Знание процедур и техники назначения составов бетона полезно любому специалисту, так как здесь используются и взаимосвязаны все основные положения бетоноведения. При выполнении экспериментальной части работы нужны и соответствующие навыки, и понимание смысла проводимых процедур. «Это искусство и наука одновременно».
Цель проектирования — найти состав, обеспечивающий заданные свойства бетона и при этом наиболее экономичный (обычно это состав с минимальным расходом цемента). Исходными данными являются характеристики материалов и изготовляемой конструкции (требования к бетону, размеры и армирование конструкции), способ уплотнения бетонной смеси.
Проектирование состава бетона проводится методом последовательных приближений и включает несколько этапов:
- получение исходных данных для расчетов;
- расчетное определение состава бетона;
- экспериментальная проверка и корректировка состава;
- расчет производственного состава бетона;
- производственная проверка и (при необходимости) еще одна корректировка.
Предварительно нужно остановиться на способах выражения состава бетона.
Выражение состава бетона
Состав бетона может быть выражен:
- соотношением компонентов в смеси;
- расходами материалов на 1 м3 смеси.
Выражение состава в виде соотношения компонентов применяется с древних времен. Расход цемента принимается за 1, количество заполнителей выражается в виде отношения к цементу. Указывается В/Ц и марка цемента.
Соотношение компонентов можно выражать по объему, что удобно при приготовлении бетона в полевых условиях, когда применяется объемное дозирование. Применяется и соотношение по массе. Для его получения достаточно умножить долю каждого компонента на его насыпную плотность. После этого расход цемента приводится к единице с соответствующей корректировкой других компонентов. Например, при насыпных плотностях цемента 1,1 г/см3, песка 1,5 г/см3, щебня 1,4 г/см3 для приведенного выше состава получим соотношение по массе: 1,1:2,2:4,2. Далее, поделив каждый член пропорции на 1,1, окончательно имеем: 1:2: 3,8, при В/Ц = 0,5.
Недостатком этого способа выражения состава является сложность расчета расхода материалов для получения нужного объема бетонной смеси.
Выражение состава расходами материалов не 1 м смеси является сегодня основным применяемым способом. Его главное достоинство — легкий пересчет расхода материалов на требуемое количество бетонной смеси. Основной способа является уравнение абсолютных объемов (уравнение смеси).
Согласно уравнению: сумма абсолютных объемов компонентов, необходимых для получения 1 м3 бетонной смеси, равняется 1000л.
Оно учитывает, что объем смеси слагается абсолютными объемами входящих в нее материалов, при этом более мелкие частицы и вода полностью заполняют пустоты между более крупными зернами. Воздух в уравнении отсутствует, т. е. его содержанием в хорошо уплотненной смеси (1—2%) пренебрегают.
Подобные уравнения используются для различных строительных композиций.
Состав, выраженный расходом материалов на 1 м3, легко пересчитывается в соотношение компонентов по массе: количество каждого компонента нужно разделить на расход цемента. Переход к соотношению по объему показан выше.
