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:
- соотношение «1 : X : Y», — «цемент : песок : щебень»;
- 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:
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.
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
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.
