Расчет состава тяжелого бетона для несущих конструкций

Исходное положение для подбора состава бетона определяется маркой бетона и производится расчет состава тяжелого бетона..
Марка характеризует бетон по пределу прочности на сжатие или на растяжение R6 в возрасте обычно 28 дней, по водонепроницаемости В и морозостойкости Мра и определяется условиями работы элемента конструкции или сооружения. Ориентировочное значение предела прочности бетона на сжатие в возрасте 28 дней определяется по формулам:

где R6 — предел прочности бетона на сжатие в возрасте 28 дней в кгс/см2 ;

Rn — активность цемента, определяемая по ГОСТ а, в возрасте 28 дней в кгс/см2 ;

формула для расчета прочности тяжелого бетона

Ц\В - цементно-водное отношение в бетоне по весу;

А и А1 - коэффициенты, принимаемые по данным табл. 1, в зависимости от качества материалов, применяемых в бетоне.

Таблица 1. Значения коэффициентов А и А1 для расчета прочности бетона.

Характеристика материалов Значение А Значение А1
При испытании цемента
по ГОСТ 310—41, отменяется с 1.1.66 г. по ГОСТ 310—60, вводится с 1.1.66 г по ГОСТ 310—41, отменяется с 1.1.66 г. по ГОСТ 310—60, вводится с 1.1.66 г
Высококачественные 0,5 0,65 0,33 0,43
Рядовые 0,45 0,6 0,3 0,4
Пониженного качества:
гравий, мелкий песок, низкомарочный цемент
0,4 0,55 0,27 0,37

Значение предела прочности бетона на растяжение принимается равным 0,1 значения предела прочности на сжатие.
Из формул (1) и ;(1а) может быть найдено значение водоцементного отношения, необходимое для расчета состава бетона:

Расчет состава тяжелого бетона

Для конструкций и сооружений, работающих в условиях воздействия агрессивных сред, значение водоцементного отношения ограничивается в зависимости от вида среды, степени ее агрессивности и вида конструкции.
В табл. 1 и 2, составленных на основе длительного опыта, приведены наибольшие допустимые водоцементные отношения для бетона в различных железобетонных конструкциях, работающих в воздушной и жидкой средах.
Конструкции с проволочной арматурой применять в условиях сильной агрессии не рекомендуется, ввиду повышенной уязвимости высокопрочной стали малого диаметра, а при необходимости применения их защита должна выполняться особенно надежно и тщательно на основе специально разработанного проекта.

Конструкции зданий и сооружений, работающих в сухих условиях, но при выделении гигроскопической производственной пыли, приравниваются по условиям работы к конструкциям, работающим в условиях переменного смачивания и высушивания.
Окончательное значение водоцементного отношения, которое учитывается в дальнейшем расчете состава тяжелого бетона, принимается наименьшее из полученных по формулам (2) и (2а) или же из табл. 2 и 3.

При этом следует учитывать зависимость между значением водоцементного отношения и маркой бетона по водонепроницаемости, приведенные в табл. 3, что имеет существенное значение при подборе бетона для элементов сооружений, работающих в условиях гидростатического напора жидкостей в резервуарах, трубах, железобетонных судах, шлюзах, плотинах и т. п.
Низкое значение водоцементного отношения в бетоне, рекомендуемое в табл. 1 и 2, естественно потребует повышения расхода цемента выше обычно применяемых средних норм, который может достигнуть 420— 500 кг/м3 бетона.

При этом прочность бетона при условии применения цементов высокой активности может превысить заданную, однако это необходимо для получения требуемой плотности, водонепроницаемости и долговечности конструкций.
Не следует при этом опасаться повышения усадки бетона за счет повышенного расхода цемента, так как при низком значении водоцементного отношения усадка не превысит величины ее для бетона с нормальным расходом цемента, но с большим водоцементным отношением.
Высказываемое иногда соображение о малой подвижности бетонной смеси и плохой ее укладываемости не оправдано, так как удобоукладываемость смеси определяется общим расходом воды в бетоне, как это следует из данных, приведенных в табл. 5 и 6. При расчете состава смеси заполнителей тяжелого бетона для монолитных сооружений пользуются данными табл. 5.

Таблица 2. Наибольшие допустимые водоцементные отношения (В/Ц) для бетона железобетонных конструкций в зависимости от степени агрессивного воздействия воздушной среды и вида конструкции.

Железобетонная конструкция Относительная влажность в % Степень агрессивного воздействия воздушной среды
слабая средняя сильная
С обычным армированием 60 0,6 0,55 0,5
60-75 0,55 0,5 0,45
75 0,5 0,45 0,4
Предварительно напряженная со стержневой арматурой 60 0,6 0,55 0,5
60-75 0,55 0,5 0,45
75 0,5 0,45 0,4
То же, с проволочкой арматурой 60 0,6 0,5 0,45
60-75 0,5 0,45 0,4
75 0,45 0,4 0,4

Таблица 3. Наибольшие допустимые водоцементные отношения (В/Ц) для бетона железобетонных конструкций в зависимости от степени агрессивности жидких сред.


Условия службы конструкций
Железобетонная конструкция Степень агрессивного воздействия воздушной среды
слабая средняя сильная
В жидких средах без напора 1. С обычным армированием 0,55 0,5 0,45
2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой 0,55 0,5 0,45
3. То же, с проволочной арматурой 0,5 0,45 0,4
В условиях переменного смачивания и высушивания и в зоне капиллярного подсоса 1. С обычным армированием 0,5 0,45 0,4
2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой 0,5 0,45 0,4
3. То же, с проволочной арматурой 0,45 0,4 0,4
Под, воздействием гидроста тического напора 1. С обычным армированием 0,5 0,45 0,4
2. Предварительно напряженная со стержневой арматурой 0,5 0,45 0,4
3. То же, с проволочной арматурой 0,45 0,4 0,4

Таблица 4. Зависимость между значением В/Ц, маркой бетона по водонепроницаемости и характеристикой плотности бетона.

Показатели Границы значения В/Ц отношения
0,6—0,55 55—0,45 0,45—0,35 менее 0,35
Марка бетона по водонепроницаемости В4 В6 В8 В25 и более
Характеристика плотности бетона Нормальная 0,82—0,85 Повышенная 0,86—0,9 Высокая 0,91—0,92 Особенно высокая >0,92

Таблица 5. Состав смеси заполнителей и количество воды для бетонной смеси на портландцементе с В/Ц = 0,5 и осадкой конуса 5 см

Наибольший размер крупного заполнителя в ±мм Смесь на гравии Смесь на щебне
количество песка с модулем крупности 2,5 в смеси заполнителей по абсолютному объему в % количество воды на 1 м3 смеси в л количество песка с модулем крупности 2,5 в смеси заполнителей по абсолютному объему Ап в % количество воды на
1 м3 смеси в л
10 51 205 57 220
20 40 180 44 190
25 37 170 42 185
40 32 160 37 175
60 30 150 35 165
80 28 145 33 160

В случае применения пуццоланового портландцемента или шлакопортландцемента количество воды в бетонной смеси увеличивается на 10—30 л по сравнению с указанным в таблице.
В бетонных смесях с применением пластифицирующих, воздухововлекающих и кремнийорга- нических добавок к бетону количество воды уменьшается примерно на 10%.
Увеличение или уменьшение осадки конуса бетонной смеси на 1 см требует соответственного увеличения или уменьшения количества воды на 1,2%.
Увеличение или уменьшение модуля крупности песка, по сравнению с принятым 2,5, на 0,1, требует соответственно увеличения или уменьшения его количества по абсолютному объему смеси заполнителей на 0,5%.
Увеличение или уменьшение водоцементного отношения в бетонной смеси по сравнению с принятым 0,5 на 0,05 требует соответственно увеличения или уменьшения количества песка на 1%.
Для жестких бетонных смесей количество песка в смеси заполнителей по абсолютному объему снижается на 1—3%.

Количество воды для малоподвижных и жестких бетонных смесей, применяемых преимущественно при изготовлении сборных железобетонных конструкций, при устройстве полов, покрытий дорог и аэродромов, определяется данными табл. 6.

После установления количества требуемой в бетонной смеси воды по принятому водоцементному отношению и соотношению абсолютных объемов песка и щебня, приведенному в табл. 5, по известным из курса «Строительные материалы» способам производится расчет количества составляющих тяжелый бетон материалов на 1 м1 м3 смеси и на пробный за мес.

Таблица 6.

Осадка конуса в мм Удобоукладываемость в сек Наибольшая крупность заполнителей в мм
смесь на гравии смесь на щебне
10 20 40 10 20 40
0,5—2
20—30 185 170 160 200 180 170
-
30—40 160 155 150 170 165 160
-
50—70 155 150 145 165 160 155
-
70—90 150 145 140 160 155 150
-
120—150 145 140 135 155 150 145
-
200—250 140 135 130 150 140 135
-
350—400 135 130 125 145 135 130

Добавить комментарий