Проектирование состава бетона

Подбор состава бетона производят с целью получения бетона с требуемыми качественными показателями, установленными в проектной документации на изделия или конструкции, при минимальном расходе цемента или другого вяжущего.

Состав бетона подбирают на средний уровень прочности бетона, устанавливаемый в соответствии с фактической его однородностью по прочности на сжатие, растяжение или растяжение при изгибе.

Начальный состав бетона рассчитывают исходя из фактических характеристик материалов по известным методикам. Дополнительные составы рассчитывают аналогично начальному при значениях варьируемых параметров состава бетона, отличающихся от принятых при расчете начального на ±(15…30%).

После определения номинального состава, устанавливают рабочий состав бетона с учетом фактической влажности заполнителей, который передают в производство. При изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций с целью повышения их надежности и безопасности проводят статистический контроль и приемку бетона по прочности с учетом фактической однородности.

Контроль может осуществляться разрушающим (по результатам испытаний образцов на прессе) или неразрушающим (ультразвуковым сквозным прозвучиванием или отрывом со скалыванием) методами. Прочность на растяжение и сжатие в проектном возрасте (для сборных конструкций) контролируется только по образцам.

Для определения однородности прочности бетона номинального рабочего состава на месте изготовления конструкций в течение месяца, так называемого анализируемого периода, производят отбор не менее 30 проб бетонной смеси (по две пробы от каждой партии бетона), из которых изготовляют соответствующее количество серий контрольных образцов по каждому виду прочности (отпускной, передаточной, в промежуточном и проектном возрасте).

В качестве характеристики однородности прочности бетона используют средний коэффициент вариации по всем партиям бетона за месяц. Его вычисляют как среднеарифметическое из 15 коэффициентов вариации локальных партий бетона.

Далее, исходя из найденного среднего партионного коэффициента вариации в соответствии с рекомендуемыми правилами контроля прочности бетона, определяют коэффициенты требуемой прочности бетона, на основании которых вычисляют контрольные характеристики требуемой, среднего уровня, верхней предупредительной границы прочности и некоторые другие ограничительные характеристики прочности бетона (в проектном возрасте) и локальных коэффициентов вариации прочности по отдельным партиям.

Сохраняя в этот период методику отбора и испытания проб бетонной смеси, принимают его за анализируемый и вычисляют новые значения среднего партионного коэффициента прочности и других статических характеристик прочности бетона, которые распространяют на последующий контролируемый период и т.д.

Приведенная методика подбора состава бетона распространяется на все его виды. Учитывая большой объем вычислений, все расчеты и анализ полученных данных выполняются на компьютере по специальной программе. Проектирование состава бетона имеет цель установить такой расход материалов на 1 м³ бетонной смеси, при котором наиболее экономично обеспечивается получение удобоукладываемой бетонной смеси и заданной прочности бетона (морозостойкости, водонепроницаемости и специальных свойств).

Бетон должен быть однородным это важнейшее техническое и экономическое требование. В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента составляет 815%, а заполнителей 8085% (по массе). Поэтому в виде заполнителей применяют местные каменные материалы: песок, гравий, щебень, а также побочные продукты промышленности (например, дробленные и гранулированные металлургические шлаки), характеризующиеся сравнительно невысоким уровнем издержек производства.

Состав бетонной смеси: соотношение по массе цемента, воды, песка и щебня (или гравия). Водоцементное отношение (В/Ц) определяем исходя из задания по вышеприведённым формулам.

Расход цемента (Ц)по формуле: Ц = (Ц/В)/В.

Расход воды (В) считаем равным 200 л/м³ бетона (более точно по таблице), включая воду из расчёта влажности заполнителей.

Расход щебня (Щ) определяем исходя из истинной (pщ) и насыпной (pн) плотности щебня, пустотности щебня (Vпус.щ.) в рыхлом состоянии и коэффициента раздвижки зёрен (α – по таблице; 1,051,2 для жёстких смесей; 1,2 и выше для подвижных) по формуле:

Щ (г) = 1000/ (Vпус.щ α / pн +1/ pщ). (8.4)

Расход песка (П):

П = [1000 (Ц/ρц + В + Щ )/ pщ ] pп, (8.5)

где pц, pщ, pп плотности цемента, щебня и песка, кг/м³.

Бетон должен быть однородным это важнейшее техническое и экономическое требование. Приготовление бетонной смеси производят в бетоносмесителях вращающегося типа. При изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций с целью повышения их надежности и безопасности проводят статический контроль и приемку по прочности с учетом фактической однородности.

Вычисленные характеристики однородности и прочности используются для контроля производства в течение так называемого контролируемого периода, продолжительность которого составляет также один месяц.