Сравнение расчетных составов бетона

Представим себе стандартную ситуацию – один из компонентов бетона необходимо заменить. То есть, допустим, что вы использовали для бетона высококачественный крупнозернистый песок и у вас была формула состава, по которой вы рассчитывали массу песка и добавляли его в бетонную смесь, а теперь вам привезли мелкозернистый песок, да еще и с другой водопотребностью. У вас в глубине души есть предположение, что, наверное, формула состава должна быть другая – количество песка нужно брать другое, а, следовательно, и все доли других компонентов поплыли. Давайте проведем сравнительный анализ того, насколько сильно изменится состав бетона при замене одного из компонентов.

Пусть у нас изготавливается бетон прочностью Rб = 300 кгс/см2 с подвижностью бетонной смеси ОК = 4 см на портландцементе марки 400 с истинной и насыпной плотностями 3,1 и 1,2 г/см3 с использованием щебня крупностью 40 мм с истинной и насыпной плотностями 2,7 и 1,45 г/см3 с пустотностью 0,465, и крупнозернистым песком в водопотребностью 5% с истинной и насыпной плотностями 2,65 и 1,6 г/см3. В предыдущей статье мы детально провели расчет такого состава с корректировкой и получили формулу:

ц:п:щ:в = 1:2,5:3,94:0,57 (по массе).

            Рассчитаем состав для мелкозернистого песка с модулем крупности Мк = 1, с истинной плотностью ρпи = 2,62 г/см3 и насыпной плотностью ρпн = 1,5 г/см3 с водопотребностью 9%. Коэффициент качества заполнителей в формуле расчета прочности бетона примем равным 0,55. Итак, для расчета состава нам необходимо определить, во-первых, водоцементное отношение:

Ц/В = Rб/(0,55Rц) + 0,5 = 1,86,

В/Ц = 0,54.

Далее необходимо определить количество воды, которое мы определяем по таблице расходов:

В = В0 + Вп = 175 + 15  = 190 л/м3.

            Количество воды 15 л было взято на основании корректировки данных по таблице расходов: она была составлена для средних песков водопотребностью 7%. При меньшей водопотребности расход воды надо снижать на 5 л/м3 на каждый процент уменьшения водопотребности, при большей водопотребности (>7%) количество воды надо увеличивать на 5 л/м3 на каждый процент превышения водопотребности.

Количество цемента Ц = В·Ц/В = 353 кг/м3. Количество щебня и песка определяем по формулам:

Щ = 1000/(1,31·0,465/1,45 + 1/2,7) = 1260 кг/м3,

П = (1000‑353/3,1‑1260/2,7‑190)·2,62 = 610 кг/м3.

            Расчетная объемная масса mбс = Ц+П+Ш+В = 2413 кг/м3 и состав бетона:

Ц:П:Щ:В = 1:x:y:z = 1:1,73:3,56:0,54.

            Как видим, состав на новом песке довольно существенно отличается от прежнего, а именно, уменьшилось количество песка и щебня, В/Ц изменилось не так сильно. Уменьшение количества песка компенсируется увеличением количество цемента! Если в прежнем составе расход цемента был 290 кг/м3, то в новом составе нам необходимо его увеличить на 63 кг.

Допустим далее, что мы сделали пробный замес и его результаты показали следующее: для получения заданной подвижности бетонной смеси потребовалось увеличить на 5% количество заполнителей и объемная масса скорректированного состава оказалась равной 2405 кг/м3. Увеличение на 5% заполнителей приводит к следующим значениям: Щ = 1,05·1260 = 1323 кг/м3, П = 1,05·610 = 640 кг/м3 и скорректированный состав будет иметь следующую формулу:

Ц:П:Щ:В = 1:1,81:3,74:0,54,

а расход материалов на 1 м3 будет такой:

Ц = 2405/(1+1,81+3,74+0,54) = 340 кг/м3,

П = 340·1,81 = 615 кг/м3; Щ = 340·3,74 = 1270 кг/м3; В = Ц·В/Ц = 183 л/м3.

Аналогично проведенный расчет для бетона на прежних компонентах (с крупнозернистым песком), но для жесткой бетонной смеси, показатель жесткости которой равен 100 сек, дает следующую формулу:

Ц:П:Щ:В = 1:3,1:5,9:0,57

с объемной массой mбс = 2485 кг/м3. Для сравнения мы свели все данные в одну таблицу, которая приведена ниже.

Данные расчетов состава бетона

Показатели

Состав

песок крупнозернистый, ОК = 4

песок мелкозернистый

песок крупнозернистый, показатель жесткости, 100 сек

Жесткость смеси, сек

100

Подвижность смеси, ОК, см

4

4

Водопотребность песка, %

5

9

Водоцементное отношение

0,57

0,54

0,57

Расход цемента кг/м3

290

353

235

Расход песка кг/м3

770

610

730

Расход щебня кг/м3

1210

1260

1285

Расход воды кг/м3

165

190

135

Объемная масса бетонной смеси, кг/м3

2435

2413

2485

Комментарии закрыты.