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 М_ра 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 ;

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

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.

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:

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.

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

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

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

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.