Пример расчета состава тяжелого бетона
Идея расчета состава тяжелого бетона очень проста – сумма объемов всех компонентов (вода, песок, щебень, цемент) должна быть равна суммарному объему бетонной смеси. Это условие называется уравнением абсолютных объемов – предполагается, что в смеси полностью отсутствует воздух. Таким образом, если мы, например, знаем, что объем бетонной смеси равен 1 м 3 , а объемы воды, песка и цемента равны, соответственно, 180 л, 250 л и 100 л, то объем щебня равен (1000 – 180 – 250 – 100) = 470 л.
Рассчитаем состав бетона, который должен иметь прочность 300 кгс/см 2 с подвижностью бетонной смеси ОК = 4 см. В качестве исходных компонентов взяты цемент марки 400 с истинной плотностью ρци = 3,1 г/см 3 и насыпной ρцн = 1,2 г/см 3 , крупнозернистый песок с истинной и насыпной плотностью ρпи = 2,65 г/см 3 , ρпн = 1,6 г/см 3 , водопотребность песка принять равной 5% (по его массе), щебень гранитный крупностью 40 мм с истинной и насыпной плотностью ρщи = 2,7 г/см 3 , ρщн = 1,45 г/см 3 и пустотностью α = 0,465. Учитывая характеристику заполнителей, коэффициент качества в формуле расчета прочности возьмем равным 0,6.
Из формулы расчета прочности бетона:
определяем водоцементное отношение:
Далее по таблице расхода воды по удобоукладываемости определяем требуемое количество воды (с учетом примечаний на водопотребность песка):
В = В + Вп = 175 -10 = 165 л/м 3 ,
после чего, расход цемента Ц = В/(В/Ц) = 165/0,57 = 290 кг/м 3 .
Теперь нам уже известны следующие параметры: суммарный объем смеси (1000 л), объем воды и объем цемента. Для того, чтобы определить расход заполнителей необходимо решить два уравнения – уравнение абсолютных объемов и уравнение раздвижки зерен щебня. Первое уравнение:
откуда, выразив абсолютные объемы через массу и истинную плотности, получим:
Второе уравнение выражает условие того, что растворная часть (гелеобразная) бетона заполняет все пустоты между зернами щебня, раздвигая их, при этом увеличивая пустотность щебня. Раздвижение зерен обусловлено формированием прослойки между зернами в виде обмазки их цементным тестом. Это учитывается коэффициентом К:
здесь, слева стоит сумма объемов цемента, песка и воды, а справа – объем пустот в щебне, умноженный на коэффициент К. Выразив объем щебня через насыпную плотность, получим следующее уравнение:
Решая уравнения (1) и (2), мы получим формулы для определения расхода щебня и песка:
Для наших данных мы получим следующие значения – Щ = 1210 кг/м 3 , П = 770 кг/м 3 . Расчетная плотность бетонной смеси:
ρбс = Ц + В + П + Щ = 2435 кг/м 3 ,
и массовый состав бетона:
1:x:y:z = Ц/Ц : П/Ц : Щ/Ц : В/Ц = 1:2,66:4,17:0,57.
Важным этапом подбора состава бетона является экспериментальная корректировка состава. Допустим, что результаты пробного замесы оказались следующие: чтобы получить требуемую подвижность, необходимо увеличить расход воды на 10 л/м 3 (соответственно, чтобы сохранить В/Ц, необходимо также увеличить и Ц), объемная масса скорректированного состава оказалась равной 2460 кг/м 3 .
Исходя из этих данных, новый расход воды равен В = 165 + 10 = 175 л/м 3 , а расход цемента Ц = В·Ц/В = 308 кг/м 3 . Массы песка и щебня остались прежними. Следовательно, скорректированный состав бетона:
Таким образом, в новом составе уменьшилась относительная доля песка и щебня.
Пример расчета состава тяжелого бетона
Пример расчета состава тяжелого бетона Идея расчета состава тяжелого бетона очень проста – сумма объемов всех компонентов (вода, песок, щебень, цемент) должна быть равна суммарному объему
Источник: betonvtomske.ru
Расчет производственного состава тяжелого бетона
Полевой (производственный) состав бетона определяют с учетом естественной влажности заполнителей. Производственные расходы песка П п , щебня (гравия) Щ(Г) п и воды В п (кг/м 3 бетонной смеси) рассчитывают по формулам:
П п =П+ П Wп/100 (2.11)
где П, Щ(Г), В – расходы песка, щебня (гравия) и воды (кг/м 3 ) лабораторного состава,
Wп , Wщ(г)– естественная влажность песка и щебня (гравия), %.
Пример расчета производственного состава тяжелого бетона
Рассчитать производственный состав тяжелого бетона М300 и расход материалов на замес в бетоносмесителе объем 4500 л для изготовления ж/б панелей перекрытий, формуемых на виброплощадке.
– портландцемент Rц=48 МПа, rц=3150 кг/м 3 , rнц=1210 кг/м 3 ,
– песок кварцевый Мкр=1,68, rп=2670 кг/м 3 , rнп=1570 кг/м 3 , W=6%,
– щебень (гранит) Dmax=20 мм, rщ=2810 кг/м 3 , rнщ=1395 кг/м 3 , W=3%.
1. Для изготовления ж/б панелей перекрытий, формуемых на виброплощадке необходимо использовать бетонную смеси с ОК=2 см (см табл. 2.1)
2. Оценка качества материалов позволяет сделать следующее заключение:
– цемент с активностью 48 МПа (М400) – материал рядового качества
– песок мелкий (Мкр · 100=41 %, Vпп >38 % – материал низкого качества,
– щебень из плотной горной породы (гранита), но с пустотностью превышающей допустимое значение
Vпщ=(1-1395/2810) · 100=50,3 %, Vпщ >50 % – материал рядового качества,
т.е. можно согласно табл. 2.2 принять коэффициент качества материалов А=0,57
3. Расчет водоцементного отношения по формуле Боломея -Скрамтаева (2.2) для обычных бетонов (В/Ц³0,4)
В/Ц=0,57 · 48/ (30+0,5 · 0,57 · 48)=0,63
4. Водопотребность бетонной смеси по табл 2.3 для смеси с подвижностью
ОК=2 см при использовании в качестве заполнителя щебня с Dmax=20 мм составит 180 кг/м 3 . Т.к. используется мелкий песок расход воды увеличиваем дополнительно на 10 кг/м 3 .
В=180+10=190 кг/м 3 .
5. Расчет расхода цемента производим по формуле (2.4) и сравниваем с минимально допустимым расходом по табл. 2.4.
Ц=В/(В/Ц)=190/0,63=302 кг/м 3
Расчетное значение расхода цемента Ц > Цmin=200 кг/м 3 , поэтому в дальнейших расчетах принимаем Ц=302 кг/м 3 .
6. Расчет расхода щебня производим по формуле (2.7)
Выбор коэффициента раздвижки зерен a по табл.2.5 при расходе цемента 300 кг/м 3 и В/Ц=0,63 с учетом интерполяции a=1,36+0,02=1,38.
Щ= 1/(0,5 · 1,38/1395 + 1/2810)=1176 кг/м 3 .
7. Расход песка определяем по формуле (2.8)
П=[1-(302/3150 +190/ 1000 +1176/2810 )] · 2670=789 кг/м 3
Лабораторный состав бетонной смеси:
Цемент – 302 кг/м 3
Песок – 789 кг/м 3
Щебень – 1176 кг/м 3
Вода – 190 кг/м 3
8. Расчетная плотность бетонной смеси составляет
rбс=302+789+1176+190=2457 кг/м 3 .
9. Коэффициент выхода бетонной смеси (2.10)
b=1/(302/1210 +789/ 1570 +1176/1395)]=0,63
10. Расход материалов на замес в бетоносмесителе определяется с учетом коэффициента выхода b по формуле
где Мбс – расход материала на замес, кг,
М – расход материала на 1 м 3 бетонной смеси, кг/м 3 ,
Vбс – объем бетоносмесителя, м 3 .
Расходы компонентов смеси на замес в бетоносмесителе объемом 4,5 м 3 составят:
Цбс=302 · 0,63 · 4,5=856 кг,
Пбс=789 · 0,63 · 4,5=2237 кг,
Щбс=1176 · 0,63 · 4,5=3334 кг,
Вбс=190 · 0,63 · 4,5=539 кг.
11. Производственный состав бетонной смеси с учетом влажности заполнителей по формулам (2.11) – (2.13)
Производственный состав бетонной смеси на один замес в бетоносмесителе объемом 4500 л
Цемент -856 кг/м 3
Песок – 2371 кг/м 3
Щебень – 3434 кг/м 3
Вода – 305 кг/м 3
Проектирование состава легкого бетона плотной структуры
На пористом заполнителе
В ограждающих конструкциях и для снижения собственной массы несущих конструкций применяют легкие бетоны на пористых заполнителях. В качестве заполнителей используют природные туфы, пемзу и искусственные материалы – керамзит, перлит, аглопорит, термозит и т.д.
При проектировании состава легкого бетона формулы для расчета прочности неприменимы из-за широкого диапазона свойств и характеристик пористых заполнителей.
В ходе проектирования состава легкого бетона на пористом заполнителе:
– предварительно назначают ориентировочный расход составляющих материалов на 1 м 3 бетона и на приготовление опытных замесов для трех составов бетона, два из которых отличаются от основного замеса расходом цемента соответственно увеличенного на 25 % и уменьшенного на 25 % по сравнению с расчетным значением,
– в процессе приготовления пробных замесов состав бетонной смеси уточняют,
– на контрольных образцах определяют показатели прочности при сжатии и среднюю плотность бетона,
– по кривым зависимости прочности от расхода цемента и средней плотности бетона от водопотребности бетонной смеси определяют состав бетона.
2.2.1 Расчет предварительного (ориентировочного) состава легкого бетона
Для расчета состава легкого бетона необходимо определить следующие исходные данные:
– класс керамзитобетона и его проектная прочность Rб, МПа,
– удобоукладываемость бетонной смеси , определяемая подвижностью
(осадка конуса ОК, см) или жесткостью по вискозиметру (с),
– вид и активность( марка) цемента Rц, МПа,
-вид крупного легкого заполнителя и его насыпная плотность rнк, кг/м 3 ,
– вид и насыпная плотность мелкого заполнителя rнм, кг/м 3 .
Ориентировочный расход цемента назначают в соответствии с рекомендациями табл.2.6.
Ориентировочный расход цемента марки 400
для легкого бетона плотной структуры при жесткости бетонной смеси 6 – 7 с
Расчет производственного состава тяжелого бетона
Расчет производственного состава тяжелого бетона Полевой (производственный) состав бетона определяют с учетом естественной влажности заполнителей. Производственные расходы песка П п , щебня
Источник: cyberpedia.su
Расчет состава тяжелого бетона
Предельная крупность зерен гравия (щебня) (Днаиб), мм
Ребристые конструкции, многопустотные панели, элементы тонкостенных оболочек, балки и другие изделия с размерами ребер, стенок полок до 25 мм или с многорядной арматурой
То же, армированные с наименьшими размерами ребер, стенок, полок, от 25 до 80 мм, с расстоянием между стержнями арматуры более 15 мм.
Крупноразмерные изделия (колонны, балки, ригели, фундаментные плиты, блоки и др.) с расстоянием между стержнями арматуры более 30 мм
2. Марку цемента. Назначается в зависимости от требуемого класса бетона (таблица 4)
Рекомендуемая марка цемента в зависимости от прочности бетона
Прочность бетона, МПа
3. Определяют водоцементное соотношение по формуле 1.
, если предполагаемое водоцементное соотношение > 0,4
или , если предполагаемое водоцементное соотношение 2 ,
RБ – планируемый предел прочности бетона в возрасте 28 сут, кгс/см 2 .
А и А1 – коэффициенты учитывающие влияние на прочность бетона исходных материалов, принимаются по таблице 5.
Значение коэффициентов А и А1 в зависимости от качества материалов
Характеристика исходных материалов для бетона
Высококачественные (щебень из плотных и прочных горных пород, песок, оптимальной крупности, отвечающий соответствующим стандартам, портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством добавки, заполнители промыты)
Рядовые (гравий соответствующий техническим требованиям ГОСТа, портландцементы средней активности, шлакопортландцементы – высокой активности)
Пониженного качества (крупный заполнитель – пониженного качества, мелкий песок, низкоактивные цементы)
4. Определяют ориентировочный расход воды. Он зависит от необходимой удобоукладываемости смеси: жесткости или пластичности и наибольшей крупности крупного заполнителя (рисунок 12).
Рисунок 12 – График водопотребности бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности с водопотребностью 7% и гравия с наибольшей крупностью а – 80, б – 40, в – 20 и г – 10 мм.
При этом следует внести ряд поправок:
если в качестве крупного заполнителя используется щебень, к значению, полученному с графика, добавляют 10 л,
если водопотребность песка меньше или больше 7% расход воды уменьшают или увеличивают на 5 л на каждый процент водопотребности,
при применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15-20л,
при расходе цемента более 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг (сверх 400),
если крупный заполнитель поглощает воду, то поглощаемое количество нужно прибавить к полученному количеству воды.
2 Расчет состава обычного (тяжелого) бетона
Расчет состава тяжелого бетона Предельная крупность зерен гравия (щебня) (Д наиб ), мм Ребристые конструкции, многопустотные панели, элементы тонкостенных оболочек, балки и другие изделия с
Источник: studfiles.net
Расчет состава тяжелого бетона
Характеристика бетонной смеси по удобоукладываемости: марка по жоткости П3.
Класс (марка) бетона по прочности на сжатие В15 (М200).
Вид цемента – среднеалюминатный ШПЦ:
Активность цемента Rц =32,3 МПа.
Коэффициент нормальной густоты, Кнг = 28%.
Средняя плотность цемента, ц = 2,88 г/см 3 .
Насыпная плотность цемента, цн = 1220 кг/м 3 .
Характеристика крупного заполнителя.
Вид материала – гранитный щебень.
Наибольшая крупность 20 мм.
Средняя плотность зерен заполнителя щ = 2,62 г/см 3 .
Насыпная плотность заполнителя щн = 1515 кг/м 3 .
Влажность w = 2,2 %.
Характеристика мелкого заполнителя.
Вид материала – кварцевый песок.
Модуль крупности, Мкр = 1,6.
Средняя плотность заполнителя п = 2,59 г/см 3 .
Насыпная плотность заполнителя пн = 1560 кг/м 3 .
Влажность w = 5,7%.
Объем бетоносмесителя 1200л.
Химическая добавка ЛСТ+КТП.
Лабораторный состав тяжелого бетона
1. Определяем водоцементное отношение по формуле:
где А – коэффициент, зависящий от качества материалов, свойств бетонной смеси и бетона,
Rц – активность (марка) цемента, кгс/см 2 ,
Rб – прочность бетона при сжатии в возрасте 28 сут., кгс/см 2 ,
К1 – коэффициент, учитывающий минеральный состав цемента и условия твердения бетона,
К2 – коэффициент, учитывающий производственные условия.
2. Определяем расход воды на 1 мі.
3. Корректируем водопотребность бетонной смеси.
Так как Мкр = 1,6, а стандартный должен быть 2,5, то необходимо увеличить расход воды на 7,2 л.
Так как Кнг = 28 %, а стандартная 28%, то не надо уменьшить количество воды
= Вm + В = 174+7,2 = 181,2л.
4. Рассчитываем расход цемента по формуле:
5. Рассчитываем расход щебня по формуле:
где щн – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/дм3,
Vб – объем бетона,1м 3 ,
Vпщ – пустотность крупного заполнителя,
– коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя (избытка раствора), =1,46 (табл.2.1).
6. Определяем расход песка по формуле:
где Щ, В, П – расход соответственно щебня, воды и песка, кг/м 3 ,
щ, п, ц – средняя плотность зерен соответственно щебня, песка и цемента, кг/дм 3 .
7. Абсолютный объем материалов:
Производственный состав бетона
Определяем количество воды содержащееся в щебне и песке, и рассчитываем производственный состав бетона с учетом влажности компонента:
где П – расход песка на 1 м 3 ,
Wп – влажность материала.
Вп = 479,2 (5,7 ? 100) = 27,3л.
где Щ – расход щебня на 1 м 3 ,
Wщ – влажность материала.
Впр = В – Вп – Вщ = 181,2 – 27,3 – 30 = 123,9л.
Теоретическая плотность бетонной смеси:
б.с. = Ц + Впр + Щпр + Ппр ,
Корректируем состав щебня и песка:
Щпр = Щ + Вщ = 1360,9 + 30 = 1390,9кг,
Ппр = П + Вп = 479,2 + 27,3 = 506,5кг,
Расчет состава тяжелого бетона с химической добавкой
Добавка ЛСТ+КТП- пластифицирующие- воздухововлекающие.
1. Определяем водоцементное отношение.
Водоцементное отношение, согласно предыдущему расходу, составит В/Ц = 0,55.
2. Определяем ориентировочную дозировку добавки ЛСТ+КТП.
Количество добавки в расчете на сухое вещество составит:
ЛСТ+КТП (0,1. 0,25)+(0,002…0,01) от массы цемента.
Принимаем количество добавки ЛСТ (0,25%) КТП(0,01%).
3. Ведение данной добавки позволит уменьшить расход цемента на 5. 8%, Кэ = 3…5 %.
4. Определяем новый расход воды и цемента.
Выполняем корректировку воды с учетом ведения добавок:
Вд = В – (В• Кэ) = 181,2 – (181,2•0,04) = 173,96 л.
Находим новый расход цемента:
5. Определяем новый расход щебня с добавкой:
Определеям коэффициент (коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя) (избытка раствора), =1,46.
6. Определяем новый расход песка с добавкой:
7. Рассчитываем расход раствора добавки рабочей концентрации А, л, на 1 м3 бетона:
р = 1020 кг?мі, К = 5% – ЩСПК.
А = (414,9 · 0,3) ? (5 · 1,020) = 24,4л.
8. Недостающее на затворение 1 м3 бетона количество воды Н, л, определяем по формуле:
Н = Вд – Ащспк · р (1 – 0,01 · Кщспк) = 205,3 – 24,4 · 1,020 (1 – 0,01 ·5) = 181,7л.
9. Производим перерасчет количества компонентов на заданный обьем бетоносмесителей.
Определяем коэффициент выхода бетонной смеси:
Цз = (в · Vб.с. ? 1000) · Ц = (0,71 · 750 ? 1000) · 414,9 = 220,9кг,
Щз = (в · Vб.с. ? 1000) · Щ = (0,71 · 750 ? 1000) · 1277,8 = 661,2кг,
Пз = (в · Vб.с. ? 1000) · П = (0,71 · 750 ? 1000) · 522,7 = 278кг.
(Н) Вз = (в · Vб.с. ? 1000) · В = (0,71 · 750 ? 1000) · 205,3 = 108,8л,
(А) ЩСПК = (в · Vб.с. ? 1000) · С-3 = (0,71 · 750 ? 1000) · 24,4 = 12,9л.
Результаты расчетов заносятся в результирующую таблицу.
Расчет состава тяжелого бетона
Расчет состава тяжелого бетона Характеристика бетонной смеси по удобоукладываемости: марка по жоткости П3. Класс (марка) бетона по прочности на сжатие В15 (М200). Вид цемента –
Источник: studbooks.net
ГЛАВА 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Состав бетонной смеси выражают двумя способами: 1. Соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента. Количество цемента принимают за 1, поэтому соотношение между составными частями бетона записывают в виде 1 :х:у с указанием В/Ц (например, 1:2:4 по массе при В/Ц=0,6). 2. Расходом материалов по массе (кг) на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси, например: цемента —280, песка — 700, щебня — 1250, воды — 17С, итого — 2400.
Различают лабораторный состав бетона, устанавливаемый для сухих материалов, и производственный (полевой)—для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. Состав бетона предварительно рассчитывают по абсолютным объемам, используя формулы для определения расхода воды, цемента, песка и щебня (гравия), выведенные на основании рассмотренных выше зависимостей, а затем уточняют пробными затворениями.
Порядок расчета состава бетона следующий:
1. Определяют В/Ц (или Ц/В) в зависимости от требуемой прочности, срока и условий твердения бетона. Водоцементное или цементно-водное отношение находят путем предварительных опытов устанавливающих зависимость прочности бетона от этого фактора и активности цемента (с применением местных заполнителей) или ориентировочно по формулам
При расчете состава бетона иногда необходимо учитывать требования к нему по морозостойкости, водонепроницаемости, прочности на растяжение при изгибе и пр. В этом случае для назначения Е/Ц используют соответствующие зависимости, примеры которых приведены далее, но способ определения состава бетона в принципе сохраняется.
2. Определяют расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси на основании результатов предварительных испытаний или ориентировочно по графикам на рис. 3 32. При этом необходимо учитывать водопоглощение крупного заполнителя, если оно более 0,5% по массе. Графики на рис. 3,32 составлены для расхода цемента до 400 кг/м3 с применением гравия и песка средней крупности с водопотребностью 7%. В случае использования других заполнителей необходимо вносить соответствующие поправки, указанные в примечании к графикам.
3 Определяют расход цемента:
Если расход цемента на 1 мя бетона окажется ниже допускаемого по СНиПу то следует увеличить его до требуемой нормы или ввести тонкомолотую добавку. Последнюю пои- меняют в случае, если активность цемента слишком высока для бетона данной марки.
4 Устанавливают коэффициент раздвижки а для пластичных бетонных смесей по графику в зависимости от количества цементного теста и крупности песка
5. Определяют расход щебня или гравия по формуле.
6. Определяют расход песка по формуле.
7. Проверяют на пробных замесах подвижность (осадку конуса) или жесткость бетонной смеси, при необходимости вносят поправки в расчет состава бетона. Если применяют воздухововлекающие добавки, то количество вовлеченного воздуха учитывают при подсчете расхода песка.
Современная технология отличается большим разнообразием требований к бетону, материалов для бетона и технологических приемов приготовления и укладки бетонной смеси. Однако нет необходимости создавать для каждого случая свой метод расчета.
Расчет состава обычного тяжелого бетона должен выполняться по рассмотренной методике. Специфические требования к бетону и материалам для него надо учитывать путем введения соответствующих поправок.
ГЛАВА 10
ГЛАВА 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА Состав бетонной смеси выражают двумя способами: 1. Соотношением по массе между цементом, песком и гравием (или щебнем) с обязательным
Источник: www.bibliotekar.ru
Станьте первым!