Визначення водоцементного співвідношення

Як було вказано вище, міцність бетону знаходиться в визначеній залежності від активності цементу і від водоцементного співвідношення. Водоцементне співвідношення визначається в залежності від потрібної міцності бетону, строку і умов його твердіння, відомих заздалегідь активності цементу і роду заповнювачів. Розрахунок виконується за спрощеною формулою:

 

(3.2)

 

де R_ц – активність портландцементу; R_б – проектна марка бетону; А – коефіцієнт, що залежить від якості вихідних матеріалів (табл. 3.1);

звідки

 

. (3.3)

 

Таблиця 3.1 - Значення коефіцієнта А в залежності від якості матеріалу

пп/п	Матеріали (пісок, щебінь)	Значення коефіцієнту А	Примітки
	Високої якості	0,65	0,43	Щойно подрібнений щебінь, модуль крупності піску Мк>2,5
	Середньої якості	0,60	0,40	Подрібнений щебінь, модуль крупності піску 2,0<Мк<2,5
	Низької якості	0,55	0,37	Подрібнений гравій, модуль крупності піску 1,5<Мк<2,0

 

Значення В/Ц повинно бути в межах 0,4 < В/Ц < 0,5 для дорожнього і аеродромного бетону

Визначимо водоцементне співвідношення для нашого прикладу

А= 0,6 із табл. 3.1.

Визначення витрати води

Витрати води в залежності від потрібної рухомості і легкоукладальності бетонної суміші визначаються по табл. 2, яка складена на основі залежності водопотреби бетонної суміші від її жорсткості і властивостей вихідних матеріалів.

 

Таблиця 3.2.

Показник легкоукладаємості бетонної суміші	Найбільша крупність зерен, мм
гравій	щебінь
Осадка конуса, см	Жорсткість
9-12
6-8
3-5
1-2
	30-50				-
	60-80				-
	90-120				-
	150-200				-
Примітка: 1. Дані приведені в табл. 2, справедливі для пісків середньої крупності. При використанні дрібного піску витрати води збільшуються на 10 л.

Визначимо водопотребу бетонної суміші для нашого прикладу по табл. 2.

При ОК = 3 см і крупності щебеню 40 мм водопотреба складає 180 л на 1 м³ бетону.

Визначення витрати цементу

При визначеному значенні В/Ц і взятій із таблиці водопотреби бетонної суміші В, для даних матеріалів і заданої рухомості можна визначити витрати цементу на 1 м³ бетону

 

. (3.4)

 

Якщо витрата цементу на 1 м³ бетону буде меншою допустимої, то необхідно довести її до норми у відповідності із нормативним документами.

 

По витраті води і водоцементному співвідношенні витрати цементу на 1 м³ бетону знаходять:

 

.

 

Визначення витрат заповнювачів (піску і щебеня чи гравію)

на 1 м³ бетону

Витрата крупного заповнювача (щебеня і гравію) в кг на 1 м³ бетону визначається з умови, що сума абсолютних об’ємів всіх компонентів бетону дорівнює 1000 л (1000л = 1м³)

 

(3.5)

 

Враховуючи, що цементно-піщаний розчин заповнить об’єм пустот крупного заповнювача з деяким розсувом зерен α, маємо

 

. (3.6)

 

Ліва частина рівняння це сума об’ємів П+Ц+В, а права частина об’єм пустот в щебені в насипному стані, які заповнюють П+Ц+В.

розв’язуючи сумісно рівняння (3.5) і (3.6), знаходимо формулу для визначення щебеня чи гравію:

 

, (3.7)

 

 

де П_пуст – пустотність щебеня чи гравію в стандартному рихлому стані (в формулу підставляється у вигляді відносної величини); ρ _н.щ. – насипна щільність щебеня в кг/л; ρ _щ – дійсна щільність щебеня кг/л; α – коефіцієнт розсуву зерен щебеню, що встановлюється по графіку в залежності від кількості цементного тіста і крупності піску (рис. 3.1).

Для визначення об’єму цементного тіста підраховують абсолютний об’єми цементу і води в 1 м³ бетону. Абсолютний об’єм цементу дорівнює

 

. (3.8)

 

Абсолютний об’єм води дорівнює V_в

тоді абсолютний об’єм цементного тіста дорівнює

 

V_цт =V_ц + V_в

Рисунок 3.1 - Залежність коефіцієнту розсуву α від витрат цементного тіста на 1 м³ бетону

 

Для нашого прикладу:

абсолютний об’єм цементу дорівнює

.

Абсолютний об’єм води дорівнює V_в= 180 л

тоді абсолютний об’єм цементного тіста:

V_цт =V_ц + V_в =86,2+180=266,3 л.

За графіком (рис.3.1) визначаємо α = 1,43

Для жорстких бетонних сумішей коефіцієнт α=1,05-1,1.

Визначаємо пустотність щебеню

П_пуст=(1- ρ_н,щ/ρ_щ)=(1-1,51/2,69)=0,438

Визначаємо кількість щебеню

 

 

де ρ ρ_Н - у формулу підставляються у кг/л.

Після визначення витрати щебеню (гравію), витрата піску в кг на 1 м³ визначається як різність між абсолютним об’ємом бетону і сумою абсолютних об’ємів крупного заповнювача, цементу і води.

 

(3.9)

 

де ц, в, щ, п – витрати цементу, води, щебеня і піску на 1 м³ бетону в кг;

ρ_ц, ρ_п, ρ_щ, - дійсна щільність цементу, піску, щебеню, кг/л.

Визначимо кількість піску

 

Отже на даному етапі розрахунку витрати компонентів на 1 м³ бетону становлять

Ц, кг	В, л	П, кг	Щ, кг
263,1