Міцність бетону в побутових умовах або як правильно підібрати і розрахувати кількість матеріалів на заміс бетономішалки
Підбір складу бетонної суміші і розрахунок матеріалів на заміс бетономішалки
Міцність і довговічність монолітних бетонних конструкцій фундаментів безпосередньо залежать не тільки від якості застосовуваних матеріалів, способу ущільнення бетонної суміші і умов витримування бетону, але, головним чином, і від раціонального підбору складу бетонної суміші, її рухливості (жорсткості) і дозування матеріалів на заміс бетономішалки.
Якщо обсяг будівництва знаходиться недалеко від бетонного заводу (бетонного вузла), то краще замовити доставку бетону потрібної марки з певною рухливістю і розміром щебеню. Транспортування бетонної суміші необхідно здійснювати автобетонозмішувачами, які не допускають втрату цементного молока, виключають потрапляння атмосферних опадів та прямий вплив сонячних променів, розшарування і порушення однорідності суміші.
У більшості випадків при «самолад» за допомогою найманих робітників або невеликих будівельних фірм, що не мають досвідченого фахівця або договору з будівельною лабораторією, підбір складу бетону і дозування матеріалів виробляються «на око» лопатами. Рухливість бетонної суміші не контролюється. а для полегшення укладання в суміш додають зайву кількість води, що призводить до порушення водоцементного (В / Ц) відносини і втрати міцності бетону.
Однак і в будівельних умовах можна з достатньою точністю оцінити деякі властивості матеріалів і за допомогою довідкових даних виконати підбір складів бетонних сумішей різних марок.
Вихідні дані для розрахунку складу товарного бетону
При приготуванні бетонних сумішей на цементі і піску без великого заповнювача (щебеню) значення В / Ц для отримання дрібнозернистого бетону необхідних марок зменшують на 0,1 проти зазначених в табл. 20.
Наведені в табл. 20 значення В / Ц передбачають отримання відповідних марок бетону при твердінні його в нормальних умовах, тобто при відносній вологості повітря 90-100% і температурі 15-20 ° С. Зазначені в таблиці значення В / Ц є орієнтовними. Однак, як показав досвід, вони забезпечують отримання бетону заданої марки лише з незначними відхиленнями.
Примітка. Значення В / Ц наведені для бетону, приготовленого на щебені і піску з модулем крупності до 2,5.
При використанні табл. 21 треба мати на увазі, що в ній наведені дані, отримані на основі вивчення бетонів, приготованих з сумішей на природному піску з модулем крупності Мк = 2,7, при В / Ц = 0,57 і рухливістю бетонної суміші, що відповідає 5 см опади стандартного конуса (див. рис. 54). Для бетонів, приготованих на піску з іншим модулем крупності (табл. 22), а також мають інші рухливість і В / Ц, дані табл. 21 слід приймати з поправками.
Визначення витрати матеріалів на 1 м3 бетону
Необхідна міцність бетону М200 Рухливість бетонної суміші - ОК = 5 см
Найбільший розмір щебеню - 40 мм Водоцементное відношення В / Ц = 0,57
Щільність цементу для портландцементу прийнята Yц = 3,1 г / см3
Щільність піску Yп = 2,63 г / см3, об'ємна маса щебеню Yоб.м = 2,6 кг / л
Витрата цементу Ц, кг, на 1 м3 бетону підраховують за формулами Ц = В. (В / Ц) або Ц = В (Ц / В), де В - витрата води, л, на 1 м3 бетону.
Далі визначаємо абсолютний обсяг суміші піску і щебеню Асм, л. Для цього з 1 м3 бетону віднімають суму абсолютних обсягів цементу і води, тобто абсолютний обсяг, яку він обіймав в бетоні цементним тестом:
Асм = 1000 - ((Ц / Yц) + В),
Асм = 1000 ((325 / 3,1) +185) = 1000 - 290 = 710 л.
Абсолютний обсяг піску Ап, л, визначаємо за формулою
Ап = (АСМ * r) / 100 Ап = (710 * 41) / 100 = 290 л
Абсолютний обсяг щебеню АЩ, л, знаходять як різницю між абсолютними обсягами суміші наповнювачів і піску:
Ащ = Асм - Ап ащ = 710 - 290 = 420 л
Знаючи щільність піску Yп і об'ємну масу щебеню Уоб.щ, визначають витрати піску П і щебеню Щ, кг, на 1 м3 бетону:
П = АпYп П = 290 * 2,63 = 763 кг
Щ = АщYоб.щ Щ = 420 * 2,6 = 1092 кг
Витрата матеріалів на 1 м3 бетону: Ц = 325кг; В = 185 л; П = 763кг; Щ = тисячі дев'яносто-два кг.
Об'ємна маса бетонної суміші: Yоб.б.см = 325 + 185 + 763 + 1092 = 2365 кг / м3.
Склад бетонної суміші може бути виражений ваговим співвідношенням цемент. пісок. щебінь: (325/325). (763/325). (1092/325) = 1. 2,3. 3,4
Для приготування пробних змусив кількість цементу, піску, щебеню та води зменшують відповідно до прийнятого об'ємом пробного замісу. Потім роблять пробні заміси і шляхом коригування встановлюють остаточний витрата води на 1 м3 бетону, що забезпечує задану рухливість суміші. У тому випадку, коли заданий кількість води не забезпечує необхідної рухливості бетонної суміші, в приготовлену суміш додають воду порціями по 2-3% від заданого кількості. Щоб зберегти отриманий В / Ц додають також відповідну кількість цементу. Якщо суміш вийшла з надлишковою рухливістю в порівнянні з необхідною, в заміс додають пісок і щебінь, зберігаючи між ними прийняте за розрахунком співвідношення. Пісок і щебінь також додають порціями, по 3-5% від їх ваги. Після коригування пробного замісу остаточно встановлюють склад бетону.
Визначення рухливості бетонної суміші
Від конструктивних особливостей виробів залежить значною мірою вибір методу їх формування, а це, в свою чергу, пред'являє відповідні вимоги до консистенції бетонної суміші щодо її рухливості і легкоукладальності.
Бетонні суміші бувають рухливими і жорсткими. Рухливі суміші при укладанні легко заповнюють форму і ущільнюються в ній під дією власної сили тяжіння. Жорсткі суміші для зазначених вище операцій вимагають додатки часом значних зовнішніх сил. Незалежно від того, до якої з цих груп відноситься бетонна суміш, кожна з них в виробничих умовах характеризується певним ступенем рухливості. Рухливість бетонної суміші визначається за величиною опади стандартного конуса, відформованого з даної суміші (див. Рис. 54).
Для визначення осадки конуса будуть потрібні середня проба бетонної суміші, дерев'яна або металева площадка, форма конуса, стрижень для стикування суміші, сталева лінійка довжиною не менше 70 см, сталева лінійка з розподілами довжиною 20-50 см, кельма.
Хід роботи. На дерев'яну, обшиту листової сталлю майданчик товщиною
25 мм, розміром 70x70 см встановлюють металеву форму у вигляді усіченого прямого конуса висотою 30 см, діаметром нижньої основи 20 см і верхнього 10 см. Внутрішню поверхню форми і майданчик, на якій вона встановлена, зволожують водою. Потім, притиснувши форму до майданчика (наступивши на педалі), в неї в три прийоми рівними частинами поміщають бетонну суміш. Кожну порцію бетонної суміші в формі ущільнюють 25-кратним штикуванням сталевим гладким стрижнем діаметром 16 мм, довжиною 650 мм. Стрижень при кожному штикуванням повинен проникати через всю товщу бетонної суміші.
Після ущільнення надлишок бетонної суміші зрізають врівень з верхніми краями форми, загладжуючи кельмою поверхню суміші. Потім форму повільно піднімають строго вертикально і ставлять поруч з конусом, відформованим з суміші. На форму конуса по його діаметру кладуть на ребро сталеву лінійку довжиною 70 см так, щоб вільний кінець лінійки проходив через центр конуса, виготовленого з бетонної суміші. Відстань між поверхнею бетонної суміші і ребром лінійки вимірюють інший лінійкою з поділками з точністю до 0,5 см. Результат проміру характеризує величину осадки конуса. Як правило, визначення для однієї і тієї ж суміші повторюють двічі. Результат двох паралельних вимірювань не повинен відрізнятися більше ніж на 2 см.
Вибір рухливості бетонної суміші залежить від виду конструкції. Наприклад, для бетонних набивних паль O.K.
4-5 см, для густоармованих плит перекриттів і монолітних фундаментних стовпів O.K. = 6-8 см і т.д. У кожному разі враховуються конструктивні особливості елементів, густота армування, що сприймають елементом навантаження, марка бетону і використовувані фракції (розміри крупний заповнювач - щебеню, гравію).
Розрахунок витрат матеріалів на один заміс бетономішалки
Залежно від обсягу бетонних робіт на будівельних об'єктах використовуються в основному бетонозмішувачі гравітаційного типу ємністю від 60 до 3000 л. Для розрахунку витрати матеріалів на один заміс приймемо бетономішалку з ємністю змішувального барабана (Vб) 1200 л. Виробничий витрата матеріалів на 1 м3 бетону наступний:
Цпр - 312 кг, Впр - 153 л, Ппр - 612 кг, Щ - +1296 кг.
Питома вага вологих піску і щебеню прийнятий 1,6 і 1,495 кг / л відповідно, об'ємна вага цементу 1,3 кг / л, щебінь застосовується двох фракцій: 40% щебеню крупністю 10-20 мм і 60% щебеню крупністю 20-40 мм. Обчислимо витрата матеріалів на один заміс.
Для цього визначимо коефіцієнт виходу бетонної суміші:
β = 1000 / ((312 / 1,3) + (612 / 1,6) + (1296 / 1,495)) = 0,672
Витрати матеріалів на один заміс бетономішалки:
цементу Ц = (Vб * β / 1000) * Цпр Ц = (1200 * 0,672 / 1000) * 312 = 0,806 * 312 = 252 кг
води В = (Vб * β / 1000) * Впр В = 0,806 * 153 = 123,4 л
піску П = (Vб * β / 1000) * П пр П = 0,806 * 612 = 493 кг
щебеню Щ = (Vб * β / 1000) * Щпр Щ = 0,806 * +1296 = 1044 кг, в тч Щ10-20 = 1044 * 40/100 = 436 кг
Щ20-40 = 1044 * 60/100 = 626 кг