Приложение 4 (обязательное). Методика расчета и подбора состава центрифугированного бетона

Приложение 4
Обязательное

Методика расчета и подбора состава центрифугированного бетона

1. Расчет и подбор состава исходной бетонной смеси

1.1. Ориентировочную величину требуемого остаточного водоцементного отношения определяют по формуле

,

где

В - содержание воды (остаточной) в 1 бетона, л;

Ц - расход цемента на 1 бетона, кг;

- марка или активность цемента;

- марка бетона при сжатии, соответствующая проектному классу.

1.2. Необходимое содержание цемента на 1 бетона после центрифугирования рассчитывают по формуле:

,

где

- количество остаточной воды в бетоне (после центрифугирования), принимаемое для ориентировочных расчетов равным:

150 - при введении добавок типа ЛСТ;

135 - при введении добавки С-3.

В последующем, в процессе изготовления опытных стоек и систематического контроля за объемом отходящего шлама, уточняют количество остаточной воды для конкретных материалов и условий производства.

1.3. После определения необходимого содержания цемента в бетоне по окончании центрифугирования рассчитывают состав исходной бетонной смеси, в которой расход цемента принимают равным определенному ранее Ц. Чтобы обеспечить подвижность исходной бетонной смеси на момент начала центрифугирования в интервале 3-4 см осадки конуса (п. 5.1), необходимо рассчитать состав исходной смеси, имеющей сразу после приготовления подвижность 5-6 см O.K. (с учетом ее потери от момента приготовления смеси до начала центрифугирования). Подвижность исходной бетонной смеси в момент выхода из бетоносмесителя, обеспечивающая соблюдение п. 5.1, должна быть уточнена в зависимости от конкретных условий производства, особенностей цемента, температуры бетонной смеси и воздуха в цехе и других факторов, влияющих на потерю подвижности смеси за время технологических операций.

Ориентировочный расход воды затворения для получения исходной бетонной смеси с подвижностью 5-6 см O.K. принимают равным:

190 - при введении добавки типа ЛСТ;

165 - при введении добавки С-3.

1.4. Дальнейший расчет ведут на основе положения, что сумма абсолютных объемов составляющих материалов равна 1000 л (1 ) плотно уложенной бетонной смеси. Рассчитывают абсолютные объемы цементного теста и смеси заполнителей, по которым определяют общее весовое содержание песка и щебня.

1.5. Абсолютный объем цементного теста , л, абсолютный объем смеси заполнителей (песок + щебень) , л, и общий весовой расход заполнителей З, кг, соответственно определяют по формулам:

, ; ,

где

- плотность цемента, кг/л;

- приведенная плотность смеси песка и щебня, кг/л, определенная по формуле

Здесь , - соответственно плотность песка и щебня, кг/л;

r - соотношение по массе между песком и щебнем.

Весовой расход щебня Щ, кг, песка П, кг, соответственно определяют по формулам:

; .

1.6. Соотношение крупной (10-20) мм и мелкой (5-10) мм фракций щебня при наличии обеих фракций в необходимом количестве выбирают экспериментальным путем (составлением смесей) по наибольшей объемной массе смеси. При дополнительном обогащении щебня перед подачей в расходные бункера бетоносмесителя (п. 2.6) соотношение фракций щебня принимают таким, которое фактически имеется в используемом заполнителе.

1.7. Оптимальное соотношение r определяют в соответствии с п. 5.2 по технологическому признаку путем изготовления опытных стоек. Для этого рассчитывают составы бетона с r, равными 0,40; 0,50 и 0,60, и выдают их на бетоносмесительный узел.

При изготовлении опытных стоек необходимо следить за тем, чтобы подвижность бетонной смеси на момент начала центрифугирования была в интервале 3-4 см О.К. В случае необходимости при изготовлении бетонной смеси увеличивают или уменьшают расход воды на затворение смеси, не корректируя рассчитанного состава бетона по расходу остальных материалов (цемента и заполнителей).

1.8. Опытные стойки изготавливают на составах, начиная от наибольшего r, чтобы исключить опасность изготовления дефектных конструкций. При появлении на поверхности внутренней полости стойки свободных зерен щебня, осыпающихся после окончания центрифугирования, изготовление опытных стоек на составах с дальнейшим снижением r прекращают.

Оптимальным r принимают то, при котором на поверхности внутренней полости стойки видны вкрапления зерен щебня крупной фракции, выступающих из бетона на треть своей величины с расстоянием между выступающими зернами в пределах 4-6 см (п. 5.2).

1.9. В процессе изготовления опытных стоек, а также при корректировках состава бетона изготавливают в навесной приставке контрольные центрифугированные кольца, которые испытывают в соответствии с п. 11.17 и 11.20. На основании испытаний центрифугированных образцов-сегментов из колец устанавливают минимальный расход цемента, обеспечивающий получение заданной передаточной прочности, и соответственно корректируют состав исходного бетона по расходу цемента (без изменения r).

2. Пример расчета и подбора состава исходной бетонной смеси

2.1. Требуется подобрать состав бетона для изготовления стоек опор контактной сети с маркой бетона 500. Материалы для бетона: цемент портландский марки 500; щебень гранитный (состоит из двух фракций 5-10 мм и 10-25 мм, дозируемых отдельно), = 2,67; песок речной средней крупности = 2,62); в бетонную смесь вводят пластифицирующую добавку ЛСТ.

2.2. Ориентировочная величина требуемого остаточного водоцементного отношения

.

2.3. Необходимое содержание цемента на 1 , кг, центрифугированного бетона:

, что удовлетворяет п. 2.2.

2.4. Абсолютный объем цементного теста , л, в исходной бетонной смеси (при = 190 л, = 3,1)

.

2.5. Абсолютный объем заполнителей, л:

.

2.6. Приведенная плотность смеси заполнителей , кг/л, при среднем r = 0,5

.

2.7. Общий весовой расход заполнителей, З, кг

.

2.8. Весовой расход щебня и песка, кг, рассчитывают для различных значений r:

; .

2.9. Результаты расчета состава исходной бетонной смеси (на 1000 л плотно уложенного бетона) сводят в таблицу. Для данного цемента оптимальная величина добавки ЛСТ - 0,1% от веса цемента (см. п. 2.7).

Составляющие бетонной смеси	Единицы измерения	Расход материалов при r
		0,3	0,4	0,5	0,6
Цемент	кг	400	400	400	400
Песок	кг	415	515	605	675
Щебень	кг	1390	1290	1200	1130
Вода	л	190	190	190	190
ЛСТ (сухое)	кг	0,4	0,4	0,4	0,4

2.10. Изготовление опытных стоек из исходных бетонных смесей полученных составов (начиная от r = 0,6) показало, что оптимальным составом бетона, в наибольшей степени отвечающим технологическому показателю (п. 5.2), является состав с r равным 0,40. В состав исходного бетона (r = 0,40) вводят поправки за счет изменения расхода воды для затворения (если для получения необходимой удобоукладываемости смеси изменяли количество воды затворения против принятого в расчете) и за счет уточнения приведенной плотности смеси заполнителей (при r = 0,40).

2.11. Подобранный состав бетона должен быть обязательно проверен путем изготовления и испытания контрольных центрифугированных образцов-колец для уточнения расхода цемента, который был принят в расчете ориентировочно.