Приложение Г

Приложение Г

Технологический метод подбора состава бетона

Г.1 Ориентировочную величину требуемого водоцементного отношения В/Ц определяют по формуле

 (Г.1)

где R_б – средний уровень прочности бетона, соответствующий проектному классу бетона, или расчетная прочность бетона, кгс/см²;

R_ц – активность или гарантированная марка цемента, кгс/см²;

В – содержание воды в 1 м³ бетона, л;

Ц – расход цемента на 1 м³ бетона, кг.

Г.2 Расчетную прочность бетона  рекомендуется устанавливать, когда требуемая прочность бетона на ведущем технологическом этапе (после цикла ускоренного твердения на момент выдачи конструкции на открытый воздух в зимнее время и т.п.) превышает величины прочности, достигаемые к этому времени бетоном, состав которого подобран на получение бетона прочностью, соответствующей проектному классу бетона на 28-е сут нормального твердения.

Расчетную прочность бетона  рекомендуется определять по формуле

 (Г.2)

где K₁ – часть, %, проектной прочности (соответствующей проектному классу бетона), требуемая на ведущем технологическом этапе;

K₂ – часть, %, расчетной прочности бетона, достигаемая к заданному сроку, при целесообразной длительности ускоренного твердения (или выдерживания); достигаемую прочность бетона назначают с учетом особенностей конкретного цемента, сроков и температурных условий твердения бетона от окончания укладки до заданного срока на ведущем технологическом этапе; при испытаниях контрольных образцов эту прочность уточняют.

Г.3 Ориентировочно количество воды затворения на 1 м³ бетонной смеси (плотно уложенной), необходимой для получения требуемой удобоукладываемости, рекомендуется определять по таблице Г.1.

Таблица Г.1

Наибольшая крупность щебня, мм	Количество воды, л/м3 бетонной смеси, при требуемой удобоукладываемости
	жесткости, с		подвижности, см осадки конуса
	50 – 80	20 – 40	1 – 2	3 – 4	5 – 6	7 – 8	9 – 10	11 – 14	15 – 22
70	130	140	150	155	160	165	170	180	190
40	135	145	155	160	165	170	175	185	195
20	140	155	165	170	175	180	185	200	210
10	150	165	175	180	185	190	195	215	225
Примечание – Количество воды затворения приведено для бетонных смесей, приготовленных на портландцементе, с нормальной густотой цементного теста, равной 26 %, и среднезернистом песке без пластифицирующих добавок. При введении пластифицирующих добавок количество воды может быть уменьшено на 10 – 15 л на м3 бетона. При использовании цемента с иной нормальной густотой, песка иной крупности или введении других химических добавок количество воды должно быть соответственно откорректировано.

Г.4 Расход цемента Ц на 1 м³ бетона рекомендуется определять по формуле

 (Г.3)

Г.5 Дальнейший расчет рекомендуется производить исходя из того, что сумма абсолютных объемов составляющих материалов равна 1 м³ плотно уложенной бетонной смеси.

Г.6 Абсолютные объемы цементного теста и смеси заполнителей, а также содержание (масса) заполнителей – песка и щебня в 1 м³ рекомендуется рассчитывать по следующим формулам: абсолютный объем цементного теста V_т:

 (Г.4)

абсолютный объем смеси заполнителей (песок + щебень) V_з:

V_з = 1000 – V_т, л; (Г.5)

содержание (масса) заполнителей (песка и щебня) З:

З = П + Щ = V_з×r_з, кг. (Г.6)

В том числе:

щебня

 (Г.7)

песка

П = З – Щ, кг. (Г.8)

В формулах (Г.4) – (Г.8):

r_ц – плотность цемента, кг/л;

Д – количество химической добавки (в расчете на сухое вещество), кг;

r_д – плотность сухого вещества добавки, кг/л.

При введении нескольких добавок (комплексной добавки)  определяется по формуле

Приведенная плотность смеси заполнителей r_з равна:

где r_щ и r_п – плотность соответственно щебня и песка, кг/л;

r = П/Щ – соотношение по массе между песком и щебнем.

Г.7 Соотношение крупной и мелкой фракции щебня (при наличии обеих фракций в необходимом количестве) выбирают в пределах, указанных в ГОСТ 26633. При дефиците одной из фракций (например, при дополнительном обогащении заполнителей перед подачей в бетоносмеситель) соотношение фракций принимают таким, которое имеется фактически в используемом заполнителе.

Г.8 Выбор оптимального соотношения между количеством крупного и мелкого заполнителей, максимально соответствующего природным свойствам используемых заполнителей, технологическим факторам укладки и особенностям изготовляемой конструкции, является важнейшим этапом подбора состава бетона. Соотношение r = П/Щ (песка и щебня) рекомендуется определять из условия, что для конкретных заполнителей существует единственное соотношение между количеством песка и щебня, которое дает лучшую удобоукладываемость бетонной смеси при наименьшем расходе цемента и воды. Это соотношение достоверно можно определить, оценивая свойства заполнителей непосредственно в бетоне, т.е. определяя r в пробных лабораторных замесах и уточняя в процессе опытного изготовления конструкций в производственных условиях.

Г.9 Наилучшее соотношение между количеством песка и щебня в лабораторных условиях рекомендуется определять по наибольшей удобоукладываемости бетонной смеси при одном и том же расходе цемента и воды. Для этого рекомендуется рассчитывать составы бетона сr, равным от 0,3 до 0,9 (для крупнозернистых песков r, как правило, колеблется от 0,5 до 0,9; для среднезернистых – от 0,4 до 0,7 и для мелких – от 0,3 до 0,5). Составы следует рассчитывать через интервал в 0,1, т.е. с r, равным 0,3; 0,4 и т.д. Для мелкого песка следует рассчитывать составы с r через интервал 0,05.

Г.10 Лабораторные замесы при определении наилучшего r рекомендуется приготовлять на заполнителях, обязательно рассеянных на отдельные фракции; щебень должен быть разделен на фракции 0 – 5, 5 – 10, 10 – 20, 20 – 40 и 40 – 70 мм; песок – на фракции от 0 до 5 мм и свыше 5 мм. При дозировке отдельных фракций должно быть сохранено их среднее соотношение, фактически имеющееся в каждой номинальной фракции применяемых заполнителей.

Если при наилучшем r удобоукладываемость бетонной смеси не соответствует заданной, то состав рекомендуется корректировать, уменьшая или увеличивая расход цемента и воды (цементного теста) при неизменных В/Ц и r. При выборе соотношения между песком и щебнем необходимо в пробных замесах проверять составы, дающие как увеличение, так и снижение удобоукладываемости бетонной смеси.

Для сокращения количества пробных лабораторных замесов рекомендуется вначале приготовить замес со средним r из интервала, приведенного в п. 9, в зависимости от модуля крупности песка. При резком отличии удобоукладываемости смеси от требуемой рекомендуется соответственно корректировать расход цементного теста (изменяя расход цемента и воды при постоянном В/Ц).

Г.11 В том случае, когда подбирают состав бетона на материалах (цементе, заполнителях и добавках), для которых не была заранее установлена фактическая зависимость прочности бетона от В/Ц, после подбора наилучшего r в лабораторных условиях изготовляют контрольные образцы из бетонных смесей с В/Ц, требуемым по расчету, а также уменьшенным и увеличенным на 0,02 – 0,05. Удобоукладываемость бетонной смеси с уменьшенным и увеличенным В/Ц доводят до заданной путем изменения (увеличения или уменьшения) расхода цементного теста при неизменном r.

Г.12 Бетонные смеси на основе составов, полученных в лабораторных условиях, для изготовления контрольных образцов рекомендуется приготовлять в лабораторном или производственном бетоносмесителе; приготовлять бетонную смесь с воздухововлекающими добавками для изготовления контрольных образцов необходимо только в производственном бетоносмесителе при строгом контроле длительности перемешивания смеси.

В случае, если удобоукладываемость бетонной смеси, приготовленной в производственном бетоносмесителе, не соответствует требуемой, состав бетона необходимо корректировать, соответственно изменяя расход цементного теста при неизменных В/Ц и r. При отклонении воздухосодержания смеси от заданного рекомендуется корректировать количество воздухововлекающего компонента в добавке.

Г.13 Для упрощения расчетов и получения более достоверных результатов при определении наилучшего r и удобоукладываемости смеси лабораторные замесы рекомендуется приготовлять на основе воздушно-сухих заполнителей, т.е. предварительно высушенных на открытом воздухе (или в лаборатории) на пленке или на бумаге без дополнительного нагрева.

Г.14 Из каждой серии изготовленных контрольных образцов часть образцов рекомендуется помещать в камеру нормального твердения (в качестве эталона), а остальные вместе с изготовляемыми конструкциями подвергать всему циклу ускоренного твердения или выдерживания. При наличии лабораторной камеры с автоматическим управлением контрольные образцы могут быть подвергнуты ускоренному твердению по той же программе, что и конструкции на технологической линии.

На основании испытаний контрольных образцов рекомендуется выбирать состав с тем минимальным В/Ц, которое обеспечивает требуемую прочность бетона на ведущем технологическом этапе.

Г.15 С учетом влажности заполнителей рекомендуется рассчитывать опытный рабочий состав бетона и производить опытное бетонирование конструкций. В процессе бетонирования рекомендуется определять оптимальное r по технологическому признаку.

Показателем (признаком) оптимального состава бетона и соответствия гранулометрического состава заполнителей, принятому при подборе, является наличие на поверхности свежеуложенного бетона вкраплений зерен щебня, выступающих на 1/3 своей величины, с расстоянием между ними 3 – 6 см.

Скопление зерен щебня, отделение их от уплотняемой массы и щебенистость поверхности свидетельствуют о недостатке, а образование на поверхности бетона слоя цементного раствора – об избытке песка в бетоне.

Г.16 При выборе соотношения между количеством песка и щебня по технологическому признаку разница между наилучшим r, подобранным в лабораторных условиях, и оптимальным r может достигать ±0,15 в зависимости от конкретных технологических особенностей изготовляемой конструкции и способов выполнения работ.

В связи с тем, что такое изменение r при прочих равных условиях практически не отражается на прочностных показателях бетона, зависимость прочности бетона от В/Ц для состава с оптимальным r рекомендуется не уточнять. Состав бетона с оптимальным r рекомендуется принимать за номинальный и рассчитывать на его основании рабочий состав бетона, который необходимо корректировать в процессе производства конструкций в соответствии с ГОСТ 27006.

Г.17 В процессе выполнения бетонных работ фактический состав заполнителей в бетоне рекомендуется контролировать также по технологическому признаку, уменьшая или увеличивая r без изменения общего расхода заполнителей, цемента, воды и добавок.