При проектировании состава бетона повышенной жесткости необходимо руководствоваться общими положениями проектирования цементобетонных смесей с учетом особенностей технологии строительства.
При проектировании состава жесткого бетона должны быть заданы: марки по прочности на сжатие и растяжение при изгибе, морозостойкость, а также требования к жесткости, вид заполнителя, вид и марка цемента.
Перед подбором состава бетона крупный и мелкий заполнитель, а также цемент должны быть испытаны по ГОСТ 8269-76, ГОСТ 8735-75,ГОСТ 310.1 - ГОСТ 76-310.4-81 для получения необходимых расчетных параметров.
Подбор состава бетона из смесей повышенной жесткости производят расчетно-экспериментальным методом абсолютных объемов. Для оснований допускается подбор бетона упрощенным методом, изложенным в п. 6.2 настоящих Рекомендаций.
Состав бетона без химических добавок проектируют в следующей последовательности.
Определяют водоцементное отношение (Б/Ц) в зависимости от требуемой прочности бетона и активности цемента:
(1)
, (2)
где Rц, Rци - пределы прочности цемента на сжатие и растяжение при изгибе, определенные экспериментально в соответствии с ГОСТ 310.4-81или принятые для данной марки цемента в соответствии с ГОСТ 10178-85;
Rб, Rби - марки бетона по прочности на сжатие и растяжение при изгибе в соответствии с табл. 1 настоящих Рекомендаций;
А - коэффициент, зависящий от качества заполнителей и равный 0,42 для высококачественных материалов, 0,4 - для рядовых и 0,37 - пониженного качества.
Для дальнейших расчетов принимают меньшее значение В/Ц.
Ориентировочный расход воды для бетонных смесей повышенной жесткости следует назначать:
120 -145 кг/м3 - для плотных заполнителей с водопоглощением от 0,1 до 2 %;
145 - 165 кг/м3 - то же, от 2 до 8 %.
При использовании в качестве крупного заполнителя гравия расход воды уменьшается на 10 литров.
Расход цемента на 1 м3 бетонной смеси определяют по формуле:
(3)
где В - содержание воды, кг/м3;
Ц - содержание цемента, кг/м3.
Содержание крупного заполнителя выражается формулой
, (4)
где Кр - коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя раствором, значение которого следует назначать в пределах 1,3 - 1,5; при использовании мелких песков К = 1,3, крупных - К = 1,5;
КЗ - содержание крупного заполнителя в 1 м3 бетонной смеси;
Vкз - пустотность крупного заполнителя в стандартном насыпном состоянии в долях единицы;
ρ нкз и ρ кз - плотности: насыпная и крупного заполнителя, кг/м3.
Соотношение отдельных фракций в составе крупного заполнителя назначают в соответствии с п. 4.1.4 настоящих Рекомендаций.
Содержание песка в 1 м3 бетонной смеси определяют по формуле
, (5)
где П - расход песка, кг/м3;
ρ ц, ρ кз, ρп - плотности цемента, крупного заполнителя, песка, кг/м3.
Расчетную плотность бетонной смеси находят по формуле
ρ б.см = В + Ц + КЗ + п, (6)
где В, Ц, КЗ, п - соответственно содержание воды, цемента, крупного заполнителя и песка в 1 м3 бетонной смеси, кг.
Номинальный состав бетона по массе определяют по формуле
, (7)
Пример подбора состава бетона приведен в прил. 1.
Расчетный состав бетона должен быть экспериментально проверен по следующим критериям:
жесткость смеси;
расход вяжущего (цемента);
прочность и морозостойкость образцов из бетона заданной жесткости.
Такую проверку производят в соответствии с [33].
Рабочий состав жесткого бетона корректируют с учетом влажности заполнителей по следующим формулам:
, (8)
, (9)
, (10)
где П р, КЗр, Вр - расход песка, крупность заполнителя и воды, кг/м3;
Wп, Wкз - влажность песка и крупного заполнителя, %.
Экспериментально уточняют расход воды в бетонной смеси с различным количеством ЛСТ с тем, чтобы все испытываемые смеси имели одинаковую жесткость.