Метод абсолютных объемов: расчет состава смеси

Расчет состава бетонной смеси заключается в определении количества составляющих компонентов – заполнителя (крупного и мелкого), воды и цемента для достижения заданной подвижности (удобоукладываемости) смеси и свойств затвердевшего бетона (прочности). В техническом задании на расчет состава бетонной смеси необходимо указать:

• назначение бетона
• по необходимости – морозостойкость, водонепроницаемость и др. специальные характеристики, а также условия службы бетона в сооружении
• требуемую прочность бетона R_б
• требуемую подвижность бетонной смеси – величина осадки конуса (ОК) в см или удобоукладываемость (в секундах)
• наибольшая крупность заполнителя

Кроме того, необходимо указать характеристики материалов из которых будет состоят бетонная смесь:

• вид цемента (шлакопортландцемент, портландцемент, пуццолановый портландцемент и др.)
• активность цемента R_ц или его марка, которую нужно выбирать из следующих соображений 1,1R_б < R_ц < 2R_б. Такое требование обусловлено тем, что если R_ц будет равна или очень близка к прочности бетона R_б, то это приведет к очень большому расходу цемента, в то же время, если R_ц будет больше 2R_б, то это приведет к расходу цемента меньше допустимого
• насыпная плотность цемента r_нц кг/м³ (справочные данные или по паспорту)
• абсолютная плотность цемента r_ац кг/м³ (справочные данные или по паспорту)
• модуль крупности песка (по паспорту)
• водопоглощение в % (по массе)
• насыпная и абсолютная плотности песка (по паспорту) — r_нп и r_ап кг/м³
• вид крупного заполнителя (щебень/гравий) и исходная порода (по паспорту)
• наибольшая крупность крупного заполнителя – максимальный размер в мм зерна
• насыпная и абсолютная плотности заполнителя (по паспорту) — r_нз и r_аз кг/м³
• пустотность в %

Для случая использования влажных заполнителей необходимо определить их влажность и указать, т.к. это будет использоваться в расчетах, в противном случае, предполагается, что все материалы – сухие.

В основе расчета методом абсолютных объемов лежит предположение, что уплотненная бетонная смесь не содержит пустот, т.е. крупный заполнитель заполняет все отведенное ему пространство, пустоты между крупным заполнителем заполняет песок, а пустоты между песком заполняются цементным тестом. Как правило, расчет ведут на 1000 л, следовательно, сумма абсолютных объемов каждого из компонентов (крупных заполнитель, песок, цемент, вода) будет равна

1000 л = V_кз+ V_п + V_ц + V_в

Порядок расчета методом абсолютных объемов следующий:

1. Определяют водоцементное отношение В/Ц
2. Находят весовое отношение между песком и крупным заполнителем m_п : m_кз
3. Находят по таблице (или по графику) расход воды на 1000 л (1м³) бетонной смеси
4. Определяют расход цемента на 1000 л бетонной смеси
5. Находят абсолютный объем смеси заполнителей
6. Вычисляют среднюю абсолютную плотность заполнителей
7. Вычисляют совместную массу песка и крупного заполнителя на 1000 л бетонной смеси, а затем, используя весовое соотношение m_п : m_кз находят массу каждого компонента (на этом этапе необходимо учесть водопоглощение крупного заполнителя)
8. Вычисляют расход всех материалов для пробного замеса на 8 л бетонной смеси
9. Приготовляют пробный замес и определяют подвижность
10. Если подвижность не соответствует заданной, то производят корректировку бетонной смеси, добавляя/уменьшая расход цемента, но при этом не изменяя основные соотношения – В/Ц, m_п : m_кз
11. После корректировки, перенормируют расход материалов бетонной смеси на 1000 л бетонной смеси
12. Вычисляют коэффициент выхода бетонной смеси b и определяют расход материалов на один замес бетономешалки для сухих материалов и с учетом влажности