Определение характеристик материалов
Для расчета состава бетона дополнительно потребуются:
- для цемента — марка и нормальная густота цементного теста;
- для песка: плотность зерен, Мк, содержание пылевидных и глинистых примесей;
- для крупного заполнителя: плотность зерен, наибольшая крупность, содержание пылевидных и глинистых примесей.
Кроме того, должны быть известны (или определены) стандартные характеристики заполнителей. Это позволит оценить их качество, возможность применения в бетоне данной прочности и назначить коэффициент А в формуле прочности бетона.
Выбор марки цемента. Как уже отмечалось выше, для каждой прочности бетона существует оптимальная марка цемента. Она должна превышать среднюю прочность бетона в 1,2—1,5 раза. При отсутствии цемента этой марки принимают допускаемую марку.
Если цемент уже имеется и его марка не соответствует рекомендациям, возможны два варианта действий:
- Если марка выше допускаемой (эта ситуация возникает для бетонов низкой прочности), следует рассмотреть возможность применения минеральной добавки.
- Если марка ниже допускаемой (что может быть для бетонов высокой прочности), следует применить суперпластификатор. Это позволит получить требуемое В/Ц уменьшением содержания воды, и при разумном расходе цемента получать прочность, равную марке цемента или даже превышающую ее.
Если на одной марке цемента ведется выпуск бетонов различной прочности, то она может быть оптимальной — для одних классов бетона, допускаемой — для других, а для некоторых классов — выходить за допускаемые пределы. В последнем случае оба вышеуказанных приема могут использоваться одновременно: в бетоны низкой прочности вводится минеральная добавка, а в ветоны высокой прочности — суперпластификатор.
Назначение наибольшей крупности заполнителей. НК заполнителей должна составлять не более 1/3 от минимального сечения конструкции (для плит не более 1/2 толщины) и не более 3/4 от расстояния в свету между стержнями арматуры. Полученный таким образом результат может быть уменьшен до 40 мм, если он превышает это значение. Для бетонов высокой прочности возможно принятие НК = 20 мм.
Выбор удобоукладываемости смеси
Применяется два подхода к назначению удобоукладываемости.
Исходя из достижения наиболее высоких технических характеристик бетона. В этом случае принимается минимальная удобоукладываемость, обеспечивающая плотную укладку бетона в конструкции при данных условиях уплотнения.
Исходя из технико-экономических показателей производства. В частности, учитывается сокращение времени бетонирования, трудозатрат, иногда — повышение качества уплотнения или улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Это достигается применением более подвижных или даже литых смесей. Но в бездобавочных бетонах расход цемента увеличивается, а технические характеристики несколько ухудшаются. Следует считаться с возможностью расслоения таких смесей.
Тем не менее повышение подвижности бетонных смесей является мировым трендом. Оно стало возможным при использовании эффективных пластификаторов, позволивших получать высокоподвижные и литые смеси при ограниченном расходе воды и при использовании ряда приемов по снижению расслоения таких смесей. Такие смеси могут укладываться без вибрации в малоармированные конструкции среднего и большого сечения при ОК > 18 см, а в густоармированные конструкции небольшого сечения при ОК = 24—26 см.
Определение среднего уровня прочности
И марка, и класс бетона являются теми минимальными значениями прочности, которые должны быть достигнуты в каждой партии бетона. Чтобы это обеспечить, подбор состава бетона ведется на среднюю прочность, превышающую эти значения.
Различают два вида средней прочности:
- фактическую в серии образцов или в конструкции;
- средний уровень прочности, устанавливаемый лабораторией.
Средний уровень прочности используется при подборе состава бетона, а также поддерживается при производстве. Его определение и рассматривается ниже.
Так как определение средней прочности действующим ГОСТ не предусматривается, приходится использовать его предыдущую редакцию. Определение, предваряется нахождением требуемой прочности. Это минимально допустимая прочность бетона в партии, определяемая по марке или классу. А уже по значению Rm находят среднюю прочность.
Предусмотрено две ситуации, в которых определяется средняя прочность: при известном и при неизвестном коэффициенте вариации. Чаше всего при подборе состава бетона он неизвестен. Этот вариант и рассматривается ниже.
Нахождение средней прочности по марке или классу несколько отличается.
При выпуске бетона по маркам.
Марку бетона можно рассматривать с двух позиций:
- при экспериментальном определении — это средняя прочность бетона стандартного возраста и условий твердения;
- при контроле прочности марка — это минимально допустимое значение прочности в партии (браковочный минимум). Иначе говоря, фактическое значение прочности в каждой партии бетона должно быть не ниже марки.
Поэтому требуемую прочность принимают на 10% выше марки бетона (это можно рассматривать как «страховку» при незнании коэффициента вариации). Среднюю прочность бетона, на которую будет проводиться подбор его состава принимают на 10% выше Rm.
При выпуске бетона по классам. При неизвестном коэффициенте вариации требуемая прочность определяется по формуле: Rm = 1,1В/0,78. Среднее значение прочности принимается на 10% выше Rm. Таким образом, ситуация аналогична предыдущей, так как отношение В/0,78 при стандартном коэффициенте вариации равно марочной прочности.
При известном коэффициенте вариации нахождение средней прочности является более сложным.
