Расчет состава бетона без ошибок. Расчет состава бетона


11 Лабораторная работа № 7 __________________________________________________________________

Расчет и подбор состава бетона

7.1. Цель работы

Проектирование составов тяжелых бетонов заданных физико-механических свойств.

7.2. Содержание работы

  1. Рассчитать состав бетона.

  2. Корректирование расчетного состава бетона по подвижности (жесткости).

  3. Определение класса бетона.

7.3. Основные теоретические положения

Бетон — это искусственный камень, полученный в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителя. Смесь из указанных выше материалов до начала ее твердения называется бетонной смесью.

Состав бетона выражается расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3уложенной и уплотненной бетонной смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т.е. 1:Х:Y(цемент : песок : щебень и гравий).

Основной характеристикой бетонной смеси является ее подвижность или жесткость. Подвижность определяется величиной осадки (см) конуса из бетонной смеси; жесткость характеризуется показателем жесткости (сек).

Основная характеристика бетона — класс бетона — предел прочности при сжатии образцов-кубов размером 151515 см, изготовленных стандартным методом, выдержанных в нормальных условиях и испытанных через 28 дней после изготовления.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), рассчитанный для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) — для материалов в естественно-влажном состоянии.

Для расчета состава тяжелого бетона имеется несколько методов. В данной работе состав бетона определяется расчетно-экспериментальным путем, который предусматривает предварительный расчет состава по формулам и последующую экспериментальную проверку и уточнение состава с помощью пробного замеса с последующим испытанием контрольных образцов.

Расчет состава бетона

Водоцементное отношение В/Ц вычисляется исходя из требуемого класса бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

где Rб — марка бетона;

Rц — активность цемента;

AiA1 — коэффициенты, учитывающие качество материала:

высококачественные заполнители: А = 0,65; А1 = 0,43;

рядовые заполнители: А = 0,60; А1 = 0,4;

пониженного качества: А = 0,55; А1 = 0,37.

Расход воды (водопотребность в л/м3) определяется ориентировочно по графику или таблице исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси и наибольшей крупности заполнителя.

Таблица 7.1

Водопотребность бетонной смеси

ОК, см

Ж, см

Расход воды, л/м3, при крупности: (мм)

Гравия

Щебня

10

20

40

70

10

20

40

70

40-50

150

135

125

120

160

150

135

130

25-35

160

145

130

125

170

160

145

140

15-20

165

150

135

130

175

165

150

145

10-15

175

160

145

140

185

175

160

155

2-4

190

175

160

155

200

190

175

170

5-7

200

185

170

165

210

200

185

180

8-10

205

190

175

170

215

205

190

185

10-12

215

205

190

180

225

215

200

190

12-16

220

210

197

185

230

220

207

195

Примечание:

  1. Расход воды для смеси по ПЦ с НГЦТ = 26-28% и песка с МК = 2.

  2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3-5 л, в большую сторону — увеличивается на 3-5 л.

  3. При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3-5 л, в большую сторону — уменьшается на 3-5 л.

Расход цемента находится по формуле:

,

где В — расход воды, л/м3.

Необходимо, чтобы этот расход был не ниже минимально допустимого по нормам (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Смесь

Подвиж­ность, см

Жест­кость, с

Цmin, кг/м3, при предельной крупности заполнителя, мм

10

20

40

Особо жесткая

0

> 30

160

150

140

Жесткая

0

5-30

180

160

150

Малоподвижная

1-4

200

180

160

Подвижная

4-15

220

200

180

Литая

> 15

250

220

200

Определение крупного и мелкого заполнителя производится на основе, с одной стороны, получения бетона плотного строения, с другой — обеспечения минимального расхода цемента.

Формулы для определения расхода песка и щебня (гравия) получаем из решения системы двух уравнений:

где Ц, В, П, К — соответственно расходы цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг;

ц, в, п, к — истинные плотности цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг/м3;

Vп — пустотность крупного заполнителя;

нк — насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м3;

 — коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя раствором, который для пластичных смесей принимается по табл. 7.3, а для жестких —  = 1,051,2.

Таблица 7.3

studfiles.net

Расчет состава бетона | Бетон и цемент

Расчет состава бетона

Перед тем как смешать необходимые компоненты бетонной смеси и приготовится к ее укладке, необходимо правильно рассчитать количество каждого компонента в объеме или в процентном соотношении к другим компонентам. Это нужно для того чтобы получить готовый бетон, который будет обладать необходимыми свойствами и техническими характеристиками.

Общие сведения о расчете состава бетонной смеси

Расчет компонентов бетона по процентному соотношению одного компонента к другому, производится только в тех случаях, когда необходимо получить лишь небольшое количество готовой бетонной смеси. При производстве бетона в больших количествах или для заливки большого объема, каждый компонент просчитывается согласно весу каждого компонента. Вес выбирается из расчета того, что готовый бетон должен получить необходимые характеристики.

В итоге расчет состава бетонной смеси сводится к 2 способам:

  1. соотношение «1 : X : Y», — «цемент : песок : щебень»;
  2. расход материала на 1 м3 готового бетона, например – цемент = 250 кг, песок = 550 кг, щебень = 1050 кг, вода = 150 литров.

Состав бетона рассчитывается только с учетом сухих материалов и получив номинальный состав «1 : X : Y», его приводят к полевому (рабочему) составу «1 : X1: Y1» используя для этого специальные формулы.

Влияние марок компонентов бетона

Следующие графики показывают зависимость увеличения прочности готового бетона при нагреве от типа вяжущего вещества, которое используется в его составе.

Графики нарастания прочности:

Графики нарастание прочности бетонов

Расшифровка:

  • а – портландцемент;
  • б – шлакопортландцемент;
  • в – пуццолановый портландцемент.

При необходимости изготовить небольшое количество бетонной смеси, ее состав можно подобрать по готовым таблицам, но только с последующей проверкой готового опытного образца из небольших замесов. При изготовлении большого количества бетонной смеси или готовой бетонной конструкции, рабочий состав бетонной смеси определяется опытным путем на основе экспериментальных замесов.

Производство ячеистого бетона

По окончании всех опытов и экспериментов назначенный состав бетонной смеси должен быть таким, чтобы после уплотнения этой смеси, готовый бетон или бетонная конструкция должна отвечать всем установленным техническим требованиям, при этом должна обеспечиваться максимальная экономия цемента, а готовый бетон должен иметь большой срок службы.

Для того чтобы бетонная смесь получилась как можно более экономически выгодной, необходимо обеспечить ее наименьшую подвижность, но которая будет допускаться к уплотнению и формовке изделий. Размеры зерен крупного заполнителя должны быть как можно больше по своему размеру, а марка вяжущего вещества должна строго соответствовать марке желаемого готового бетона.

Таблица соответствия марок вяжущего вещества и марок бетона:

Марка вяжущего

Марка бетона

М300

М100

М400

М150

М400

М200

М500

М300

М600

М400

М800

М600

Для правильного подбора состава бетонной смеси, необходимо обладать следующими данными:

  • необходимая прочность и марка готового бетона спустя определенное время естественного твердения или после пропарки;
  • вид и марка вяжущего вещества;
  • характеристика заполнителя: размеры зерен, пустотность, объемный и удельный вес;
  • желаемая удобоукладываемость (жесткость) и подвижность смеси.

Последовательность расчета состава бетона

Бетонная смесь

Этап №1: необходимо определить ориентировочное цементноводное отношение, которое может быть путем расчета формул прочности или взято из таблицы.

Таблица 1. Цементноводное отношение в бетонной смеси.

Ц/В

прочность бетона в % от марки цемента через

1 сутки

2 суток

3 суток

28 суток

В/Ц

3,33

30

47

57

110

0,3

2,86

28

45

55

100

0,35

2,5

25

38

48

90

0,4

2,2

20

32

40

70

0,45

2

16

27

34

63

0,5

1,81

14

22

28

56

0,55

1,67

12

19

25

50

0.6

Этап №2: необходимо определить количество воды для предварительного затворения, делается это отдельно по 2-м таблицам для жестких и пластичных смесей.

Таблица 2. Расход воды для жестких бетонных смесей (л/м3).

Вид крупного заполнителя

удобоукладываемость смеси (сек.)

30-50

60-80

90-120

150-200

Гравий до 20-40 мм

160-150

150- 140

140-135

128-130

Щебень до 20-40 мм

170-160

160-150

155-140

140-135

Таблица 3. Расход воды для пластичных бетонных смесей (л/м3).

Осадка конуса (мм) При наибольшей крупности гравия (мм) При наибольшей крупности щебня (мм)
10 20 40 70 10 20 40 70
10-20 185 170 155 140 200 185 170 155
30-50 195 180 165 150 210 195 180 165
60-80 205 190 175 160 220 205 190 175

Этап №3: после того как были определены расход воды (В) и цементноводное отношение (Ц/В), необходимо рассчитать расход цемента, путем перемножения этих двух показателей:

В * Ц/В = (кг/м3).

Этап №4: на конечном этапе необходимо уточнить состав бетонной смеси, делая для этого пробные замесы от 7 до 15 литров каждый. Всего делается 3 замеса, один из которых имеет В/Ц полученное на первом этапе, а 2 других имеют В/Ц на 20% больше и меньше расчетного, соответственно.

beton-cement-ru.ru

Расчет состава бетона без ошибок

При любом строительстве одним из главных положений считается расчёт состава бетона. Для этого существует целый ряд специальных методик, которые помогают определить точный состав бетонной смеси для тех или иных работ.

Составление расчета бетонного раствора имеет очень важную роль, потому что влияет на качественные показатели этого элемента возводимого дома. Но не стоит сбрасывать со счетов и показатель экономический, который в настоящее время является очень важным.

расчет состава бетонарасчет состава бетона

Бетонная смесь

Для того, чтобы рассчитать правильный состав смеси, необходимо пользоваться той технологией расчёта, которая подходит для тех либо иных работ.

Такой подбор методики позволит создать максимально правильный раствор. При правильном выборе технологии расчёта производится приготовление качественной бетонной смеси, которая соответствует всем требованиям и инструкциям по строительству.

Но необходимо сразу же отметить, что производить расчет бетона на прочность и надежность достаточно сложно.

И с первого раза молодым специалистам сделать это достаточно сложно. Тем более, застройщикам, которые не имеют образования в сфере строительства.

Этапы методики

Независимо от того, какой метод расчёта бетона выбран, проводится точный подбор нужных строительных материалов, где смеси играют не последнюю роль, которые можно подобрать, пользуясь специальными таблицами, имеющимися во всех строительных нормах и правилах.

Такие таблицы перечисляют список нужных материалов для того или иного рода бетонной смеси.

На выбор бетона влияет марка используемого цемента, тип строящейся конструкции и погодные условия нужного для строительства района. Кстати, стоит заметить, что в производстве бетона не последнюю роль будет играть вода. Учтите это.

Второй этап для всех методик тоже схожий. На данном этапе, пользуясь специальными расчётами, таблицами, а при необходимости и лабораторными исследованиями, подбирается необходимое количество всех используемых для организации нужного типа бетона материалов.

Для таких расчётов довольно важно подобрать правильные способы расчёта количества материалов. В противном случае, бетонные смеси не будут достаточного качества, что повлечёт за собой ряд неприятных событий.

Всем известно, что избыток одного их компонентов обязательно приведет к падению качества бетона, даже, если это будет цемент.

Третий этап считается экспериментальным. Для этого делается небольшая партия бетонного раствора, которая поддаётся некоторому тестированию. В ходе проведения элементарных тестов на прочность, можно вносить некоторые корректировки в состав бетона.

Теория ИСК предоставляет строителю общий стандартный метод расчёта нужного для строительных работ бетона. Такой метод мы и попробуем описать, но, для этого необходимо уточнить некоторые неоспоримые факты из ИСК теории.

Теория о материале

Самым главным законом данной теории можно смело считать закон створа. Механические свойства бетона подпадают под закон оптимальной прочности различных структур. Изучив данный закон, становится понятным, что прочность бетонной смеси ли раствора не может быть переменным явлением – данная величина является постоянным показателем.

расчет начального состава бетонарасчет начального состава бетона

Монолитный ленточный фундамент

Данное понятие относится и к выполнению максимальной прочности камня цементного R • (В/Ц) . R выступает в роли прочности цементного камня.

Оптимальная структурная прочность добывается методом тестирования, но, при наличии специальных формул, можно произвести точный расчёт такой прочности. R=K[cl(c+e+a)] п.

В данной формуле К — это требуемая константа, а значения c,e и а – это точные объёмы выбранной цементной марки, воздуха и воды, которые будут находиться в растворной смеси.

Значение п – степени носит характер отношения элементов заполнения, а также возможные некачественные свойства готовой структуры смеси. Основываясь на общий закон прочности и данную формулу, можно вывести формулу бетонной прочности общего характера: Rб = R*ц /x п

В этой формуле Rб – это общая прочность бетона с выполнением подходящей структуры, которая носит характер любого свойства растворной смеси.

К таким свойствам относятся:

  • Максимальное сжатие раствора;
  • Максимальное растяжение;
  • Изгиб и разгиб структуры.

R*ц – это итоговая прочность камня цементного с наилучшей структурой. Данная структура была определённа по той же схеме, что и степень прочности бетона при тех же расчётах.

Х – это фактическое соотношение величины цементного камня и бетона с максимально прочной структурой.

Данная величина имеет одинаковое отношение со средними толщинами (?; ?*) водных масс в готовом растворе. Другими словами, в виде формулы это выглядит так: В/Ц / В*/Ц = ?/?*.

Для тех материалов, которые используются для приготовления бетона, а также для выбранного метода расчёта бетонного состава, существует физическое смысловое значение.

Основываясь на вышеизложенную формулу, можно сказать, что для того, чтобы достигнуть увеличения общей прочности бетонной смеси, необходимо увеличить Rц*. Достигнуть этого можно при помощи добавления химических присадок.

принцип расчета и подбор состава тяжелого бетона принцип расчета и подбор состава тяжелого бетона

Бетон — основа основ в строительстве

К таким присадкам относятся:

  • Катализаторы активных веществ;
  • Повешение твердения бетонного раствора в холодное время года;
  • Повышение марки цементного материала.

Кроме того, формула показывает, что для достижения максимальной прочности бетонной смеси необходимо снизить общее значение ВЦ и значение используемой степени.

Для того чтобы снизить значение ВЦ необходимо добавить специальную присадку, которая отвечает за снижение количества частиц воды в готовом растворе.

Кроме того, при помощи интенсивного перемешивания раствора можно добиться выталкивания лишней воды на поверхность густого раствора. Чтобы снизить значение степени п, можно воспользоваться методом промывания наполнительных материалов. Кроме того, для таких целей можно использовать более объёмный заполнитель.

При помощи простой оптимизации технологических крайностей, можно добиться приличного запаса прочности бетона.

При объединении двух перечисленных формул, можно достигнуть образования общей формулы, которая будет отображать все значащие элементы, которые непосредственно влияют на основании прочности бетонной смеси при различных воздействиях. К таким воздействиям относятся:

  • Растяжение;
  • Сжатие;
  • Упругость.

Другими словами, в формуле отображено наличие в растворной смеси связующего вещества В+Ц. Из этого выходит, что наполнительные частицы П+Щ=100-(В+Ц)% общей массы раствора.

Из всего этого можно сделать вывод, что расчёт начального состава бетона подразумевает пересмотр и замену всех числовых значений формулы, что непосредственно влияет на общую прочность бетона.

Расчёт состава

Итак, с формулами, которые обозначены в теории ИСК, немного разобрались. Теперь можно переходить к непосредственному проектированию составляющих бетонных частей, чтобы рассчитать полный его состав. На определённой стадии расчётных работ будет задействовано специальное программное обеспечение.

расчет состава бетонарасчет состава бетона

Невозможно представить стройку без бетона

Для начала, необходимо определить активность камня цементного R.

Принимать его нужно, как основную матричную составляющую бетона, а также самого маленького значения итогового соотношения ВЦ, которое способно обеспечить растворной смеси необходимую и качественную структуру.

Для этого необходимо приготовить тесто из цемента с тремя отличающимися ВЦ. Из этого теста нужно слепить кубики по 10 сантиметров. Для этого цементное тесто должно быть необходимой густоты.

После того, как они застынут, можно будет определить их прочность в целом и каждой грани по отдельности.

Затем стоит определить нужный состав наполнителей (песка и щебня). Для этого нужно взять любой прочный сосуд с общим объёмом 2 литра и заполнить его намоченным щебнём. После этого сосуд нужно придать взвешиванию, из чего можно узнать точный удельный вес щебня.

После этого, в данный сосуд необходимо добавить мокрый песок, который перед этим уже был взвешен. Песок просыпается между щебнём и заполняет все пустоты. Для того, чтобы мокрый песок качественно заполнил все существующие между щебнём пустоты, сосуд нужно придать непрерывной вибрации.

После того, как все пустоты будут забиты мокрым песком, сосуд нужно взвесить. Из полученного веса можно высчитать точное соотношение массы обоих наполнителей.

Смачивать песок и щебень нужно для того, чтобы определить максимальный вес материалов. В сухом состоянии они имеют меньший вес, но, при практическом замешивании раствора этот вес будет увеличиваться, как от воды, так и от погодных условий.

Следующим этапом является определение нужного количества всех начальных материалов, которые используются для приготовления бетонной массы. Данный этап делится на основную и вспомогательную часть.

расчет начального состава бетонарасчет начального состава бетона

Устройство фундамента из бетона

Для того, чтобы понять принцип расчёта и подбор состава тяжёлого бетона, нужно начать с вспомогательной части определения количества материалов.

Данная часть этапа заключается в проведении небольшого эксперимента, который поможет определить пит степень, которая используется в главной формуле состава и прочности.

Используя лабораторные данные, выстраивают некую кривую, которая имеет значение подходящих структур при случайном показателе ВЦ в литрах. Благодаря этому, можно найти в конкретной точке А необходимую величину RA на данной кривой.

Кроме того, из этого можно вычислить общее значение ВЦ в конкретной точке В.

Основываясь на данные RA, В+Цв, ВЦА, можно определить общее значение всех показателей пит степени, которые становятся понятными при применении этой формулы. Значения ВЦ и RA были определены ранее.

Не стоит забывать, что эти данные необходимо перепроверить, а в некоторых случаях и изменить. Изменение числовых данных зависит от полученной прочности растворной смеси.

Некоторые значения нужно увеличить, а при необходимости и уменьшить, чтобы достигнуть максимальной прочности состава раствора и конечного результата бетона.

расчет состава бетонарасчет состава бетона

Соотношение цемента, песка и щебня

Вторая часть данной операции считается расчётной. Для начала нужно произвести полный расчёт материалов по общей массе на 1 тонну бетонного раствора.

После того, как такое значение будет известным, можно пересчитать полученный результат в кубические метры и вычислить необходимое количество требуемых для использования материалов.

Одним словом, данный процесс довольно сложный и может быть непонятным для начинающих строителей.

Для того чтобы облегчить им задачу, существуют специальные компьютерные программы, которые способны произвести качественный и быстрый расчёт начального состава частей бетонной смеси.

yegorka.com


Смотрите также