Правило постоянства водопотребности: расчет расхода цемента

Необычность явления постоянства водопотребности бетонной смеси заключается в том, что ее подвижность не зависит от количества вяжущего материала и определяется только количеством воды. Это утверждение справедливо в диапазоне расхода цемента – от 200 до 400 кг/м3. Постоянство водопотребности связано с тем, что увеличение вязкости цементного теста при введении дополнительного количества цемента компенсируется утолщением пленок цементного теста на зернах заполнителей, уменьшая коэффициент трения между ними. В результате подвижность бетонной смеси не изменяется. Однако при увеличении содержания цемента больше 400 кг/м3 подвижность уменьшается, причем достаточно заметно, и количество воды, обеспечивающее прежнюю удобоукладываемость, возрастает.

Например, рассчитаем расход воды в бетоне №2, если в равноподвижном бетоне (бетонная смесь) №1 он равен 180 кг/м3, и при этом оба бетона изготовлены из одинаковых материалов, однако прочность бетона №2 равна 300 кгс/см2, №1 – 200 кгс/см2, расход цемента для бетона №2 – 360 кг/м3 и №1 – 270 кг/м3. Для расчета воспользуемся формулой:

Rб = А(Ц/В – 0,5), (1)

выражая откуда В, получим:

В = Ц/(0,5 + Rб/А).

Коэффициент А определим из формулы для бетона №1:

А = Rб/(Ц/В – 0,5) = 200/(200/180 – 0,5) = 200, (2)

и, подставляя этот коэффициент в формулу для определения количества воды, получим:

В = 360/(300/200 + 0,5) = 180 кг.

Таким образом, количество воды осталось неизменным.

В следующем примере, определим прочности бетонов из равноподвижных бетонных смесей, если расход цемента равен 300, 350 и 400 кг/м3. При этом известно, что при расходе цемента Ц = 250 кг/м3 и воды В = 200 л/м3 прочность бетона Rб = 140 кгс/см2. Для расчета воспользуемся формулами (1), (2):

A = 140/(250/200 – 0,5) = 187 кгс/см2,

и, подставляя это значение А в формулу (1), получим:

R’б = 187(300/200 – 0,5) = 187 кгс/см2,

R’’б = 187(350/200 – 0,5) = 234 кгс/см2,

R’’’б = 187(400/200 – 0,5) = 280 кгс/см2.

            Рассчитаем, как изменится прочность бетона, если расход цемента в равноподвижной бетонной смеси увеличить в 1,5 раза – с 260 до 390 кг/м3. Для количества воды возьмем величину 180 л/м3, активность цемента 400 кгс/см2, коэффициент качества заполнителей Аз = 0,6.

Для расчетов воспользуемся формулой (1), где А = АзRц:

Rб1 = 0,6·400(260/180 – 0,5) = 225 кгс/см2

Rб2 = 0,6·400(390/180 – 0,5) = 400 кгс/см2.

Таким образом, прочность бетона увеличивается почти в два раза.

Рассчитаем для следующего примера расход цемента активностью 400 кгс/см2 для бетона прочностью 200 и 300 кгс/см2, если водопотребность В = 196 л/м3, коэффициент качества заполнителей 0,6. Для расчета воспользуемся формулой (1), где А = АзRц, выразив в явном виде расход цемента Ц:

Ц = RбВ/0,6Rц + 0,5В.

Тогда для расхода цемента получим:

Ц1 = 261 кг/м3,

Ц2 = 346 кг/м3.

В следующем примере рассчитаем, как изменится расход цемента, если его активность изменилась от Rц = 450 кгс/см2 до 330 кгс/см2 при расходе воды 180 л на 1 м3 и требуемой прочности бетона 300 кгс/см2. Коэффициент качества заполнителей Аз = 0,6.

Рассчитаем расход цемента для бетона с активностью цемента 450 кгс/см2:

Ц/В = Rб/0,6Rц + 0,5 = 1,61,

Ц1 = 290 кг/м3.

Для бетона с активностью цемента 330 кгс/см2 по аналогии получим:

Ц2 = 362 кг/м3.

Следовательно, изменение расхода цемента на 1м3:

ΔЦ = 72 кг/м3 = 25%.

Комментарии закрыты.