Пример расчета состава дорожного цементного бетона
ЦЕМЕНТНЫЕ БЕТОНЫ
Расчет состава дорожного цементного бетона
В состав дорожного бетона входят следующие материалы: цемент, вода, песок, щебень или гравий.
Цель расчета – установить расход этих материалов на 1 м3 бетонной смеси, при котором наиболее экономично обеспечиваются удобоукладываемость бетонной смеси и заданная прочность бетона.
Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный) - материалы берутся в сухом состоянии, полевой (производственный) – материалы используются в состоянии естественной влажности. При расчете сначала определяют номинальный состав. Далее делают пробные замесы и по осадке конуса производят корректировку состава, затем откорректированный номинальный состав пересчитывают на полевой состав.
Состав бетонной смеси выражают соотношением масс входящих в нее материалов. Массу цемента принимают за единицу:
(5.1)
где x – количество частей песка; y – количество частей щебня; В – масса воды, кг; Ц – масса цемента, кг.
Например, цемент : песок : щебень = 1 : 2,0 : 4,5 при В/Ц = 0,45.
Обычно материалы дозируют по массе и состав бетона выражают в виде расхода материалов на 1 м3 уплотненной бетонной смеси. В приведенном примере при расходе цемента 300 кг/м3 расход песка составит 600 кг, щебня 1350 кг и воды 135 кг. Состав бетона может быть выражен также и по объему.
|
|
|
Расчет состава бетона чаще всего ведут по методу, разработанному профессором Б.Г.Скрамтаевым. В основу метода положено условие, что свежая бетонная смесь может быть уплотнена до абсолютной плотности, и суммарный объем составляющих бетона равен 1000 л.
(5.2)
где Ц, В, П, Щ – расход цемента, воды, песка и щебня на 1 м3 бетона, кг; γц, γв, γп, γщ – истинная плотность цемента, воды, песка и щебня, кг/дцм3.
Расчет состава бетона ведут в следующем порядке.
1. Определяем водоцементное отношение:
(5.3)
где А – коэффициент, зависящий от качества каменных материалов: для высококачественных – 0,65, рядовых – 0,6 и пониженного качества – 0,55; Rц – активность (марка) цемента, МПа; Rб – предел прочности бетона, МПа.
Предел прочности определяют по классу бетона. Например, класс бетона В30 Rб=30/0,778=38,6 МПа.
Найденное значение В/Ц сравнивают с предельно допустимым. Для покрытия оно равно 0,5, для основания – не нормируется. Если по расчету В/Ц для покрытия получилось больше 0,5, то принимают В/Ц=0,5, если по расчету отношение В/Ц меньше 0,5, то принимают значение, найденное по расчету.
|
|
|
2. Определяем расход воды на 1 м3 бетонной смеси, пользуясь табл. 5.1.
3. Определяем расход цемента:
(5.4)
где Z – водоцементное отношение; В – расход воды на 1 м3 бетонной смеси, кг (л).
Расход цемента должен быть не менее допустимого: для покрытия 300 кг/м3, основания 200 кг/м3 и для искусственных сооружений 240 кг/м3. Если по расчету расход меньше указанных величин, то принимаем минимально допустимый расход.
4. Определяем расход щебня (гравия):
(5.5)
где Р – пустотность щебня (гравия) в стандартном рыхлом состоянии (в формулу подставляют в долях единицы); L – коэффициент избытка раствора против необходимого для заполнения пустот в щебне, жесткие бетонные смеси – 1,05…1,1, малоподвижные – 1,15…1,2, подвижные – 1,3…1,5 (жесткие смеси осадка конуса менее 1 см, малоподвижные – 1…3, подвижные – 4…15, литые – 15 см и более); γощ(г) – насыпная плотность щебня (гравия), кг/дцм3; γщ(г) – истинная плотность щебня (гравия), кг/дцм3.
Таблица 5.1.
Расход воды на 1 м3 бетонной смеси
| Осадка конуса, см | Жесткость, с | Наибольшая крупность зерен, мм | |||||
| гравия | щебня | ||||||
| 10 | 20 | 40 | 10 | 20 | 40 | ||
| 0 | 150-200 | 145 | 130 | 120 | 155 | 145 | 130 |
| 0 | 90-120 | 150 | 135 | 125 | 160 | 150 | 135 |
| 0 | 60-80 | 160 | 145 | 130 | 170 | 160 | 145 |
| 0 | 30-50 | 165 | 150 | 135 | 175 | 165 | 150 |
| 0 | 20-30 | 175 | 160 | 145 | 185 | 175 | 160 |
| 1 | 15-20 | 185 | 170 | 155 | 195 | 185 | 170 |
| 2 | - | 190 | 175 | 160 | 200 | 190 | 175 |
| 3 | - | 195 | 180 | 165 | 205 | 195 | 180 |
| 5 | - | 200 | 185 | 170 | 210 | 200 | 185 |
| 7 | - | 205 | 190 | 175 | 215 | 205 | 190 |
| 8 | - | 210 | 195 | 180 | 220 | 210 | 195 |
| 10-12 | - | 215 | 200 | 190 | 225 | 215 | 200 |
|
|
|
Пустотность щебня (гравия) определяют по формуле
(5.6)
5. Определяем расход песка
(5.7)
После определения расхода материалов на 1 м3 бетонной смеси приготавливают пробный замес и производят при необходимости корректировку состава бетонной смеси.
6. Определяем полевой состав бетона
(5.8)
(5.9)
(5.10)
где Wп, Wщ – влажность песка, щебня (гравия), %.
|
|
|
7. Определяем полевой состав бетона по отношению к массе цемента:
(5.11)
8. Определяем коэффициент выхода бетона
(5.12)
где V ц , V п , V щ(г) – объемы цемента, песка, щебня (гравия), необходимые для получения 1 м3 бетонной смеси, дцм3; γоц, γоп, γощ(г) – насыпные плотности цемента, песка, щебня (гравия), кг/дцм3.
9. Определяем расход материалов на один замес бетономешалки:
(5.13)
где Vм – емкость смесительного барабана бетономешалки, л.
Пример расчета состава дорожного цементного бетона
Исходные данные: бетон класса В 30 предназначен для покрытия с использованием портландцемента марки 500. В качестве заполнителей применяется песок модуль крупности 2,5, щебень размером до 40 мм. Насыпные плотности песка и щебня 1,58 и 1,62 кг/дцм3, истинные плотности 2,67 и 3,0 кг/дцм3, влажности 8 и 3% соответственно для песка и щебня. Емкость смесительного барабана бетономешалки 425 литров. Качество каменных материалов рядовое. Осадка конуса 2 см.
Требуется: рассчитать состав бетона по массе и объему, а также расход материалов на один замес бетономешалки
1. Определение водоцементного отношения:
(5.13)
Для дорожных бетонов, используемых в качестве покрытия В/Ц ≤ 0,5, поэтому принимаем В/Ц = 0,5
1. Определение расхода воды на 1 м3 бетонной смеси, пользуясь табл. 5.1 по заданной осадке конуса и крупности зерен щебня (гравия). Для покрытия рекомендуется принимать размер зерен до 10 мм, для основания можно принимать размер зерен до 40 мм.
Расход воды на 1 м3 бетонной смеси составит 175 л.
3. Определение расхода цемента:
(5.14)
2. Определение расхода щебня (гравия):
Прежде всего определяем пустотность щебня
(5.15)
Далее определяем расход щебня:
(5.16)
5. Определение расхода песка
(5.17)
После определения расхода материалов на 1 м3 бетонной смеси приготавливают пробный замес и производят при необходимости корректировку состава бетонной смеси.
6. Определение полевого состава бетона
(5.18)
(5.19)
(5.20)
Таким образом, полевой состав бетонной смеси:
(5.21)
7. Определяем коэффициент выхода бетона
(5.22)
8. Определяем расход материалов на один замес бетономешалки:
(5.23)
(5.24)
(5.25)
(5.26)
Варианты задания
| № вар. | Задание | |||||
| Марка цемента | Класс бетона | Конструктивный слой ДО | Качество заполнителей | Подвижность смеси | Емкость смесительного барабана | |
| 1 | М-200 | В-25 | основание | Низкого качества | 0 | 5 |
| 2 | М-300 | В-35 | покрытие | Рядовые | 1 | 10 |
| 3 | М-400 | В-45 | основание | Высокого качества | 2 | 25 |
| 4 | М-200 | В-20 | покрытие | Низкого качества | 0 | 50 |
| 5 | М-300 | В-30 | основание | Рядовые | 0 | 100 |
| 6 | М-400 | В-40 | покрытие | Высокого качества | 1 | 150 |
| 7 | М-200 | В25 | основание | Низкого качества | 2 | 200 |
| 8 | М-300 | В40 | покрытие | Рядовые | 2 | 500 |
| 9 | М-400 | В-50 | основание | Высокого качества | 1 | 5 |
| 10 | М-200 | В-25 | покрытие | Низкого качества | 1 | 10 |
Примечание: первый и четвертый столбец (марка цемента и качество заполнителей) определяется по четвертой цифре зачетной книжки, второй и пятый столбец ( класс бетона и подвижность смеси) определяется по пятой цифре зачетной книжки, третий и шестой столбец по последней цифре зачетной книжки.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 104; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!