5. Расчет состава бетона

Определение состава дорожного бетона производят расчетно -экспериментальным способом с учетом изложенных ранее дополнительных требований и рекомендаций. Порядок определения состава бетона обычный. [2]

Исходными данными для расчета являются:

- бетон рассчитывается для однослойного покрытия;

- прочность на изгиб 4 МПа;

- прочность на сжатие 30 МПа;

- морозостойкость – F200;

- бетон укладывают бетоноукладочной машиной на гусеничном ходу со скользящими формами со скоростью до 2 м/мин (требуемая осадка конуса смеси равна 2 см);

- материалы: цемент марки 400 (40 МПа) прочностью на растяжение при изгибе 6 МПа, плотность - 3,1 кг/л; крупный заполнитель - гранитный щебень, состоящий из 60% фракции 5-20 мм и 40% фракции 20-40 мм; плотность щебня - 2,60 кг/л, объемная насыпная масса смеси фракции - 1,47 кг/л; пустотность щебня - 0,435; мелкий заполнитель - песок с модулем крупности 2,2; плотность - 2,60 кг/л; вода - питьевая; добавки ПАВ - СДБ и СНВ.

1. В начале, исходя из прочности при изгибе определяем требуемое В/Ц по формуле:

В/Ц = 0,36R_ц^{`</sup>/(R<sub>изг</sub> + 0,36·0,2R<sub>ц</sub><sup>`})

В/Ц= 0,36*6 /(4+0,36*0,2*6) = 0,37

По прочности на сжатие - по формуле:

В/Ц = АR_ц/(R_б + А*0,5 R_ц)

В/Ц = 0,6*40/(30 + 0,5*0,6*40) = 0,57

По морозостойкости В/Ц = 0,5

Для дальнейшего расчета используем В/Ц = 0,37<0,5<0,57, так как при других В/Ц не будет обеспечен весь требуемый комплекс свойств.

2. Расход воды определяется из условия обеспечения заданной подвижности

бетонной смеси по рисунку 8.

Рисунок 8. График водопотребности В пластичной (а) и жесткой (б) бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7 %) и гравия наибольшей крупности: 1 - 80 мм; 2-40 мм; 3-20 мм; 4-10 мм; у₁ - удобоукладываемость по стандартному прибору; у₂ - то же, по способу Б. Г. Скрамтаева.

При использовании бетоноукладоч­ных машин средний расход воды для щебня крупностью 40 мм принимают 160 л, для известнякового щебня или мелкого песка расход воды увеличива­ют на 10 л, известнякового щебня и песка - на 20 л. При введении в бетон­ную смесь поверхностно-активных добавок расход воды уменьшают на 10 л.

Принимаем расход воды В = 160 – 10 = 150 л.

3. Расход цемента находим по формуле:

Ц = В:В/Ц

Ц = 150/0,37 = 405,4 кг.

4. Расход добавок :

Д_СДБ = 0,002*405,4 = 0,81 кг

Д_{СНВ =} 0,0002*405,4 = 0,081 кг.

5. Расход щебня определяем по формуле:

Щ = 1000/(αП_щ/ρ`_щ + 1/ρ_щ)

Щ = 1000/(1,51*0,435 +1/2,6) = 1220 кг

П_щ = (2,6 – 1,48)/2,6 = 0,435 – пустотность щебня

Коэффициент раздвижки зерен α = 1,51.

6. Расход песка определяем по формуле:

П = ρ_п(1000 – Ц/ρ_ц - В – Щ/ρ_щ)

П = 2,6 (1000 –(405,4/3,1 +150 + 1220/2,6 + 45)) = 539,12 кг

где 45 – ориентировочный объем вовлеченного воздуха,л.

Плотность бетона 405,4 + 150 +539,12 + 1220 = 2314,52 кг/м³.

Затем состав проверяют и уточняют на пробных замесах.

Выводы

Контрольный состав аэродромного бетона на 1 м³:

Цемент – 405,4 кг

Вода – 150 л

Щебень – 1220 кг

Песок – 539,12 кг

Добавка СДБ – 0,81 кг

Добавка СНВ – 0,081 кг.

При изготовлении дорожного бетона очень важно, чтобы все компоненты соответствовали требованиям ГОСТов:

портландцемент - по ГОСТ 10178;

песок - по ГОСТ 8736;

щебень – по ГОСТ 8297.

Битум – по ГОСТ 11955.

Применение суперпластификаторов дает возможность снижать В/Ц ,тем самым обеспечивая проектируемому бетону заданные показатели прочности.

Проектируемый бетон является специальным видом бетонов. К нему предъявляются дополнительные требования по качеству. Поэтому качество используемых сырьевых материалов и наиболее точно подобранный состав играют огромную роль. Следовательно, необходимо внимательно следить за ходом испытаний сырьевых материалов и образцов бетона с рассчитанным составом. Все испытания должны проходить в соответствии с ГОСТами.