Расчет состава бетона по методу абсолютных объемов

В основе метода лежит уравнение абсолютных объемов, составленное исходя из следующего предположения: бетон сразу после укладки и уплотнения находится в абсолютно плотном состоянии, и его объем складывается из суммы абсолютных объемов составляющих:

Ц/ρ_ц + В/ρ_в + П/ρ_п + К/ρ_к = 1000,

где Ц, В, П, К – расходы соответственно цемента, воды, песка, крупного заполнителя, кг/м³;

ρ – их плотности, кг/л;

1000 – объем бетона, л.

Расчет ведется в следующей последовательности.

1. Расчетным путем определяется значение цементно-водного фактора Ц/В и водоцементного В/Ц из формул:

- R_б=А·R_ц (Ц/В-0,5) – для бетонов с Ц/В<2,5 (В/Ц>0,4);

- R_б=А₁·R_ц (Ц/В+0,5) – для бетонов с Ц/В>2,5 (В/Ц<0,4);

где R_б – марка бетона;

R_ц – активность цемента;

А, А₁ – коэффициенты качества заполнителей (табл. 8).

Таблица 8. Значения коэффициентов А и А₁

Данная методика рассматривает подбор состава подвижных бетонных смесей (для Ц/В<2,5), поэтому Ц/В определяют по формуле:

Ц/В= ,

В/Ц= ,

Для опытных составов применяются три водоцементных соотношения:

1 состав – В/Ц полученное расчетом;

2 состав – В/Цх0,8;

3 состав – В/Цх1,2;

2. Для заданной подвижности бетонной смеси определяют ориентировочную водопотребность (В) бетонной смеси по таблице 9 и вычисляют расход цемента на 1 м³ бетона:

,

Таблица 9. Ориентировочный расход воды л/м³, в зависимости от вида заполнителя и характера бетонной смеси

Расход цемента сравнивают с минимально допустимым (табл. 10). Если расход цемента ниже допустимого, необходимо довести его до нормы или ввести тонкомолотую добавку.

Таблица 10. Минимальный расход цемента для получения не расслаивающейся плотной бетонной смеси

3. Содержание крупного и мелкого заполнителя определяют из уравнения абсолютных объемов.

Для определения П и К составляется система из двух уравнений. Первое уравнение – уравнение абсолютных объемов; второе уравнение выражает следующее условие: цементно-песчаный раствор должен заполнить все пустоты между крупным заполнителем с некоторой раздвижкой зерен.

Ц/ρ_ц + В/ρ_в + П/ρ_п + К/ρ_к = 1000 (1),

Ц/ρ_ц + В/ρ_в + П/ρ_п=(КαV_k)/ρ_ок (2),

где V_k – пустотность крупного заполнителя в долях единицы;

ρ_ок - насыпная плотность, кг/л;

α – коэффициент раздвижки зерен заполнителя (таблица 11).

Решая совместно эти уравнения, определяют расход крупного заполнителя и песка на 1 м³ бетона:

,

,

Таблица 11. Значение коэффициента α для подвижных бетонных смесей

Полученные расходы компонентов бетонной смеси заносят в таблицу 12.

Таблица 12. Расход материалов для получения 1 м³ бетонной смеси

По данным таблицы 12 определяют расчетную среднюю плотность бетона ρ₀, кг/м³ по формуле:

ρ₀=Ц+В+П+К