Подобрать состав тяжелого бетона Rб, =25 МПа; подвижность бетонной смеси ОК 5-6 см. Характеристики исходных

Подобрать состав тяжелого бетона Rб, =25 МПа; подвижность бетонной смеси ОК 5-6 см. Характеристики исходных материалов: портландцемент активностью Rц=37 МПа, насыпная плотность цемента ρн.ц.=1100 кг/м3, насыпная плотность кварцевого песка ρн.п.=1500 кг/м3, гранитного щебня ρн.щ.=1600 кг/м3, их истинная плотность ρц=2900 кг/м3, ρп=2630 кг/м3, ρщ = 2800 кг/м3, пустотность щебня Vп.щ.= 0,42, наибольшая крупность зерен щебня Днаиб=20 мм, влажность песка Wп=3%, влажность щебня Wщ=2%.

Состав тяжелого бетона рассчитывают по методу «абсолютных объемов» (разработан проф. Б. Г. Скрамтаевым). В основу положено условие, что тяжелый бетон, уплотненный в свежем состоянии, приближается к абсолютной плотности, т.е. сумма абсолютных объемов исходных материалов в 1 м3 (1000 л) равна уплотненной бетонной смеси:
Ц/ρц + В/ρв + П/ρп + Щ(Г)/ρщ(г) = 1000 (1)
Расчет номинального (лабораторного) состава бетона на 1 м3 выполняется в такой последовательности: вычисляют цементно-водное отношение, расход воды, расход цемента, после этого определяют расход крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 бетонной смеси.
Водоцементное отношение (В/Ц) вычисляют исходя из требований к прочности бетона и с учетом активности цемента, вида и качества составляющих, широко используется формула Боломея–Скрамтаева:
Rб = А Rц (Ц/В ±0,5) (2)
В/Ц = (А∙ Rц) / (Rб + 0,5 ∙А∙ Rц ) = (0,65 ∙37,0) / (25,0 + 0,5∙0,65∙37,0) = 0,67
где Rб – марка бетона, МПа; Rц – активность цемента, МПа; А – коэффициент, который учитывает качество материалов (принимается по справочной литературе, А = 0,65 высокое качество).
Расход воды принимаем в соответствии со справочной литературой равный В = 200 л
Расход цемента определяем по формуле:
Ц = В/(В/Ц) = 200/0,67 = 298 кг (3)
Определяем расход щебня по формуле:
Щ = 1/ (α∙Vпщ/ ρнщ +1/ ρщ) (4)
где α - коэффициент раздвижки зерен щебня (по справочной литературе 1,398); Vпщ – пустотность щебня в стандартном рыхлом состоянии (по условию составляет 0,42); ρнщ – насыпная плотность щебня, кг/м3; ρщ – истинная плотность щебня, кг/м3.
Щ = 1/(1,398 ∙ 0,42/1600 + 1/2800)=1381 кг
Определяем расход песка:
П=[1–(Ц/ρц+В/ρв+Щ/ρщ)]∙ρп (5)
П = [1 – (298/2900 +200/1000+1381/2800)]∙2630 = 536 кг
В результате выполненных расчетов получили номинальный (лабораторный) состав бетона, кг/м3:
Цемент 298
Вода 200
Песок 536
Щебень 1381
Всего: 2415
Полученная сумма расхода компонентов является расчетной плотностью бетонной смеси, т.е