РАСЧЕТ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Расчет состава тяжелого бетона выполняется с целью определения рационального соотношения между компонентами бетонной смеси.

В основу расчета положен:

1. Принцип абсолютных объемов, т.е. утверждения о том, что в единице объема бетонной смеси в уплотненном состоянии содержатся объемы компонентов смеси и больше ничего;

2. Эмпирические зависимости. Расчет состава производителя на 1м³ бетона в уплотненном состоянии.

Фундаментальный закон прочности:

R_p=R₀(1-F)^xформула Бальшина,

где х>1

R_о- прочность материала при условно нулевой пористости.

R_p- прочность бетона при пористости Р.

Х- показатель степени (для бетона Х₅≈3)

Р- величина пористости.

Зависимость прочности материала от величины пористости выглядит следующим образом:

P

R

Упрощенный механизм формирования пористости бетона:

ρ = 3,15 г/ см3

ц

ист

1. Возьмем 1 грамм цемента и воды 0,25 грамм

V = 1/3,15=0,317 см3

ц

Тогда объем цемента:

V = 0,25/1=0,25 см3

воды

2. Тогда суммарный объем веществ 0,567 см³ ( V_ц + V_воды)

3. Масса продуктов образования (или гидратации): 1 г + 0,25 г = 1,25 г

^{ц в}

истинная плотность гидратированного цемента = 2,443 г/см³

V=m/ρ=1,25/2,443=0,512 (см³)

4. Объем нового образования меньше объема реагирующих веществ: 0,567 см³ > 0,512 см³. Это явление называется КОНТРАКЦИЯ или СТЯЖЕНИЕ.

Возьмем цемент 1 г , воды 0,4 г.

Больше 25% химической воды цемент связать не может, поэтому V=0,512 см³ остается неизменным.

ПОРИСТОСТЬ – это любое пространство, не заполненное твердой фазой.

V = 1/3,15=0,317 см3

ц

V =0,40 см3

воды

V = 1,25/2,443=0,512 см3

ц

Первый фундаментальный закон бетоноведения

P

В/Ц

0,205

0,055

0,25

0,4

С увеличением водоцементного отношения при прочих равных условиях пористость цементного наличия возрастает.

Второй закон бетоноведения:

С увеличением водоцементного отношения при прочих равных условиях (время, t°) прочность бетона уменьшается.

R

R

R1

R2

R1

R2

P

В/Ц

P1

P2

0,25

0,4

ФОРМУЛА БЕЛЯЕВА

Формула была выведена в 1926 г.

R=

K*Rц

(В/Ц)1,5

R

В/Ц

Где: R – предел прочности бетона при сжатии;

R_ц- активность цемента;

К – коэффициент, зависящий от вида заполнителя;

Более точный показатель степени 1,39 (а не 1,5).

Основной закон прочности бетона Боломе-Скрамтаева

R

Ц/В

-0,5

0,5

[ц/в]

а1= 0,43 высокого качества заполнители 0,40 среднего качества заполнители 0,37 низкого качества заполнители

R = aRц (Ц/В - b), Ц/В < [Ц/В]

R = a1Rц (Ц/В + b), Ц/В > [Ц/В]

а = 0,65 высокое

0,60 среднее

0,55 низкое

[Ц/В] = 1/(1,68*НГ) ≈ 2,5

[Ц/В] – предельная величина

а – коэффициент, зависящий от качества заполнителя

b = 0,5