Тяжелый или обычный бетон может иметь различный состав, отличаться будут соотношения между водой, песком, щебнем или гравием, в результате чего меняются свойства и характеристики бетона.
Подбор состава тяжелого бетона
Тяжелый бетон является одним из самых востребованных в строительстве материалов. Одним из его достоинств является то, что в зависимости от состава могут быть получены определенные свойства, которые будут влиять на эксплуатацию, к примеру:
- прочность;
- морозоустойчивость;
- пластичность бетонной массы;
- водонепроницаемость.
Технолог подбирает такое соотношение составляющих смеси, при котором сохранится удобоукладываемость смеси, но бетон приобретет заданную прочность. При этом расход цемента должен быть минимальным.
Удобоукладываемость – это свойство бетонной смеси легко укладываться на пористое основание, при этом не расслаиваясь в процессе хранения или перекачивания растворонасосами.
Для обозначения конкретного состава используется соотношение, в котором выражается расход составляющих 1 кубического метра смеси, последовательность перечисления компонентов в соотношении всегда одна, вначале указывается количество частей цемента, затем песка, затем щебня или гравия. Водоцементное соотношение указывается через отношение количества воды к количеству цемента. Например, производитель указывает в спецификации на продукцию 1 : 2,4 : 4,7 при В/Ц=0,6. Эта маркировка расшифровывается следующим образом, необходимо взять 280 кг цемента, 670 кг песка, 1300 кг щебня и 170 литров воды.
Состав бетона может быть номинальным и производственным. Первый рассчитывается в сухом состоянии, а второй в естественно-влажном. При проведении расчетов чаще всего используют метод «абсолютного объема», он подразумевает, что в свежеприготовленной смеси нет пустот и смесь полностью заполняет пустоты в крупном заполнителе.
Рисунок 1. Подбор состава тяжелого бетона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Расчет ориентировочного состава бетона
Чтобы рассчитать состав тяжелого бетона, нужно знать требуемые характеристики, к которым относятся:
- удобоукладываемость смеси, которая выражается через осадку конуса;
- вид и активность цемента;
- насыпная плотность;
- истинная плотность;
- пустотность щебня;
- влажность заполнителей;
- наибольшая крупность зерен заполнителя.
Первым определяют водоцементное соотношение, которое зависит от вида и качества входящих в смесь материалов. Требуемая прочность бетона зависит от активности цемента, и коэффициентов, учитывающих качество материалов.
Далее определяют расход воды, который зависит от заданной удобоукладываемости с учетом крупности зерен заполнителя.
После определяют расход цемента на кубический метр бетона исходя из водоцементного соотношения. Если в результате расход окажется менее допустимого, то расход увеличивают до минимально допустимых значений либо компенсируют тонкомолотой добавкой.
Следом определяют расход заполнителей, к которым относятся щебень, песок и гравий. Сумма абсолютных объемов этих компонентов должна быть равна одному кубическому метру уплотненной бетонной смеси, также необходимо учесть, что раствор попадет в пустоты крупного заполнителя.
Водоцементное соотношение является одним из самых важных показателей, поэтому его определяют одним из первых. Лишняя вода в смеси вредна, из-за нее смесь начинает расслаиваться, что отрицательно сказывается на прочности смеси. Подбирается такое соотношение при котором смесь остается связанной.
Вода, которая не использовалась для реакции гидратации, останется в бетоне несвязанной, что приведет к образованию пор и капилляров, вода будет замерзать и разрывать бетон, из-за чего снижаются его прочность и морозоустойчивость.
Корреляция между водоцементным соотношением и прочностью показана на графике ниже, чем выше водоцементное соотношение, тем ниже прочность бетонной смеси. Оптимальным является отношение в пределах 0,4-0,75. Минимальное соотношение – 0,2, при нем прочность бетона будет максимальной, но смесь получится очень жесткой.
Рисунок 2. График зависимости прочность бетона от водоцементного соотношения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Удобоукладываемость оценивается через три показателя, к которым относятся подвижность, жесткость и связность. Подвижность определяется осадкой конуса из бетонной смеси во время испытания. Жесткость определяется временем вибрирования, которое необходимо для уплотнения смеси.
