлением опытного замеса в лаборатории.

Имеются две причины для уточнения состава бетонной смеси в условиях стройки. Во-первых, редко делается замес только на 1 м3, а во-вторых, заполнители, которые хранятся чаще всего на открытом воздухе, имеют в зависимости от погоды существенную долю влаги. При определении состава бетонной смеси на стройке необходимо учитывать следующее обстоятельство. Типы смесителей обозначаются по их емкости (например, 5,00-литровый смеситель). Этот объем отвечает максимально возможному насыпному объему сухого материала (цемент +заполнитель), который может быть помещен в смеситель. Из соотношений между насыпной массой сухих материалов и объемом уплотненного бетона определяется коэффициент выхода. Максимальное значение для него 0,67. Производственную рецептуру бетонной смеси рассчитывают путем умножения долей компонентов смеси на объем смесителя и коэффициент выхода.

Необходимо учитывать и влажность заполнителей. При содержании в смесителе 10% влаги в нем находится только 90% заполнителя. Эта ошибка может быть исправлена. Гораздо хуже, если при этом в смесителе содержится больше половины всей потребной воды. Хорошо, когда среднюю влажность учитывают в производственной рецептуре и только от случая к случаю корректируют содержание воды.

Все полученные значения необходимо дополнительно проконтролировать путем опытного замеса, о чем уже говорилось ранее. Для того чтобы изложенный метод проектирования бетона можно, было представить более наглядно, была составлена схема.

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонная смесь

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонная смесь

Постановка задачи. Необходимо составить производственную рецептуру бетона марки В 300. Должна быть изготовлена опорная стена. Расстояние между арматурой в свету 30 мм. Уплотняющими средствами служат обычные глубинные вибраторы. Агрессивных сред нет. В качестве материала используется цемент PZ 1/375 и заполнители (песок 0—2, гравий 2—3 и щебень 8—32). Рассев заполнителей дал результаты, изложенные в табл. 13. Состав перемешивается в смесителе MR-500, транспортируется бадьей.

Рис. 56. Схема проектирования бетона

Расчет технологических характеристик. Заполнители выбирают в соответствии с конструктивными данными — расстоянием между стержнями арматуры; максимальная крупность зерна заполнителя принята 32 мм. Желательно подбирать заполнитель с оптимальной крупностью, которая характеризуется линией просеивания А/Б32.

С помощью числа К определим фракции: расчет включены 20% всего заполнителя, прошедшего через сита (табл. 14). Часть у (гравий 2—8) вместе с z должна составлять 38— 62% (см. рис. 42), т. е. в среднем 50%. Тогда для #=50—20=30%. Но так как и часть х (щебень 8—32) имеет зерно размером меньше 8 мм, то берем только 25% от у и это количество указываем в табл. 14. Остаток (часть х) составляет 55%. Результат тот же; вследствие субъективного подхода к расчету отдельные фракции могут изменяться в пределах ±5%. Если суммировать данные в графах табл. 14, то получим значения, характеризующие линию просеивания смеси, составленной из долей х, у и z.

Выбор консистенции и водосодер-жание. Рекомендованные в разд. 4.2.1 уплотняющие средства позволяют выбрать консистенцию V2 и V3. Однако из-за неудобства работы с вибраторами, по условиям задания, выбор более пластичной консистенции V3 представляется более правильным.

Соответственно данным, изложенным в разд. 4.2.6 (см. рис. 45, табл. 8), получаем путем интерполяции содержание воды 156 л/м3. Согласно примечанию 1 к табл. 8, необходимо с учетом доли щебня добавить 5% воды, т. е. 156×1,05= = 164 л/м3.

Предел прочности В/Ц и содержание цемента. В связи с тем, что при такой постановке задачи нет возможности непосредственно определить предел прочности бетона, воспользуемся для этой цели данными табл. 11 и выберем для бетона марки 300 предел прочности 37 МПа. В качестве стандартной прочности цемента принимаем значение 37,5 МПа. Это можно делать при условии, что сроки схватывания и равномерность изменения объема соответствуют нормативным, даже в том случае, если (!) отсутствуют результаты испытания на предел прочности, но при этом не допускается, чтобы цемент до использования хранился больше 28 сут (исключение допускается при хранении цемента в силосах). Таким образом, из рис. 46 получается значение В/Ц=0,47. Отсюда можно определить содержание цемента:

По данным табл. 15 рассчитываем объем бетонной смеси и делаем две проверки. Полученное количество цемента должно быть больше минимального (270 кг/м3), что и достигнуто, а молотых зерен должно быть более 400 кг/м3. Это количество вычисляем из известных долей заполнителя с наименьшим зерном 0—0,25 мм в соответствии с результатами просева:

Обычно получают соотношение компонентов в смеси, которое удобно записать в следующем виде: цемент : заполнитель : вода.

В данном случае это соотношение (по массе, кг) будет: 360 : 1850 : 170, или, принимая массу цемента за единицу, 1 : 5,14: 0,47.

Производственная рецептура. Фактическое количество бетонной смеси, необходимое для предусмотренного смесителя принудительного действия (MR 500) объемом 500 лис коэффициентом выхода 0,67, вычисляют путем умножения этих значений 0,5 X X 0,67=0,33. При совершенно сухих заполнителях тогда потребуется 120 кг цемента, 56 кг воды, 123 кг песка 0—2, 153 кг гравия 2—8, 340 кг щебня 8—32.

В связи с тем, что заполнители хранятся под открытым небом, надо учесть влажность, которая обычно составляет, %:
для песка . .4+10 (в среднем 7%) для гравия . . 2+4 (в среднем 3%) для щебня . . 0+2 (в среднем 1%) При большом содержании мелких фракций гравия и щебня влагосодер-жаиие может быть и выше, в сущности, это зависит от крупности зерна и открытой пористости (см. разд. 4.1).

Возможные ошибки дозировки еще достаточно велики. При изменении погоды следует корректировать водосодержание, тем не менее когда принимаются средние значения влажности, можно избежать резкого ухудшения качества бетона.

Рецептуру следует уточнять путем отбора бетонной смеси непосредственно из смесителя (см. разд. 6.4.7) и последующего анализа ее.

Чтобы изготовить высококачественный бетон, необходимо определить ряд показателей компонентов бетона и сопоставить эти показатели с предъявляемыми требованиями.

Работы, связанные с испытанием, необходимо частично проводить на месте изготовления бетона — даже в том случае, когда там нет полностью оборудованной лаборатории. В связи с этим качество исходных материалов определяется дважды: их поставщиком и изготовителем бетона. Кроме того, необходимо оценить некоторые свойства исходных материалов для проектирования бетонной смеси (например, зерновой состав заполнителей). Для изготовляемого бетона очень важно знать также оценку его качества. На данном этапе практик из получателя превращается в поставщика бетона для строительства.

В последующих разделах мы не описываем все необходимые методы. Выбраны лишь те, которые представляют непосредственный интерес для производства и проведение которых не требует сложных технических мероприятий. Чтобы и практик, не имеющий специального образования в области испытания бетона, смог пользоваться этими методами, весь процесс испытания разделен на отдельные этапы: – А — сущность метода; – Б — методика испытания; – В — приборы (или оборудование) и вспомогательные средства; – Г — проведение испытания; – Д — оценка результатов испытания; – Е — пример расчета; – Ж — причины возможных ошибок опыта.

Навигация:
Главная → Все категории → Бетонная смесь

Методика проектирования состава бетона Текст научной статьи по специальности «Строительство. Архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Суходоева Н. В., Бабицкий В. В.

Предложена универсальная методика проектирования состава бетона, учитывающая условия твердения изделий, а также влияние химических добавок.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Суходоева Н. В., Бабицкий В. В.,

Technique of concrete structure designing

The universal technique of concrete structure designing, taking into account hardening conditions of products and also influence of chemical additives is offered in the article.

Текст научной работы на тему «Методика проектирования состава бетона»

Н. В. Суходоева, В. В. Бабицкий, д-р техн. наук, проф.

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА БЕТОНА

Предложена универсальная методика проектирования состава бетона, учитывающая условия твердения изделий, а также влияние химических добавок.

Подбор состава бетона был, есть и останется одним из самых сложных, обязательных элементов технологии бетона [1-8]. Именно на этой стадии изготовления бетонных и железобетонных изделий закладываются основы долговечности конструкций, их бесперебойной службы в течение всего проектного срока эксплуатации. Оптимальное проектирование состава бетона не требует значительных капитальных вложений, но дает как повышение качества изделий, так и снижение материальных затрат в виде сокращения расхода цемента [9]. Фактически, исходя из современных воззрений на бетоноведе-ние, подбор (лучше — проектирование) состава есть математическая модель прогнозирования основных свойств бетона.

Современные методики должны базироваться на многофакторных моделях, что является залогом повышения точности расчетов. И это достаточно просто подтвердить, проследив, например, тенденцию совершенствования метода абсолютных объемов, реализованную таким известным специалистом, как В. П. Сизов. Однако приоритет в этой области наших отечественных ученых, профессоров И. Н. Ахвер-дова и Н. П. Блещика, неоспорим. Предложенные ими методики проектирования состава бетона нацелены на максимальный учет разнообразных свойств компонентов бетонной смеси, ориентированы на использование различных технологических приемов формования изделий.

Естественно, увеличение числа влияющих факторов приводит и к соответствующему усложнению техники расчетов. Ручной счет становится мало эф-

фективным по причине сложности взаимной увязки аналитических зависимостей, продолжительности расчетов, возможности появления многочисленных ошибок. Однако применение вычислительной техники [10-14] решает проблему оперативности расчетов. Следовательно, методика проектирования состава бетона должна быть удобной для создания на ее основе соответствующего программного обеспечения.

Внедрение современных технологий и добавок в практику работы предприятий по производству бетонных и железобетонных изделий невозможно без соответствующих методов проектирования состава бетона, поскольку основа свойств бетона закладывается именно на данной стадии.

От методики проектирования состава бетона зависит, какой впоследствии мы получим материал. Методика должна учитывать все разнообразие свойств компонентов смеси и особенностей технологического процесса получения бетонных и железобетонных изделий.

Анализ существующих методик проектирования состава бетона

Суть практически любой методики проектирования состава бетона заключается в последовательном выполнении следующих основных операций:

— расчет водоцементного отношения, обеспечивающего весь комплекс требований (прочность, а при необходимости морозостойкость, водонепроницаемость и иные свойства). Практически все существующие методики ос-

новываются на законе водоцементного отношения (рис. 1), позволяющем по заданной прочности рассчитать необходимое водоцементное отношение бетонной смеси. Этот закон обоснован теоретически, нашел убедительное подтверждение на практике и в ревизии не нуждается. Одна-

ко для совершенствования закона для расчета прочности бетона необходимо применение более точных формул, а также получение формул, связывающих водоцементное отношение и с иными параметрами бетона: морозостойкостью, водонепроницаемостью и т. д.;

Рис. 1. Зависимость прочности бетона/б от водоцементного отношения В/Ц

— определение расхода воды, обеспечивающего требуемую удобоуклады-ваемость бетонной смеси. Некоторые методики, например, И. Н. Ахвердова и

Н. П. Блещика, предполагают непосредственный расчет подвижности (или жесткости) бетонной смеси как функции ряда влияющих факторов: консистенции и

объема цементного теста, соотношения мелкого и крупного заполнителей и др. Однако общего признания такие формулы по ряду причин пока не получили. Поэтому в основе большинства действующих методик лежит закон постоянства водопотребности бетонной смеси (рис. 2), подтверждающий на практике факт, что при некоторых расходах цемента (обычно полагают, что до 350 кг) расход воды не изменяется, а определяется маркой бетонной смеси по удобоукладываемости, нормальной густотой цемента, водопо-требностью заполнителей и может назначаться по таблицам и графикам. Это обусловлено тем, что с увеличением расхода цемента водоцементное отношение

уменьшается (при постоянстве расхода воды), что приводит к уменьшению подвижности бетонной смеси. Однако увеличение расхода цемента влечет повышение объема цементного теста, а следовательно, и к росту подвижности бетонной смеси. При расходах цемента до 350 кг эти два фактора компенсируют друг друга, но при большем расходе начинает превалировать один из факторов, что должно компенсироваться введением дополнительного количества воды, равного примерно 1 л на каждые 10 кг цемента сверх 350;

— расчет расхода цемента по известным величинам водоцементного отношения и расхода воды;

— грамотный выбор доли песка в смеси заполнителей (отношение массы песка к сумме масс песка и щебня), обеспечивающий наибольшую удобоук-ладываемость бетонной смеси при минимальном расходе вяжущего. Величину доли песка находят как функцию объема цементного теста (рис. 3) либо

оперируют таким понятием, как коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя растворной частью;

— расчет расходов песка и щебня по известным величинам расходов цемента,

воды и доли песка в смеси заполнителей (или коэффициента раздвижки зерен крупного заполнителя растворной частью).

Рис. 2. Зависимость водопотребности бетонной смеси В от расхода цемента Ц

Рис. 3. Зависимость доли песка в смеси заполнителей г от объема цементного теста Уц

Критический анализ существующих методик проектирования состава тяжелого бетона (НИИЖБа, абсолютных объемов, В. П. Сизова, Ю. Сторка, В. Н. Шми-гальского, И. Н. Ахвердова, Н. П. Блещи-ка, М. А. Шалимо, DIN 1045 и др.) показал, что всем им присущи как достоинства, так и определенные недостатки, не позволяю-

щие принять ни одну из них в качестве единого универсального метода.

При всем разнообразии недостатков можно выделить те, которые характерны практически для всех методик:

— отсутствует возможность полного учета влияния разнообразных химических добавок с различным пластифици-

рующим эффектом на состав бетона;

— не учитывается величина отпускной прочности бетона — требование, обязательное для заводской технологии производства изделий;

— проектируемый состав бетона не увязывается с режимом тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий;

— отсутствует привязка проектируемого состава монолитного бетона к температурно-влажностным условиям твердения в холодном или жарком климате.

Приведенная ниже методика проектирования состава бетона, основанная на учете изменения нормальной густоты цемента при введении пластифицирующих добавок, разработана с целью устранения отмеченных выше недостатков.

Предлагаемая методика проектирования состава бетона

В принципе, в предлагаемой методике проектирования состава бетона указанная последовательность расчетов со-

храняется. Однако имеются существенные отличия, позволяющие, на наш взгляд, повысить точность расчетов и расширить область применения методики.

Во-первых, расход воды следует не назначать по таблицам и графикам (они не могут охватить все разнообразные влияющие факторы), а рассчитывать. При этом расчетные формулы должны быть увязаны как с удобоукла-дываемостью бетонной смеси, так и с многообразными свойствами цемента и заполнителей. И, в первую очередь, следует насколько возможно полно учитывать изменение нормальной густоты цемента, поскольку именно ее уменьшение является целью и итогом введения пластифицирующих добавок в бетонную смесь. В идеале результаты расчетов должны соответствовать закономерностям изменения водопотребности бетонной смеси, представленным на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость начальной водопотребности бетонной смеси В0 от ее удобоукладываемости

Во-вторых, вернувшись к графикам на рис. 2, можно отметить, что они не вполне корректны на стадии превышения расходом цемента величины 350 кг. В литературе имеются данные, что точка пере-

гиба может быть отлична от 350 кг, причем существенно больше при введении пластифицирующих добавок. Кроме того, на этом участке изменения расхода цемента угол наклона прямых линий не

должен быть постоянным. В связи с этим предлагается закон постоянства водопо-требности привязать не к расходу цемента, а к водоцементному отношению (рис. 5). Если водоцементное отношение превышает пределы структурной связности цементного теста (а по И. Н. Ахвердову качественное изменение свойств цементного теста наступает на границе, равной 1,65 относительного водосодержания цементного теста), то расход воды постоянен и зависит лишь от удобоукладываемости бетонной смеси, нормальной густоты цемента и во-допотребности заполнителей. Но в области

структурной связности цементного теста расход воды необходимо увеличивать, причем пропорционально нормальной густоте цемента, в том числе и с химическими добавками. Такой подход к расчету расхода воды представляется логичным, учитывает технологические особенности цементного теста и, что весьма важно, может учесть влияние любых химических добавок, поскольку определение нормальной густоты цемента — операция, обязательная при контроле свойств поступающего цемента и введении добавок.

Рис. 5. Зависимость водопотребности бетонной смеси В от водоцементного отношения В/Ц

В-третьих, важнейшим моментом методики проектирования состава бетона является нахождение оптимального соотношения мелкого и крупного заполнителей. В данной методике его предлагается рассчитывать в зависимости от расхода цемента (примерно как в методике НИИЖБ), а также и от удобоукладывае-мости бетонной смеси (рис. 6). Такой подход вполне логичен и упрощает саму методику проектирования состава бетона.

И, наконец, в-четвертых, в методику проектирования состава бетона обязательно следует ввести фактор времени твердения, без чего современная методика не имеет будущего. Это можно сделать

посредством расчета кинетики гидратации цемента с последующим переходом от степени гидратации к физикомеханическим характеристикам бетона, в частности прочности.

На основании указанных теоретических выкладок получены соответствующие формулы и предлагается следующий порядок расчетов.

1. Рассчитывают водоцементное отношение бетонной смеси:

в/ц = 0,3 кз Г + 0,1, (1)

где кз — коэффициент, зависящий от ка-

чества заполнителей (для щебня кз = 1,0, а для гравия кз = 0,9); /ц — активность цемента, МПа; кто — коэффициент, зависящий от

отпускной прочности бетона; /б — прочность бетона, МПа.

Рис. 6. Зависимость доли песка в смеси заполнителей г от расхода цемента Ц

Величину отпускной прочности бетона учитывают следующим образом:

к то = 1 + 0,009 — 70),

где /отп — отпускная прочность бетона, %.

2. Рассчитывают начальную водопо-требность бетонной смеси В0, обеспечивающую ее требуемую удобоукладывае-мость.

Вначале рассчитывают водоцементное отношение цементного теста, соответствующее пределу связности (согласно воззрениям проф. И. Н. Ахвердова):

где НГ — нормальная густота цемента, %.

Затем рассчитывают величину коэффициента у, определяющего влияние удобоукладываемости бетонной смеси на ее водопотребность:

— для подвижной бетонной смеси

у = 0,7 + 0,094л/Ок , (4)

где ОК — подвижность бетонной смеси, см;

— для жесткой бетонной смеси

где Ж — показатель жесткости бетонной смеси, с.

Начальную водопотребность бетонной смеси определяют по формуле

3. Рассчитывают окончательную, с учетом поправок, водопотребность бетонной смеси В.

Определяют поправку к начальной водопотребности бетонной смеси, учитывая водоцементное отношение цементного теста.

Рассчитывают водоцементное отношение цементного теста:

(ВЦ )т = 0,98 — ВЦ — 0,0094. (7)

Если (ВЦ)т ^ Р, то поправка к расходу цемента не нужна:

Если же (В/Ц)т (1 — Ут)^Рщ, (20)

где рщ — плотность зерен крупного заполнителя, кг/м3.

9. Определяют расчетную плотность бетонной смеси:

Рбсм = Ц + П + Щ + В .

Точность расчетов по предлагаемой методике проверялась по двум параметрам: расходам цемента и воды. Для составов, характеризуемых марками бетонных смесей по удобоуклады-ваемости П1, П2, Ж1, Ж2, прочностью бетона от 15 до 60 МПа и различной отпускной прочности после тепловой обработки, сопоставлялся расход цемента, взятый из [15] и рассчитанный по предлагаемой методике. В результате обработки полученных данных и сопоставительного статистического анализа получены результаты: коэффициент вариации отклонений расхода цемента по литературным данным от рассчитанного составил 5,3 % для бетона естественного твердения; 5,8 % — для бетона с отпускной прочностью 70 %; 5,4 % — для бетона с отпускной прочностью 80. 85 % и 5,4 % — для бетона с отпускной прочностью 100 %.

На рис. 7 приведены кривые, построенные в результате расчета расхода воды по предлагаемой методике для широкого диапазона нормальной густоты цемента, получаемого при введении

в цементное тесто практически всех существующих в настоящее время пластифицирующих добавок. Экспериментальная проверка (в данной работе не приводится) соответствия рассчитанных и фактических расходов воды для добавок С-3

и Стахемент-2000, в целом, подтвердила работоспособность предложенной методики. На этот же график нанесены (в виде заштрихованной области) данные различных исследователей для цемента с нормальной густотой 27.. .30 %.

Фактические данные: О.А. Гершберга, В.Г.Довжика,

Б.Г. Скрамтаева, Д.И. Цейлона

І Іормальная густота цемента. % -е-30 -*-28 —*—26 -в- 24 -о- 22 20,

0 5 10 15 20 см 25

Рис. 7. Зависимость расхода воды В от осадки конуса бетонной смеси

Из представленных материалов видно, что точность расчетов основных компонентов бетонных смесей достаточно высока. Следовательно, рассмотренная методика может успешно применяться для расчета составов тяжелого бетона проектного возраста с требования по прочности, а при наличии формул, увязывающих водоцементное отношение с особенностями структуры бетона, — также по морозостойкости, водонепроницаемости и иным параметрам. Существенное удобство методики в том, что достаточно просто учитывается влияние пластифицирующих добавок — посредством учета нормальной густоты цемента.

Рассмотрим еще один важный вопрос, пока не решенный современным бе-тоноведением — проектирование состава бетона для конструкции, твердеющего в

различных температурно-влажностных условиях. В этом случае технологу необходима информация о кинетике твердения бетона, для чего предложенную методику следует дополнить формулами, позволяющими учитывать ряд факторов: время и особенности твердения изделия, минералогический состав цемента, вид и дозировку химических добавок и т. д.

Ранее нами была получена (посредством модификации формулы И. В. Вольфа) следующая зависимость:

где ^в/ц — коэффициент, зависящий от водоцементного отношения:

Кв/ц = 1,6 — 0,5-(В/Ц — 0,4);

кз — коэффициент, учитывающий качество заполнителей; а — степень гидратации цемента, %.

Степень гидратации а входит в формулу (22) в качестве одного из основных влияющих факторов и для проектного возраста может быть рассчитана [16]:

Степень же гидратации цемента в любом промежуточном возрасте (меньше или больше проектного) в долях от степени гидратации в проектном возрасте, рассчитываемой по (23) или (24), определяется рядом влияющих факторов [16]:

Кф =К’к -К’км -к^ к803 — кс1и — ксЪ, (26)

где СзБ — содержание алита в цементе, %; т — время твердения, сут; р1 — уравнивающий коэффициент, зависящий от вида цемента; р2 — коэффициент, зависящий от содержания минерала С3А в цементе; к — коэффициент, зависящий от температуры твердения цементного камня (бетона); кф — коэффициент, зависящий от влажностных условий твердения цементного камня (бетона); кК — коэффициент, зависящий от начального водосодержания цементного теста; км -коэффициент, зависящий от активности применяемого цемента; к5 — коэффициент, зависящий от тонкости помола цемента; кза — коэффициент, зависящий

от содержания гипса в цементе; к* -коэффициент, зависящий от вида и количества добавки-ускорителя; кс1Р — коэффициент, зависящий от вида и количества пластифицирующей добавки.

Технолог, запроектировав состав по описанной методике, может далее в соответствии с (22) рассчитать прочность в любом требуемом возрасте бетона и, в случае несоответствия прочности заданному значению, откорректировать состав бетона. Таким образом, предложенная методика может быть адаптирована как к расчету кинетики роста прочности бетона в процессе тепловой обработки бетонных и железобетонных конструкций, так и, например, при зимнем их бетонировании.

Предложенная методика, основанная на существующих в бетоноведении общепризнанных закономерностях, может быть успешно, с достаточной для практических расчетов точностью, использована при проектировании составов бетона бетонных и железобетонных конструкций с различными химическими добавками, твердеющих в естественных условиях и при тепловой обработке.

1. Ахвердов, И. Н. Высокопрочный бетон / И. Н. Ахвердов. — М. : Стройиздат, 1961. — 163 с.

2. Блещик, Н. П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и прессваку-умбетона / Н. П. Блещик. — Минск : Наука и техника, 1977. — 232 с.

3. Скрамтаев, Б. Г. Способы определения состава бетона различных видов / Б. Г. Скрамтаев, П. Ф. Шубенкин, Ю. М. Баженов. — М. : Стройиздат, 1966. — 160 с.

4. Баженов, Ю. М. Способы определения состава бетона различных видов / Ю. М. Баженов. -М. : Стройиздат, 1975. — 272 с.

5. Сизов, В. П. Проектирование составов тяжелого бетона / В. П. Сизов. — М. : Стройиздат, 1979. — 144 с.

6. Сторк, Ю. Теория состава бетонной смеси / Ю. Сторк. — Л. : Стройиздат, 1971. — 238 с.

7. Шмигальский, В. Н. Оптимизация составов цементобетонов / В. Н. Шмигальский. -Кишинев : Штиинца, 1981. — 124 с.

8. Шалимо, М. А. Лабораторный практикум по технологии бетонных и железобетонных изделий : учеб. пособие / М. А. Шалимо. — Минск : Выш. шк., 1987. — 196 с.

9. Шлаен, М. Ш. Концепция оптимального проектирования бетона / М. Ш. Шлаен // Бетон и железобетон. — 1992. — № 1. — С. 15-16.

10. Ушеров-Маршак, А. В. Информационная технология бетона ускоренного твердения / А. В. Ушеров-Маршак, А. Г. Синякин // Бетон и железобетон. — 1994. — № 6. — С. 2-4.

11. Краковский, М. Б. ЭВМ-программа для контроля, учета и регулирования производства бетона / М. Б. Краковский, М. И. Бруссер // Бетон и железобетон. — 2000. — № 1. — С. 8-9.

12. Горшков, В. А. Автоматизированное рабочее место для заводской лаборатории / В. А. Горшков, Э. Г. Соркин // Бетон и железобетон. -2000. — № 3. — С. 23-26.

13. Ушеров-Маршак, А. В. «Термобе-тон-М» — информационная технология монолитного бетона / А. В. Ушеров-Маршак, Ю. Б. Гиль, А. Г. Синякин // Бетон и железобетон. -2000. — № 4. — С. 2-5.

14. Бабицкий, В. В. Многофакторное проектирование состава бетона / В. В. Бабицкий, Я. Н. Ковалев // Материалы, технологии, инструменты. — 2005. — № 1. — С. 67-71.

15. СНиП 5.01.23-83. Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций. — М. : Стройиздат, 1985. — 44 с.

16. Бабицкий, В. В. Прогнозирование степени гидратации цемента с химическими добавками / В. В. Бабицкий // Материалы, технологии, инструменты. — 2005. — № 1. — С. 76-79.

Белорусский национальный технический университет Материал поступил 21.01.2009

N. V. Sukhadoeva, V. V. Вabitski Technique of concrete structure designing

The universal technique of concrete structure designing, taking into account hardening conditions of products and also influence of chemical additives is offered in the article.

Проектирование состава бетона

Цель проектирования состава бетона — установить такое соотношение между его компонентами, которое позволяет обеспечить требуемые технологические свойства бетонной смеси и нормируемые показатели качества бетона в установленные сроки при минимальных материальных и энергетических затратах. Для обеспечения экономичности бетона, как правило, стремятся получить бетон с минимальным расходом цемента, так как последний является самым дорогостоящим компонентом.

Проектирование состава производят расчетно-экспериментальным методом, который предусматривает следующий порядок:

  • ? выполнение предварительного расчета состава бетона с использованием формул, графиков, таблиц;
  • ? корректировка состава на опытных замесах.

Состав бетона выражают в виде расхода материалов по массе на 1 м 3 уложенной и уплотненной бетонной смеси. Например: Ц = 320 кг/м 3 ; П = 680 кг/м 3 ; Щ = 1240 кг/м 3 ; В = 180 л/м 3 . [1]

Иногда состав бетона выражают в виде количественного соотношения по массе между составляющими материалами относительно единицы массы цемента (например, Ц : П : Щ = = 1 : 2 : 4 при В/Ц = 0,5).

Принято различать лабораторный (номинальный) состав бетона, который определяют для сухих материалов, и производственный — на основе минеральных заполнителей с естественной влажностью.

Проектирование состава бетона выполняется в следующей последовательности:

  • 1) назначают требования к бетону на основе информации о виде конструкции, для которой он предназначен; условий ее эксплуатации и технологии изготовления;
  • 2) осуществляют выбор материалов для бетона;
  • 3) производят определение расчетного состава бетона;
  • 4) уточняют состав на пробных замесах;
  • 5) назначают производственный состав бетона.

Требования к прочности бетона (одно из основных), а также к другим свойствам исходя из условий эксплуатации бетонных изделий (морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и др.) обычно назначают в соответствии с проектно-технической документацией на конкретную конструкцию.

Удобоукладываемость бетонной смеси, если она задана, следует назначать по СНиП 3.09.01-85 «Производство сборных железобетонных конструкций и изделий» в соответствии со способом формования и видом конструкции. Значения удо- боукладываемости для некоторых наиболее распространенных случаев приведены в табл. 5.11.

Требования к удобоукладываемости бетонной смеси

Конструкция и способ уплотнения

Марка по удобоукладываемости

Плиты дорожные, аэродромные, формуемые на виброплощадке

То же, на роликовой установке

Аэродромные, дорожные плиты, формуемые роликовым без- вибрационным способом

Выбор материалов производится с учетом рекомендаций, приведенных в § 5.3.

Если использовать более низкие марки цемента, его расход повысится, а если слишком высокие — расчетный расход цемента может оказаться меньше минимальных значений, требуемых для получения нерасслаиваемой бетонной смеси и бетона заданной плотности. В обоих случаях составы бетона не будут отвечать требованиям экономичности.

Расчет лабораторного состава бетона производится по методу абсолютных объемов. Согласно этому методу расход всех четырех компонентов бетонной смеси должен быть таким, чтобы сумма их абсолютных объемов составляла 1000 л (при этом не учитывается объем вовлеченного воздуха):

где Ц, В, П, Щ — соответственно расход цемента, воды, песка и щебня, кг; рц, рп, рщ — соответственно истинная плотность цемента, песка и щебня, кг/м 3 .

Расход материалов определяют в следующем порядке.

1. Вычисляют цементно-водное отношение:

? для Ц/В 2,5

Если к бетону предъявляются дополнительные требования по морозостойкости и водонепроницаемости, то полученные значения Ц/В сравнивают с нормированными и для дальнейших расчетов принимают большее из них.

2. Ориентировочный расход воды (В) принимают по табл. 5.12 в зависимости от требуемой удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности заполнителя.

Ориентировочный расход воды на 1 м 3 бетонной смеси на плотных заполнителях, л

Марка бетонной смеси по удобо- укладываемости

Крупность заполнителя, мм

Примечания: 1. Расход воды дан для смесей на цементе с нормальной густотой теста 27 % и песка с модулем крупности Мкр = 2.

  • 2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону количество воды следует уменьшить на
  • 3. 5 л/м 3 , в большую сторону — увеличить на ту же величину.
  • 3. В случае изменения модуля крупности песка в меньшую сторону на 0,5 его значения, расход воды следует увеличить на 3. 5 л/м 3 , а при изменении Мкр в большую сторону — уменьшить на ту же величину.
  • 3. Расход цемента определяют уже с учетом найденных значений Ц/В и В:

Полученное значение расхода цемента необходимо сверить с нормативными требованиями ГОСТ 26633-91 по минимальному расходу цемента, назначаемому в зависимости от характера армирования конструкции, условий эксплуатации и вида цемента. Так, например, при использовании бездобавочного портландцемента минимальный расход составляет: для неар- мированных конструкций — 150 кг/м 3 , для армированных ненапрягаемой арматурой, подверженных атмосферным воздействиям, — 200 кг/м 3 , для конструкций с предварительно напряженной арматурой, подверженных атмосферным воздействиям, — 240 кг/м 3 . Если в результате расчета по формуле (5.11) получилась величина меньше требуемой по норме, следует принять нормативное минимальное значение расхода цемента.

  • 4. Для определения расхода крупного и мелкого заполнителей задаются двумя условиями:
  • 1) сумма абсолютных объемов всех компонентов в уплотненном состоянии равна 1000 л (1 м 3 );
  • 2) цементно-песчаный раствор должен заполнить все пустоты между крупным заполнителем с учетом некоторой раздвижки зерен этим раствором. Величина раздвижки задается коэффициентом раздвижки зерен крупного заполнителя (щебня или гравия), который показывает, на сколько объем раствора превышает объем пустот.

Избыток растворной части необходим для получения удо- бообрабатываемой бетонной смеси и хорошего (полного) связывания зерен заполнителя в единый прочный монолит. Это условие можно записать уравнением

где рц и рп — истинная плотность соответственно цемента и песка; Уищ — пустотность крупного заполнителя

(Vn щ = 1 — рн / рщ); — насыпная плотность крупного заполнителя; а — коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя.

Значение коэффициента а для жестких бетонных смесей принимается равным 1,05. 1,15. В подвижных бетонных смесях значение коэффициента раздвижки зерен изменяется в более широком интервале: а = 1,25. 1,55. Величина а принимается тем больше, чем выше требуемая подвижность бетонной смеси, так как для увеличения пластичности смеси зёрна крупного заполнителя должны быть более отдалены друг от друга.

Для расчета состава бетона может быть использована зависимость а от объема цементного теста Vn r (рис. 5.7).

Объем цементного теста рассчитывается по формуле

Решая систему уравнений (5.8) и (5.12), можно рассчитать необходимое количество щебня (гравия) на 1 м 3 бетона:

где р“ , рщ — соответственно насыпная и истинная плотность щебня (гравия), кг/м 3 .

Рис. 5.7. Зависимость коэффициента раздвижки а от объема цементного теста для подвижных смесей

Расчет расхода мелкого заполнителя (песка П) на 1 м 3 бетона выполняется по формуле

Для обычных тяжелых бетонов расчетная плотность бетонной смеси в уплотненном состоянии, определяемая по формуле

находится в пределах 2350. 2450 кг/м 3 .

Расчетный состав бетона уточняется на пробных замесах. Вначале готовится замес бетонной смеси для проверки удобо- укладываемости. Вследствие особенностей применяемого цемента и местных заполнителей возможно отличие величины осадки конуса или жесткости бетонной смеси от принятой в расчете. Если смесь оказывается более подвижной, добавляют небольшое количество песка и крупного заполнителя (примерно по 5. 10 %) до обеспечения требуемой удобоукладываемо- сти; если менее подвижной — добавляют небольшое количество воды (5. 10 %) и на столько же увеличивают расход цемента, чтобы сохранить расчетное цементно-водное отношение.

Пробные замесы повторяют до тех пор, пока не получат требуемые показатели удобоукладываемости.

В обоих случаях производят перерасчет состава по фактической плотности бетонной смеси, полученной при способе уплотнения, принятом в производственных условиях.

Из бетонной смеси, откорректированной по удобоукладываемости, изготовляют контрольные образцы, которые после твердения в нормальных условиях в течение 28 сут. испытывают на прочность на сжатие. Если прочность контрольных образцов отличается от заданной более чем на 15 %, количество цемента корректируют, изготовляют контрольные образцы и снова их испытывают. Результатом экспериментальной проверки расчетного состава бетона является новый уточненный состав, учитывающий свойства конкретных материалов.

В производственных условиях для приготовления бетонных смесей зачастую используются влажные заполнители.

Дополнительная вода, содержащаяся в заполнителях, приводит к необходимости корректировки составов. В результате пересчета расхода материалов с учетом фактической влажности заполнителей получают производственный (рабочий) состав бетона.

Вначале рассчитывают количество воды, привнесенное заполнителями:

где Wn, Wm — влажность песка и крупного заполнителя, %; АВ„ и ДВЩ — количество воды, содержащееся соответственно в песке и щебне, кг/м 3 .

Затем устанавливают расход воды с учетом влажности заполнителей:

Чтобы сохранить расчетное количество заполнителей в смеси, их расход увеличивают на то количество воды, которое в них содержится. В производственном составе расходы песка и щебня, с учетом влажности, будут:

Расход цемента при пересчете в производственном составе остается неизменным.

Объем бетонной смеси всегда меньше суммарного объема ее компонентов в насыпном состоянии. Это объясняется тем, что в процессе перемешивания более мелкие зерна заполняют пустоты в более крупных, цементное тесто заполняет пустоты в самых мелких зернах. Для оценки объема получаемой смеси рассчитывается коэффициент выхода бетонной смеси:

где — насыпная плотность цемента, песка, щебня, кг/м 3 .

Коэффициент (3 используется также для оценки качества уплотнения бетонной смеси и расчета производительности бетоносмесителей. Среднее значение коэффициента выхода для тяжелых бетонов составляет 0,67, для легких — 0,75.

  • [1] Здесь и далее Ц — цемент, П — песок, Щ — щебень, В — вода.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительство и ремонт
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector