Расчет состава и корректировка обычного мелкозернистого бетона. Состав бетона мелкозернистого


Мелкозернистый бетон | Новости в строительстве

Мелкозернистый бетон широко применяют при изготовлении армированных цементных и тонкостенных строительных конструкций, а также его использование оправдано в тех случаях когда отсутствует крупный заполнитель.Мелкозернистый бетон имеет такие же свойства как и обычный бетон, которые характеризуются такими же факторами. Но, в нем отсутствует крупный заполнитель который влечет за собой увеличение водопотребности в процессе приготовления бетонной смеси. Кроме того, значительно возрастает расход цемента (до  20…40%) для получения равнопрочной бетонной массы и равно-подвижной бетонной смеси.

Читать далее на http://stroivagon.ru состав бетонной смеси

Мелкозернистый бетон отличается от обычного бетона прежде всего большим содержанием цементного камня, поэтому его ползучесть и усадка немного выше чем у обычных бетонов. В целях экономии и сокращения расхода цемента в процессе приготовления мелкозернистых бетонных смесей необходимо использовать высококачественные пески, суперпластификаторы, пластифицирующие добавки и производить качественное уплотнение бетонных смесей.

Мелкозернистый бетон обладает  хорошей  морозостойкостью и водонепроницаемостью, а также повышенной прочностью на изгиб. Прочность при сжатии мелкозернистого цементно-песчанного бетона, как и обычного, определяется главным образом водоцементным отношением и активностью цемента:

Читать далее на http://stroivagon.ru как сделать бетон

Rб=А·Rц (Ц/В+0,8), где

А-коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов ,

0,75-для материалов среднего качества и 0,65 для цемента низких марок и мелкого песка.

Rц-активность цемента, Rб-прочность при сжатии образцов -половинок балочек размером 4 х 4 х 16 см.

Соотношение между цементом и песком, обеспечивающее заданную подвижность или удобоукладываемость цементно-песчанной смеси при определенном В/Ц показано на рисунке №1.

Рисунок №1. График для выбора соотношений между цементом и песком средней крупности(водопотребность 7%), которое обеспечивает заданную подвижность -расплыв конуса (РК) и удобоукладываемость (У) цементно-песчаной смеси при определенном В/Ц.

График для выбора соотношений между цементом и песком средней крупностиПовышенная удельная поверхность песка как заполнителя а также его меньшая крупность, увеличивают значительно водопотребность бетонной смеси, а также способствуют вовлечению воздуха в бетонной смеси в процессе вибрирования.  Водопотребность цементно-песчаной смеси зависит прежде всего от следующих  факторов:

1.  От требуемой подвижности, как и для обычного бетона.

2. Ее составом ( например, для того чтобы получить бетонную  смесь имеющую осадку конуса- 2 см, при применении песка с зернами средней крупности расход воды будет примерно равен 260 л/м³ (при составе бетона 1 : 3) , а при составе бетона 1 : 2 -300 л/м³).

Существенное  влияние на прочность мелкозернистого бетона оказывает качество песка. Если в процессе приготовления обычного бетона заменить крупный песок мелким, то это приведет к понижению прочности всего на 5…10 %. Для мелкозернистого бетона дела обстоят более драматично, то есть если заменить мелким песком крупный песок  прочность может снизиться на 25 …30 %.

А максимальная прочность песчаного бетона составов 1 : 2, или 1 : 3 которую достигают при определенной интенсивности уплотнения, иногда может  снижаться в 2…3 раза.

Для изготовления тонкостенных железобетонных армоцементных конструкций применяют мелкозернистый бетон который не содержит щебень. Армируя его стальными ткаными сетками, получают армоцемент -высокопрочный материал для тонкостенных конструкций. Наибольшую крупность песка D max, допустимую по условиям армирования можно определить по формуле:

D=√(h²+(L|2)²)-0,3, где

h-расстояние между сетками, мм.

L-размер ячейки стальной тканой сетки, мм.

Для  определения состава бетона используемого для изготовления армоцементных строительных конструкций  учитывают прежде всего формуемость армоцемента. Большое влияние на формуемость армоцемента оказывает схема армирования ( в частности количество используемых сеток, расстояние между сетками, а также размер ячейки сетки). При этом можно сказать, что чем гуще проведено армирование, тем более продолжительным и интенсивным должно быть проведено вибрирование в процессе уплотнения цементно-песчаной смеси для достижения определенной необходимой подвижности.

Формуемость армоцемента (с)  выбирают в зависимости от принятого способа уплотнения:

1. Вручную -5…15

2. Вибрирование с частотой 3000 кол/мин- 15…40

3. То же с частотой 6000 кол//мин -40-60

4. Вибрирование с пригрузом -60…100.

При проектировании состава цементно-песчаной смеси для армоцементных конструкций подвижность смеси определяют в зависимости от требуемой формуемости и заданной схемы армирования по графику ( смотри рисунок №2).

Рисунок №2. График для определения подвижности (S) цементно-песчаной смеси в зависимости от требуемой формуемости (Ф) армоцемента в конструкциях толщиной 2…3 см.

График для определения подвижности График составлен для стальной тканой сетки с ячейками 7 х 7 мм. Если применяют сетку с ячейкой 5 х 5 мм, то подвижность смеси увеличивается на 40 %, а при сетке с ячейкой 10 х 10 мм уменьшается на 30 %.

1; 3; 5; 8 и 12-на графике обозначают число сеток. 

Просмотров: 129

РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

stroivagon.ru

Расчет состава и корректировка обычного мелкозернистого бетона

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА

Цель работы: освоить методику подбора составов обычного мелко­зернистого бетона, бетона для армоцементных конструкций, дорожного мелкозернистого бетона, изучить правила подбора, назначения и выдачи в производство составов бетона с целью рассмотрения свойств, характери­зующих мелкозернистый бетон, изучения показателей, характеризующих технологический процесс производства мелкозернистых бетонов.

Приборы, оборудование, материалы: лабораторный бетоносмеси­тель, лабораторная виброплощадка, формы размером 7,07x7,07x7,07 см, весы с разновесами, гидравлический пресс, мерная посуда, песок, цемент, вода.

 

Общие теоретические сведения

Мелкозернистым называют бетон, не содержащий щебня (песчаный бетон). Армируя этот бетон стальными ткаными сетками, получают армо- цемент - высокопрочный материал для тонкостенных конструкций.

Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного бетона. Однако мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для кото­рой характерны большая однородность и мелкозернистость, высокое со­держание цементного камня, отсутствие жесткого скелета из крупного заполнителя, повышенные пористость и удельная поверхность твердой фазы.

Прочность на сжатие мелкозернистого цементно-песчаного бетона, как и обычного, определяется главным образом активностью цемента и водоцементным отношением, однако изменение В/Ц оказывает несколько большее влияние на прочность мелкозернистого бетона, чем обычного (крупнозернистого), так как возможности регулирования свойств заполни­теля и соответственно его влияния на бетон в мелкозернистом бетоне ог­раничены. Более значительно, чем в обычном, на прочность цементно­песчаного бетона при сжатии влияет качество песка и состав бетона, а также изменение влажности среды при твердении. Меньшая крупность и повышенная удельная поверхность заполнителя (песка) увеличивают во- допотребность бетонной смеси, способствуют вовлечению в нее воздуха при вибрировании.

Для получения равнопрочного бетона и равноподвижной бетонной смеси в мелкозернистом бетоне на 20...40% возрастает расход цемента по сравнению с обычным бетоном. Для снижения расхода цемента следует применять химические добавки, эффективное уплотнение песчаных бе­тонных смесей и крупные пески с оптимальным зерновым составом.

Для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций обыч­но применяют цементно-песчаную смесь малоподвижной консистенции составов 1:3- 1:4, а для изготовления армоцемента - более жирные соста­вы 1:2.

Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью при изги­бе, водонепроницаемостью и морозостойкостью, что позволяет использо­вать его для дорожных покрытий, для груб, для гидротехнических соору­жений.

 

Порядок выполнения работы

Наиболее просто и точно состав цементно-песчаного бетона опреде­ляют расчетно-экспериментальным путем. По этому способу вначале на основе определенных зависимостей рассчитывают предварительный со­став бетона, обеспечивающий получение цементно-песчаной смеси задан­ной подвижности и бетона заданной прочности. Затем этот состав прове­ряют путем пробных замесов и, если необходимо, уточняют.

Лабораторная работа предусматривает расчет и корректировку соста­вов трех видов мелкозернистого бетона: обычного мелкозернистого, мел­козернистого бетона для армоцементных конструкций и дорожного мел­козернистого бетона. Лабораторная работа выполняется тремя звеньями студентов, каждое из которых производит расчет состава и корректировку одного из видов мелкозернистого бетона.

Расчет состава и корректировка обычного мелкозернистого бетона

Состав цементно-песчаного бетона рассчитывают в следующем по­рядке:

1. Определяют водоцементное отношение, необходимое для полу­чения заданного класса бетона:

 

где - прочность образцов половинок балочек размером 4x4x16 см из цементно-песчаного бетона в возрасте 28 дней, выдержанных в нормаль­ных условиях, МПа;

- активность цемента, МПа;

- коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов,

0,75 - для материалов среднего качества и 0,65 - для цемента низких ма­рок и мелкого песка.

Формула действительна при коэффициенте уплотнения бетонной смеси более 0,97. Если такое уплотнение не может быть обеспечено, то необходимо учитывать возможное снижение прочности бетона примерно на 5% на каждый процент недоуплотнения.

2. По графикам (рис. 2.8) определяют соотношение между цементом и песком, обеспечивающее заданную подвижность или удобоукладывае- мость цементно-песчаной смеси при определенном В/Ц, установленном из формулы (2.138). На графиках показаны подвижность и удобоукладываемость цементно-песчаной смеси, приготовленной на песке с модулем крупности 2,5 и водопотребностью 7%. При применении другого песка влияние его крупности на подвижность (удобоукладываемость) цементно­песчаной смеси учитывают в соответствии с примечаниями к рис. 2.8 или, если не известна водопотребность песка, по графику на рис. 2.9.

  1. Рассчитывают расход цемента:

 

 

где - плотность соответственно цемента и песка;

- соотношение между цементом и песком, определяемое в соответ­ствии с указаниями п. 2.

Формула (2.139) выведена из уравнения

 

полученного из условия, что сумма абсолютных объемов составных час­тей плотного цементно-песчаного бетона (и) равна 1 м3, или 1000 л гото­вого плотного бетона, если в нем нет вовлеченного воздуха или объем воздушных пор очень мал - менее 7,5% (при уплотнении бетона прокатом, прессованием, трамбованием, центрифугированием).

При уплотнении песчаного бетона вибрированием в него обычно во­влекается воздух (от 2 до 8% по объему). В этом случае расход цемента определяют по формуле

 

 

где ВВ - объем вовлеченного воздуха, л.

Для ориентировочных расчетов можно принять следующие объемы ВВ (л):

подвижная бетонная смесь на среднем и крупном песке 20

то же, на мелком песке 30

жесткая смесь на среднем и крупном песке 50

то же, на мелком песке 70

 

Действительное количество вовлеченного воздуха уточняют в опыт­ных замесах.

4. Определяют расход воды:

В = Ц - В / Ц (2.142)

  1. Рассчитывают расход песка:

П = п * Ц (2.143)

6. На пробных замесах проверяют подвижность или удобоукладывае- мость цементно-песчаной смеси и при необходимости вносят поправки в состав бетона. Определяют среднюю плотность свежеуложенного бетона и на контрольных образцах проверяют прочность цементно-песчаного бетона.

По средней плотности свежеуложенной цементно-песчаной смеси ус­танавливают окончательный расход материалов на 3 м3 бетона. Эта опера­ция имеет важное значение при расчете состава цементно-песчаного бето­на, так как возможно (в тощих смесях, при применении мелкого песка и т.д.), что цементного теста не хватит для заполнения пустот между зерна­ми песка и уложенный бетон будет иметь определенное дополнительное количество пор, которое необходимо учитывать при подсчете материалов на 1 м3 бетона, или, наоборот, окажется, что в расчете учтено большее ко­личество вовлеченного воздуха, чем его будет в действительности.

2. Определение состава бетона для армоцементных конструкций

При определении состава бетона для армоцементных конструкций необходимо учитывать формуемость армоцемента. На формуемость армо- цемента оказывает большое влияние схема армирования (число сеток, рас­стояние между ними и размер ячейки сетки). Чем гуще арматура, тем бо­лее интенсивным и продолжительным должно быть вибрирование для уплотнения цементно-песчаной смеси определенной подвижности.

Формуемость армоцемента выбирается в зависимости от принятого способа уплотнения.

При расчете состава цементно-песчаной смеси для армоцементных конст­рукций подвижность смеси определяют в зависимости от требуемой формуемости и заданной схемы армирования по графику (рис. 2.10). График составлен для стальной тканой сетки с ячейкой 7x7 мм. Если применяют сетку с ячейкой 5x5 мм, то подвижность (определяемая по графику) смеси увеличивается на 40%, а при сетке с ячейкой 10x10 мм - уменьшается на 30%.

Наибольшую крупность песка , допустимую по условиям армиро­вания, определяют по формуле

 

 

где - размер ячейки стальной тканой сетки, мм;

- расстояние меузду сетками, мм.

Формула (2.144) действительна при . В остальном состав сме­си определяется по изложенной выше методике:

1. Рассчитывают

 

2. Определяют требуемую подвижность цементно-песчаной смеси по рис. 2.10.

3. Проверяют по формуле (2.144).

4. По рис. 2.8 определяют соотношение Ц:П, обеспечивающее тре­буемую подвижность цементно-песчаной смеси, а с учетом водопотребно- сти песка увеличивают его содержание и производят перерасчет соотно­шения Ц:П (см. пример расчета состава). Далее расчет выполняют анало­гично обычному мелкозернистому бетону, но с учетом вовлечения воздуха при вибрировании.

5. Расход цемента определяют по формуле

6. Определяют расход воды:

7. Рассчитывают расход песка:

8. Определяют среднюю плотность бетонной смеси.

9. По средней плотности бетонной смеси производят окончательную корректировку состава.

studopedya.ru

Расчет состава и корректировка обычного мелкозернистого бетона

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА

Цель работы: освоить методику подбора составов обычного мелко­зернистого бетона, бетона для армоцементных конструкций, дорожного мелкозернистого бетона, изучить правила подбора, назначения и выдачи в производство составов бетона с целью рассмотрения свойств, характери­зующих мелкозернистый бетон, изучения показателей, характеризующих технологический процесс производства мелкозернистых бетонов.

Приборы, оборудование, материалы: лабораторный бетоносмеси­тель, лабораторная виброплощадка, формы размером 7,07x7,07x7,07 см, весы с разновесами, гидравлический пресс, мерная посуда, песок, цемент, вода.

 

Общие теоретические сведения

Мелкозернистым называют бетон, не содержащий щебня (песчаный бетон). Армируя этот бетон стальными ткаными сетками, получают армо- цемент - высокопрочный материал для тонкостенных конструкций.

Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного бетона. Однако мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для кото­рой характерны большая однородность и мелкозернистость, высокое со­держание цементного камня, отсутствие жесткого скелета из крупного заполнителя, повышенные пористость и удельная поверхность твердой фазы.

Прочность на сжатие мелкозернистого цементно-песчаного бетона, как и обычного, определяется главным образом активностью цемента и водоцементным отношением, однако изменение В/Ц оказывает несколько большее влияние на прочность мелкозернистого бетона, чем обычного (крупнозернистого), так как возможности регулирования свойств заполни­теля и соответственно его влияния на бетон в мелкозернистом бетоне ог­раничены. Более значительно, чем в обычном, на прочность цементно­песчаного бетона при сжатии влияет качество песка и состав бетона, а также изменение влажности среды при твердении. Меньшая крупность и повышенная удельная поверхность заполнителя (песка) увеличивают во- допотребность бетонной смеси, способствуют вовлечению в нее воздуха при вибрировании.

Для получения равнопрочного бетона и равноподвижной бетонной смеси в мелкозернистом бетоне на 20...40% возрастает расход цемента по сравнению с обычным бетоном. Для снижения расхода цемента следует применять химические добавки, эффективное уплотнение песчаных бе­тонных смесей и крупные пески с оптимальным зерновым составом.

Для изготовления тонкостенных железобетонных конструкций обыч­но применяют цементно-песчаную смесь малоподвижной консистенции составов 1:3- 1:4, а для изготовления армоцемента - более жирные соста­вы 1:2.

Мелкозернистый бетон обладает повышенной прочностью при изги­бе, водонепроницаемостью и морозостойкостью, что позволяет использо­вать его для дорожных покрытий, для груб, для гидротехнических соору­жений.

 

Порядок выполнения работы

Наиболее просто и точно состав цементно-песчаного бетона опреде­ляют расчетно-экспериментальным путем. По этому способу вначале на основе определенных зависимостей рассчитывают предварительный со­став бетона, обеспечивающий получение цементно-песчаной смеси задан­ной подвижности и бетона заданной прочности. Затем этот состав прове­ряют путем пробных замесов и, если необходимо, уточняют.

Лабораторная работа предусматривает расчет и корректировку соста­вов трех видов мелкозернистого бетона: обычного мелкозернистого, мел­козернистого бетона для армоцементных конструкций и дорожного мел­козернистого бетона. Лабораторная работа выполняется тремя звеньями студентов, каждое из которых производит расчет состава и корректировку одного из видов мелкозернистого бетона.

Расчет состава и корректировка обычного мелкозернистого бетона

Состав цементно-песчаного бетона рассчитывают в следующем по­рядке:

1. Определяют водоцементное отношение, необходимое для полу­чения заданного класса бетона:

 

где - прочность образцов половинок балочек размером 4x4x16 см из цементно-песчаного бетона в возрасте 28 дней, выдержанных в нормаль­ных условиях, МПа;

- активность цемента, МПа;

- коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов,

0,75 - для материалов среднего качества и 0,65 - для цемента низких ма­рок и мелкого песка.

Формула действительна при коэффициенте уплотнения бетонной смеси более 0,97. Если такое уплотнение не может быть обеспечено, то необходимо учитывать возможное снижение прочности бетона примерно на 5% на каждый процент недоуплотнения.

2. По графикам (рис. 2.8) определяют соотношение между цементом и песком, обеспечивающее заданную подвижность или удобоукладывае- мость цементно-песчаной смеси при определенном В/Ц, установленном из формулы (2.138). На графиках показаны подвижность и удобоукладываемость цементно-песчаной смеси, приготовленной на песке с модулем крупности 2,5 и водопотребностью 7%. При применении другого песка влияние его крупности на подвижность (удобоукладываемость) цементно­песчаной смеси учитывают в соответствии с примечаниями к рис. 2.8 или, если не известна водопотребность песка, по графику на рис. 2.9.

  1. Рассчитывают расход цемента:

 

 

где - плотность соответственно цемента и песка;

- соотношение между цементом и песком, определяемое в соответ­ствии с указаниями п. 2.

Формула (2.139) выведена из уравнения

 

полученного из условия, что сумма абсолютных объемов составных час­тей плотного цементно-песчаного бетона (и) равна 1 м3, или 1000 л гото­вого плотного бетона, если в нем нет вовлеченного воздуха или объем воздушных пор очень мал - менее 7,5% (при уплотнении бетона прокатом, прессованием, трамбованием, центрифугированием).

При уплотнении песчаного бетона вибрированием в него обычно во­влекается воздух (от 2 до 8% по объему). В этом случае расход цемента определяют по формуле

 

 

где ВВ - объем вовлеченного воздуха, л.

Для ориентировочных расчетов можно принять следующие объемы ВВ (л):

подвижная бетонная смесь на среднем и крупном песке 20

то же, на мелком песке 30

жесткая смесь на среднем и крупном песке 50

то же, на мелком песке 70

 

Действительное количество вовлеченного воздуха уточняют в опыт­ных замесах.

4. Определяют расход воды:

В = Ц - В / Ц (2.142)

  1. Рассчитывают расход песка:

П = п * Ц (2.143)

6. На пробных замесах проверяют подвижность или удобоукладывае- мость цементно-песчаной смеси и при необходимости вносят поправки в состав бетона. Определяют среднюю плотность свежеуложенного бетона и на контрольных образцах проверяют прочность цементно-песчаного бетона.

По средней плотности свежеуложенной цементно-песчаной смеси ус­танавливают окончательный расход материалов на 3 м3 бетона. Эта опера­ция имеет важное значение при расчете состава цементно-песчаного бето­на, так как возможно (в тощих смесях, при применении мелкого песка и т.д.), что цементного теста не хватит для заполнения пустот между зерна­ми песка и уложенный бетон будет иметь определенное дополнительное количество пор, которое необходимо учитывать при подсчете материалов на 1 м3 бетона, или, наоборот, окажется, что в расчете учтено большее ко­личество вовлеченного воздуха, чем его будет в действительности.

2. Определение состава бетона для армоцементных конструкций

При определении состава бетона для армоцементных конструкций необходимо учитывать формуемость армоцемента. На формуемость армо- цемента оказывает большое влияние схема армирования (число сеток, рас­стояние между ними и размер ячейки сетки). Чем гуще арматура, тем бо­лее интенсивным и продолжительным должно быть вибрирование для уплотнения цементно-песчаной смеси определенной подвижности.

Формуемость армоцемента выбирается в зависимости от принятого способа уплотнения.

При расчете состава цементно-песчаной смеси для армоцементных конст­рукций подвижность смеси определяют в зависимости от требуемой формуемости и заданной схемы армирования по графику (рис. 2.10). График составлен для стальной тканой сетки с ячейкой 7x7 мм. Если применяют сетку с ячейкой 5x5 мм, то подвижность (определяемая по графику) смеси увеличивается на 40%, а при сетке с ячейкой 10x10 мм - уменьшается на 30%.

Наибольшую крупность песка , допустимую по условиям армиро­вания, определяют по формуле

 

 

где - размер ячейки стальной тканой сетки, мм;

- расстояние меузду сетками, мм.

Формула (2.144) действительна при . В остальном состав сме­си определяется по изложенной выше методике:

1. Рассчитывают

 

2. Определяют требуемую подвижность цементно-песчаной смеси по рис. 2.10.

3. Проверяют по формуле (2.144).

4. По рис. 2.8 определяют соотношение Ц:П, обеспечивающее тре­буемую подвижность цементно-песчаной смеси, а с учетом водопотребно- сти песка увеличивают его содержание и производят перерасчет соотно­шения Ц:П (см. пример расчета состава). Далее расчет выполняют анало­гично обычному мелкозернистому бетону, но с учетом вовлечения воздуха при вибрировании.

5. Расход цемента определяют по формуле

6. Определяют расход воды:

7. Рассчитывают расход песка:

8. Определяют среднюю плотность бетонной смеси.

9. По средней плотности бетонной смеси производят окончательную корректировку состава.

www.studopedya.ru