Типовой расчет состава бетона: формулы, ГОСТ, 3 метода исследования

Чтобы технологии производства были правильными, нужно произвести верный расчет состава бетона. Целью расчета выступает наиболее экономичный путь получения бетона и заданная марочная прочность. На настоящий момент не существует для отечественных производителей стандартов бетона, чтобы получить точный результат, и весь процесс выходит достаточно трудоемким. Расчет делают исходя из таких параметров:

• требуемая марка;
• срок получения;
• нужная пластичность бетона;
• марка цемента;
• состав песка;
• фракции щебня или гравия.

Схема составляющих компонентов бетона.

Между используемыми материалами отношение устанавливается согласно их объему и весу. Вес или объем принимают за единицу, количество прочего выражают как долю веса и объема по отношению к цементу. На примере этот расчет выглядит следующим образом: если на замес бетона потребуется 10 кг цемента, 30 кг мелкого песка и 50 кг щебня, то расчет состава, записанный для дальнейшего применения, будет выглядеть как 10:30:50 или 1:3:5 по весу.

Кроме того, подборка составляющих бетона подразумевает в первую очередь определение номинального состава, а после пробного применения повторный расчет или корректировку.

Как рассчитать состав бетона

Таблица состава бетона разных марок.

Подбор и расчет бетона включает в себя 3 метода расчетно-экспериментального характера, а именно:

• расчетная часть;
• экспериментальная проверка;
• корректировка состава (при необходимости).

Основные свойства бетона, как и его состав, можно вычислить по графикам и формулам. Таким же образом определяют, какое требуется количество для самого прочного в состоянии подвижности и затвердевания смеси бетона. Точное количество некоторых компонентов можно определить только опытным путем, например, так поступают с крупными заполнителями и песком. Чтобы провести эксперимент такого рода, берется смесь воды и цемента по параметрам согласно формуле и делится на несколько малых частей. В каждую часть кладется различное количество песка и крупного наполнителя. Этот опыт наиболее ясно показывает, какое соотношение компонентов будет иметь лучшие характеристики.

Расчет объем бетона для фундаментов разных типов.

Вышеприведенный метод очень затратен и трудоемок, поэтому нередко при замесе пользуются установленной аналитической зависимостью этих величин. Соотношение песка и крупного заполнителя тогда считается оптимальным, когда полученная в результате смесь может с легкостью заполнить все пустоты между зернами с минимальным расходом количества бетона, а также обволочь тонкой пленкой все зерна заполнителя, чтобы в целом смесь было удобно укладывать.

Для изменения удобства укладки смеси при постоянном водоцементном соотношении требуется изменить толщину слоя бетона вокруг фракций заполнителя, при этом соотношение заполнителя с песком должно оставаться прежним. Чтобы уменьшить при работе количество времени, которое расходуется на подбор оптимального состава для бетона с естественным затвердеванием, требуется изготовление 3 образцов. Возраст их должен быть 3, 7 и 28 суток. Испытание образцов покажет, насколько удачно был подобран состав, а при необходимости можно будет скорректировать его в нужную сторону.

Формула расхода материалов на 1м3 бетона.

Если все заполнители соответствовали принятым стандартам, соответствие с желаемым будет близким. Если же применялись нестандартные материалы или расчеты на глаз, то, скорее всего, корректирование составляющих придется производить еще несколько раз, фиксируя результаты. При подборе составляющих для получения качественных и прочных конструкций будут играть роль установленные стандартами показатели качества. Не следует забывать и про технические условия и проектные документы именно на определенные конструкции, в которых будет указано минимальное количество вяжущего материала, в данном случае бетона.

Для подбора составов бетона к компонентам приходится предъявлять дополнительные требования. При этом учитывают в первую очередь качество материала, а затем выбранную исходя из свойств бетона технологию приготовления. В случае если требования прочности бетона подтверждены, проверяют следующие показатели. А если при проверке обнаружилось, что качество у бетона не соответствует нужному, подбирают новый состав. Чтобы получить качественный раствор и не увеличить при этом расходов на цемент, существует немало технологий.

Вернуться к оглавлению

Расчет водоцементного отношения

В частях веса цемента обычно берется и количество воды. Для состава бетона, приведенного выше в качестве примера, потребуется 5 л воды, и выраженное в формуле водоцементное отношение выглядит как ВЦ=5:10=0,5.

Расчет водоцементного отношения бетона выражает различное количество воды в частях, отталкиваясь при этом от веса цемента. Разные комбинации позволяют получить бетон требуемой прочности к определенному времени, которое нужно для его схватывания или твердения. Найти точные параметры этого соотношения можно либо при помощи формул, либо путем собственного опыта. Если при замешивании раствора применяется не гравий, а щебень, то к вычисленному по формуле водоцементному отношению прибавляют еще 0,5.

Вернуться к оглавлению

Определение подвижности бетонной смеси

Таблица расчета по расходу цемента.

Выбор методов формирования для изделий будет впоследствии влиять на их конструктивные особенности, то есть бетонная смесь при ее приготовлении должна быть в такой консистенции, которая подразумевает степень ее подвижности и удобство укладки.

Для различных целей требуются различные бетонные смеси, как подвижные, так и жесткие. В укладке удобнее подвижные, так как они легко заполняют собой нужные формы и распределяются в них под действием силы тяжести достаточно ровно, не образуя пузырей и пустот, не предусмотренных при замешивании раствора. Чтобы те же операции произвести с жесткими смесями, требуется применить значительную силу. Но и жесткие, и подвижные смеси имеют такую характеристику, как подвижность раствора. Этот параметр определяется по вычислению времени, которое нужно на осадку сформированного из смеси конуса.

Вернуться к оглавлению

Практические исследования определения подвижности

Таблица пропорций марки бетона, песка и щебня.

Чтобы произвести вычисления такого рода, нужно взять среднюю пробу исследуемой смеси, потребуется также ровная площадка с основанием из металла или дерева, полая форма конуса, стержень для стыкования смеси и две стальные линейки. Одна из них обыкновенная, но длиной не меньше 70 см, а величина делений на другой должна равняться 20-50 см.

Для начала работ устанавливается ровная площадка из дерева, металла или их комбинаций, а на нее — полый конус без вершины, высота которого не менее 30 см. Диаметр верхнего основания такого конуса должен быть 10 см, а верхнего 20 см. Площадку, на которой установлен конус, и его внутренние поверхности увлажняют перед началом работ. Форму после этого следует прижать к площадке и равными по возможности частями в три приема заполнить смесью. Каждую вновь положенную порцию уплотняют путем штыкования с использованием стального гладкого стержня, диаметр которого примерно равен 16 мм. При каждом движении штыкования стержень должен проникнуть через всю толщу смеси.

Если в процессе уплотнения выявился излишек бетонной смеси, то его необходимо срезать наравне с верхним краем формы, загладив затем поверхность при помощи кельмы. После этого форма медленно поднимается, движения должны быть строго вертикальными, и ставится с бетонным конусом, оставшимся без опоры, рядом. На форму конуса по диаметру сверху кладется на ребро стальная линейка, длина которой не менее 70 см. Свободный конец этой линейки должен проходить через центр сформированного из бетонного раствора слепка. Линейкой, точность делений которой равна 0,5, измеряют затем расстояние, увеличивающееся по мере осадки, между бетоном и ребром линейки. Это число, полученное в результате промеров, характеризует величину осадки раствора. Чтобы произвести вычисления с максимальной точностью, для одной смеси их делают дважды. При этом параллельные измерения не должны иметь разницу более 2 см.

Нужную величину подвижности смеси выбирают в зависимости от задуманной конструкции.

Для изготовления бетонных набивных свай осадка конуса допустима на величину около 4-5 см, а для заливки армированных плит перекрытий и фундаментных монолитных столбов осадка конуса может быть от 6 до 8 см. Учитывают для каждого конкретного случая воспринимаемые нагрузки, густоту армирования, марку используемого бетона и величину фракций бетонного наполнителя — гравия или щебня.

Читайте также: Кирпичная стена
Утепление кирпичной кладки
Подробнее об огнеупорной кладке

Источник