Экспериментальная проверка расчетного состава бетона

Состав бетона, полученный расчетом, является ориентировочным. Для его уточнения готовят пробный замес объемом 10-50 литров, сохраняя весовое соотношение исходных материалов. Все компоненты тщательно перемешивают и проверяют подвижность бетонной смеси. Подвижность, характеризуемую осадкой конуса в см, определяют с помощью стандартного конуса (рис. 6).

Если удобоукладываемость соответствует заданию, то смесь не требует корректировки. Если удобоукладываемость меньше требуемой, в расчет состава вносят поправки – увеличивают количество воды и цемента, без изменения В/Ц (5-10% начального содержания). Если удобоукладываемость больше требуемой, добавляют порциями (5-10%) песок и крупный заполнитель, добиваясь заданного показателя.

Из бетонной смеси, имеющей подвижность или жесткость, отвечающую заданию, формуют кубы по 1 серии (3 образца) на каждый срок испытания. Минимальные размеры кубов принимают в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя Д_наиб.:

Д_наиб = 20 мм – размеры образца не менее 100х100х100

Д_наиб = 40 мм – размеры образца не менее 150х150х150

Д_наиб = 70 мм – размеры образца не менее 200х200х200

Форму, предварительно взвешенную, заполняют бетонной смесью с некоторым избытком и вибрируют на виброплощадке, избыток бетонной смеси срезают и тщательно заглаживают поверхность образцов. Формы с образцами взвешивают и определяют среднюю плотность бетонной смеси:

,

где m – масса пустой формы, кг;

m₁ – масса формы с уплотненной бетонной смесью, кг;

V – объем формы, л;

ρ_{0 бет} – средняя плотность бетонной смеси.

Средняя плотность определяется по значениям плотности трех образцов. Фактическая плотность бетонной смеси должна совпадать с расчетной, допускаемое отклонение ±2%.

Образцы, предназначенные для твердения в нормальных условиях, после изготовления до их распалубливания хранят в формах, покрытых влажной тканью или другим материалом, исключающим испарение из них влаги, в помещении с температурой воздуха (20±5) °С.

При определении прочности бетона на сжатие образцы распалубливают не ранее чем через 24 ч и не позднее чем через 72 ч, прочности на растяжение - не ранее чем через 72 ч и не позднее чем через 96 ч.

Образцы испытывают в возрасте 28 суток на гидравлическом прессе и определяют предел прочности на сжатие [5], МПа, по формуле:

,

где P_раз – разрушающая нагрузка, кН;

S_обр – площадь поперечного сечения образца см².

Прочность выражают в МПа и устанавливают марку бетона. Стандартные образцы для определения марки бетона 150х150х150мм; при определении марки на образцах другого размера, полученные результаты необходимо умножать на переводной коэффициент (табл. 13).

Таблица 13. Переводные коэффициенты к эталонной кубиковой прочности бетона

По условиям организации учебного процесса образцы обычно испытывают в возрасте 7 или 14 суток. Для приведения результатов испытания к стандартным 28 суточным используется формула:

,

где R₂₈ – предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток;

R_n – предел прочности при сжатии в возрасте n суток;

N – возраст образца в сутках при испытании.

Для приблизительных расчетов можно пользоваться коэффициентами:

для 7-суточных образцов – 1,5;

для 14 – суточных образцов – 1,28.

Поученные результаты испытаний оформляются в таблицу 14.

Таблица 14. Данные механических испытаний бетонных составов

Состав бетона признается соответствующим заданию, если бетонная смесь обеспечивает получение бетона требуемой прочности с допускаемым отклонением 10 – 15%. Превышение заданной прочности свыше 15% не допускается, так как оно ведет к перерасходу цемента. В случае больших отклонений состав бетона корректируют, изменяя расход цемента, и снова проводят расчеты и испытания.

По результатам испытаний образцов трех составов бетона строят график R_б=f(В/Ц) (рис. 7).

Рис.7. Зависимость прочности бетона от В/Ц отношения

По графику (рис. 7) выбирают минимальное значение В/Ц для получения требуемой по заданию прочности R_б. При необходимости производят пересчет расхода материалов в связи с найденной величиной В/Ц и повторяют подбор. По марке бетона, полученной при подборе, устанавливают класс бетона В, используя соотношение между классами и маркой бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации υ=13,5%: R=В/0,778.