Подбор состава тяжелого бетона

где     - пустотность  щебня или гравия в стандартном  рыхлом состоянии;

           - коэффициент раздвижки зерен щебня или гравия раствором;

     ρщ. - удельный вес щебня или гравия;

             ρн.щ. - объемный вес щебня или гравия.

Коэффициент раздвижки  для пластичных бетонных смесей выбирем по Табл. 2, в которой приведены значения  для бетонной смеси на песке средней крупности водопотребности 7%.

Таблица 2

Коэффициент раздвижки зерен  К_раз в зависимости от расхода цемента и В/Ц

Расход цемента, кг, на 1 м3 бетона	В/Ц
	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
250	-	-	-	1,26	1,32	1,38
290				1,34
300	-	-	1,30	1,36	1,42	-
350	-	-		1,44
400	1,31	1,40	1,46	-	-	-
500	1,44	1,52	1,56	-	-	-
550	1,52	1,56	-	-	-	-

 

Для нашего варианта число расхода цемента 290 кг на 1 м³, и при водоцементном отношении 0,6 получаем К_раз=1,34.

n=(2950- Ρщ.н.)/2950=0,51

Ρщ.н.=2950-(2950*0,51)

Ρщ.н.=1445

Теперь можно рассчитать расход крупного заполнителя (щебня или гравия):

Щ = 1/((0,51*1,34/1445) + ( 1/2950)) = 1231,6 кг

5)Определим расход песка.  Расход песка рассчитывается как остаток от кубометра за вычетом щебня, воды и цемента через плотность песка:

               П = ( 1- ( Ц/ ρц. + В/1000 + Щ/ ρщ.))* ρп.                               (4)

где       П - расход песка;

             Ц - расход цемента;

             ρц. - плотность цемента истинная;

             В - расход воды;

             Щ - щебень;

             ρщ. - плотность щебня истинная;

             ρп. – плотность песка.

Согласно техническим  данным, плотность цемента есть не что иное, как частное измерение  массы зерен вещества к его  объему без учета пор и воздушных  пустот. В зависимости от площади  занимаемой поверхности, она составляет 3000/3200 кг/м3. Насыпная же плотность цемента  в рыхлом состоянии имеет значение 1100/1200 кг/м3, в уплотненном – 1500/1600 кг\м3. При расчете материала на крупных объектах, как правило, руководствуются  усредненной цифрой, согласно которой  плотность цемента принимается  как 1300 кг/м3.

Для нашего варианта получаем:

П = (1 – ( 290/3100 + 173/1000 + 1231,6/2950))*2650 = 837,4 кг

В результате проведенных  расчетов получается следующий ориентировочный  номинальный (лабораторный) состав бетона (кг/м³): 
Цемент  -  290  
Вода      -  174 
Песок    -  837,4 
Щебень -  1231,6 
ИТОГО    2533 кг/ м³

ρб. См. =2533кг/ м³

Полученное в итоге  значение является расчетной плотностью бетонной смеси, т.е.

5. Коэффициент выхода бетона:

При изготовлении бетонной смеси происходит как бы уменьшение общего объема материалов, так как  зерна песка располагаются между  зернами щебня, частицы цемента- между зернами песка. Поэтому, если насыпать в определенную емкость  цемент, песок, щебень, а затем начать их перемешивать, то будет получен  объем бетонной смеси меньше первоначального  объема. Степень уменьшения объема характеризуют коэффициентом выхода бетона, который определяют по формуле: 
          β = 1000/(Ц/ρн.ц. + П/ ρн.п. + Щ/ ρн.щ.)                  

          β = 1000/(290/1300 + 837,4/1650 + 1231,6/1445) = 632м³.

Если при расчете материалов на один замес бетоносмесителя  исходят  из условия, что сумма объемов  цемента, песка и щебня соответствуют  объему барабана бетоносмесителя, то расход материалов определяют, умножая расход материалов на 1м³ на объем барабана и коэффициент выхода бетона.

           Vбар=

Бетон - материал неоднородный: его прочность колеблется от замеса к замесу, и даже образцы, взятые из одного замеса, заметно отличаются по прочности. Это объясняется изменчивостью  в качестве сырья, неточность его  дозировки, неоднородности его перемешивания  и уплотнения, различием в режиме твердения. Поэтому средняя кубиковая  прочность бетона и определяемая на ее основе марка бетона не дает гарантии получения именно этой прочности  бетона (прочность может оказаться  как больше так и меньше).

Поэтому было введено понятие класс бетона по прочности (В) - прочность бетона с гарантированной обеспеченностью 0,95. Это значит, что установленная классом прочность обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100.

Статистикой установлен нормативный коэффициент вариации прочности бетона n=13,5 %. Для определения класса бетона (В) по известной кубиковой прочности (R) и коэффициенту вариации (n) используют формулу

В = R (1 - 1,64 n).

При n = 13,5 % В = R · 0,778. Из формулы следует, что чем выше коэффициент вариации, тем ниже класс бетона при одной и той же марке (средней прочности).

При малом числе образцов для вычисления класса бетона В можно воспользоваться табл.3

Таблица 3

Соотношение между  марками и классами тяжелого бетона по прочности при коэффициенте вариации 13,5 %

Класс бетона	Средняя прочность данного  класса, кгс/см2	Ближайшая марка бетона	Класс бетона	Средняя прочность данного  класса, кгс/см2	Ближайшая марка бетона
В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25	46 65 98 131 164 196 262 327	М50 М75 М100 М150 М150 М200 М250 М350	В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60	393 458 524 589 655 720 786	М400 М450 М550 М600 М600 М700 М800

   

 

Заключение.

Ну а в заключении можно  сказать, что появление бетонных конструкций стало настоящим прорывом в строительстве 20 века. Благодаря бетону кардинально изменились наши представления о прочности, долговечности и надежности. С появлением этого материала современные города перестали быть плоскими и малоэтажными, в моду вошли небоскребы, символы мощи и современности новой эпохи. Этот материал резко изменил наш мир, сделав его более безопасным и доступным.