Особенности расчета состава бетона

Вяжущее вещество (цемент) и вода служат активными составными частями бетона. В результате химического воздействия между ними происходит затвердевание цемента и сцепление его с заполнителями. В большинстве заполнители не участвуют в реакции, происходящей между цементом и водой, и потому иногда именуются инертными материалами. Это название не вполне точно, т. к. занимают 60—80% всего объема в некоторых видах (шлакобетон) между вяжущим веществом, водой и заполнителем происходит не только механическое сцепление, но и поверхностная химическая реакция.

Заполнители бетона

В некоторых новых видах бетона заполнителями являются искусственно созданные воздушные ячейки (пенобетон и газобетон). Заполнители делятся на мелкие, имеющие зерна от мельчайших пылевидных до 5 мм (напр. песок, мелкий шлак), и крупные с зернами крупнее 5 мм (гравий, щебень, шлак, пемза и др.). Для последовательного заполнения пустот применяют одновременно мелкие и крупные заполнители, но в некоторых видах применяется или только мелкий заполнитель или только крупный.

Заполнители в бетоне играют техническую и экономическую роль. Техническая роль заключается иногда в повышении прочности, иногда в придании особой твердости, повышающей сопротивляемость истиранию, и нередко — в уменьшении теплопроводности.

состав бетона

Кроме того заполнители уменьшают усадку. Экономическая роль заполнителей заключается в снижении стоимости, так как заполнители представляют собой местные, относительно дешевые материалы. Кроме перечисленных составных частей в бетоны иногда вводят пылевидные (тонко размолотые) добавки, например трепел, доменный шлак, пемзу, кварцевый песок, каменную муку и другие. Часть этих веществ играет в бетонах активную роль, другая часть — только уплотняющую.

Составляющие бетон

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания смеси из вяжущего вещества, воды, мелких и крупных заполнителей, взятых в определенных рассчитанных соотношениях. До затвердевания эта смесь называется «бетонной смесью»

Чаще всего для изготовления бетонов применяют цементы и неорганические заполнители.
Кроме того, преимущественно в дорожном строительстве, используют бетоны основанные на битумных и дегтевых вяжущих (асфальтобетон и др.); в состав этих бетонов вода не входит.

Вяжущее вещество и вода являются активными составляющими бетона; благодаря реакции между ними образуется цементный камень и происходит сцепление его с заполнителями.
Последние в большинстве случаев являются инертными т. е. не вступают в химическое соединение с цементом и водой. Поэтому заполнители часто называют инертными материалами. Они образуют жесткий скелет бетона и уменьшают его усадку, возникающую вследствие усадки цементного камня при твердении. В легких бетона их пористые заполнители уменьшают объемный вес и теплопроводность.

В качестве заполнителей используют преимущественно местные дешевые материалы (песок, гравий, щебень).

Это снижает стоимость бетона и делает его в основном местным материалом так как привозной цемент составляет всего около 10—15 % его веса, а заполнители и вода — до 90 — 85 %
Однако в ряде случаев при отсутствии местных доброкачественных заполнителей для бетона их приходится привозить из специальных карьеров.
Кроме заполнителей в бетоне могут содержаться еще специальные добавки, улучшающие свойства бетона, в особенности повышающие пластичность бетонной смеси или морозостойкость бетона

Расчет состав бетона

Состав бетона обозначает числовое выражение составных частей его. Состав обозначается в виде соотношения преимущественно весового, реже объемного между количеством цемента, песка и щебня (или гравия) указанием водоцементного фактора, причем количество цемента принимают за единицу.

Наиболее совершенным способом обозначения состава является (весовая дозировка на 1 м3 бетона); соотношение по объему дает весьма неточную и сильно колеблющуюся дозировку. На менее ответственных по стройках состав бетон обозначают по объему, но цемент обязательно дозируют по весу.

На крупных постройках следует дозировать все материалы по весу и соответственно обозначать состав по весу. Правильный расчет состава — одна из наиболее важных операций в его технологии.

Расчет состава сначала делается в центральной или полевой лаборатории, а затем с некоторыми поправками переносится на производство. Различают два определения состава : номинальный (лабораторный), устанавливаемый для сухих материалов, и производственный (полевой) состав для материалов (песка, гравия, щебня) в их естественном влажном состоянии.

При обозначении номинального состава по объему материалы принимают в сухом и стандартно рыхлом состоянии, а портландцемент берут всегда из расчета условного объемного веса — 1 300 кг/м3 (1,3 кг л). Расчет составов должен обеспечить следующие требования, предъявляемые к обычному бетону:

1) Прочность, равная полной проектной прочности, называемой маркой бетона, или части ее, необходимой для распалубки и частичной загрузки сооружения (от 50 до 75% проектной прочности) с учетом дальнейшего нарастания прочности; требование прочности обеспечивается надлежащим выбором и марки цемента.

2) Сроки достижения полной или частичной прочности заранее заданным планом работ, также обеспечиваемые правильным выбором — и марки цемента.

3) Плотность, определяемая отсутствием пустот внутри свежеизготовленного и уложенного бетона за исключением небольшого объема воздушных пузырьков, неизбежно вносимых в процессе его перемешивания; плотность требуется от бетона потому, что с ней связаны прочность, пластичность, стойкость против атмосферных и химических влияний и ржавления арматуры, сцепление с арматурой в железобетоне и водонепроницаемость; плотность обеспечивается правильным выбором соотношения между количествами цемента, воды, мелкого и крупного заполнителя; несмотря на полную плотность свежеизготовленного и уложенного бетона, после твердения он приобретает некоторую пористость вследствие испарения из него свободной воды; поэтому степень плотности затвердевшего будет всегда меньше 1.

4) Пластичность разной степени в зависимости от рода бетонируемой конструкции и способа транспортировки и укладки бетона, которая достигается выбором правильного соотношения между количеством цемента и заполнителей при данном

5) Экономичность, которая в большинстве случаев сводится к достижению возможно меньшего расхода цемента на единицу объема Б., однако удовлетворяющего условиям прочности, плотности, пластичности и сцепления с железом. Из этих условий нормами установлен следующий наименьший допускаемый расход цемента на 1 м3 Б.: для сооружений, находящихся на открытом воздухе или в воде, — 250 кг; для конструкций, находящихся внутри зданий, — 220 кг. Кроме того практика установила наименьший расход цемента для вибрированного бетона при любых конструкциях—220 кг н 1 м3 бетона.

Выбор расчета состава бетона

Расчет составов состоит из четырех последовательно выполняемых операций, а именно:

  • 1) выбор водой отношения;
  • 2) выбор соотношения между количествами песка и гравия (щебня);
  • 3) выбор соотношения между количеством цемента и заполнителей;
  • 4) вычисление расхода материалов на 1 мг Б.; кроме того производится переход от номинального состава к производственному и обязательная опытная проверка пластичности и прочности.


Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями