Содержание
I. Исходные данные
1. Бетон для _______________________________________________
(наименование конструкции, изделия)
Проектные свойства бетона и бетонной смеси:
прочность бетона на сжатие МПа (кгс/см 2 ) ___________________
морозостойкость по ГОСТ 10060-76 ________________________
водонепроницаемость по ГОСТ 12730-78 ____________________
Осадка конуса _________см; показатель жесткости ____________
Способ укладки бетона ___________________________________
2. Условия твердения бетона в конструкции _____________________
3. Заданная прочность бетона в конструкции:
а) после тепловлажностной обработки _______________________;
б) на момент передачи натяжения арматуры на бетон _______МПа (кгс/см 2 ).
4. Цемент _________________________________________________
(вид, разновидность, сорт)
Завод _________; акт №_______; марка цемента _______________;
предел прочности на сжатие ____________________МПа (кгс/см 2 );
истинная плотность ______г/см 3 ; нормальная густота_________%;
сроки схватывания: начало _____________; конец _____________.
5. Песок из_______________ карьера; акт № ____________________,
истинная плотность _____г/см 3 ; насыпная плотность _______г/см 3 ;
объем пустот ______________%, модуль крупности ___________
6. Щебень / гравий из _____________карьера; акт № ______________
истинная плотность зерен щебня ____ г/см 3 ; соотношение фракций:
40-20 мм _______%; 20-10 мм ________%; 10-5 мм __________%.
Насыпная плотность щебня ______кг/м 3 ; объем пустот ________%;
наибольшая крупность __________________мм.
7. Добавка ______________паспорт / сертификат №_______________.
от "___” _____________________ 19___ г.
II. Предварительный расчет состава бетона и назначение режима тепловлажностной обработки
1. Водоцементное отношение _________________________________
2. Соотношение: песок / щебень (гравий) _______________________
3. Содержание добавки, % от массы цемента_____________________
4. Расход материалов на 1 м 3 бетонной смеси:
цемент ________кг; песок _______кг; щебень / гравий ________кг;
вода ___________л; добавка _______ %, кг.
5. Длительность предварительной выдержки бетона перед пропариванием _________ ч при температуре _________________°С.
6. Принятая температура изотермического прогрева ____________°С.
7. Длительность равномерного подъема температуры среды в камере при начальной
температуре __________________________°С и скорости подъема
температуры _____ °С/ч ч _____________ мин.
8. Продолжительность изотермического прогрева при температуре в камере________________ °С ______________ч.
9. Продолжительность равномерного снижения температуры в камере до ____________________°С
со скоростью _______________°С/ч _______________________ч.
III. Приготовление и корректирование пробного замеса
1. Объем замеса ____________________л.
2. Расход материалов для замеса по массе:
цемента _______кг; песка _______кг; щебня / гравия _________кг;
воды _____________________кг; всего ,_____________________.
3. Полученная подвижность / жесткость бетонной смеси ___________
4. Средняя плотность свежеуложенной бетонной смеси _______ кг/м 3 .
5. Содержание вовлеченного воздуха в бетонной смеси __________%.
6. Фактический выход бетонной смеси __________________________
7. Откорректированный расход материалов на 1 м 3 смеси:
цемент ________кг; песок _______кг; щебень / гравий ________кг;
вода __________________кг; добавка __________________ %, кг;
“____”____________ 19 ___г.
8. Изготовлено серий контрольных образцов размером ___________см, с маркировкой _______________________________
9. Результаты испытания контрольных образцов:
Номер серии | Марка образца | Дата изготовления | Дата испытания | Возраст | Условия твердения (температурно-влажностный режим) | Масса образца, г |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Размеры образцов, см
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см 2 )
Расчет производственного состава на замес
Бетономешалка___________________ вместимостью ____________ л
Состав бетонной смеси при влажности песка _____%, щебня ______%
Дозировка материала на замес ____________м 3 бетона:
цемент ________кг; песок ________кг; щебень / гравий _______кг;
вода _______________кг; добавка _____________________ %, кг.
Состав бетона №__________ применять для _____________________
“___"_______________ 1 9___ г.
(наименование и месторасположение,
ЖУРНАЛ №____ БЕТОННЫХ РАБОТ
Старший производитель работ,
ответственный за объект ________________________________
(фамилия, инициалы, подпись)
Дата бето-нирования, смена от___ до___ | Наименование бетонируемой части сооружений и конструктивных элементов. Эскиз бетонируемой части сооружения с отметками вначале и в конце смены | Класс бетона по прочности на сжатие | Состав бетонной смеси и водо-цементное отношение, № карточки подбора состава бетона | Вид и активность цемента | Подвижность бетонной смеси | Темпе-ратура смеси при укладке |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Объем бетона, уложенного в дело | Температура наружного воздуха при бетонирова- | Маркировка контрольных образцов бетона и их | Подписи бригадира, сменных мастеров и |
Результаты испытания контрольных образцов
Указания по ведению журнала
1. Журнал бетонных работ ведется лицами, ответственными за выполнение этих работ и заполняется во время производства бетонных работ ежесменно.
2. По окончании ведения журнала бетонных работ он сдается в производственно-технический отдел строительной организации, который делает отметку о приемке в табл. 4 Общего журнала работ.
В настоящем журнале прошнуровано
и пронумеровано_________________ страниц
(фамилия, инициалы, подпись)
технического отдела ____________________________
Одним из важнейших мероприятий, которое описывает технология, считается подбор состава бетона. Цель данной операции — получить марку бетона, который будет соответствовать необходимым техническим параметрам и поставленным требованиям. Технология бетона включает в себя перечень требуемых составляющих для получения нужного состава.
От грамотного подбора состава бетона зависит прочность и другие характеристики будущего строения.
Экономичность полученной смеси во многом зависит от используемого количества расходуемого цемента. Иногда требуется решить и другую задачу. Известен расход цемента, требуется провести подбор состава бетона, чтобы он мог обеспечить наилучшую прочность бетона.
Надо сказать, что в России пока еще не разработан нормированный способ подбора состава бетона, при котором можно было бы получать высокоточные результаты.
Схема состава бетона.
Подбором состава бетонной смеси занимается специальная лаборатория. Она определяет количество нужных веществ, которые необходимы для разных поставленных целей перед бетоном. Все зависит от места расположения объекта, от определенного карьера, от применяемых добавок. Вот поэтому необходимо применять бетон для каждого вида конструкций в соответствии с технологической документацией. Если конструкции не несут на себе большую нагрузку, можно изготовить бетон прямо на месте строительства.
Чтобы определить состав бетонной смеси, пользуются известным и наиболее простым способом. В ведро засыпается гравий. Чтобы крупный заполнитель равномерно распределился по всей площади, ведро нужно встряхнуть.
После этого берется любая мерная посуда, подойдет литровая банка. Наливается вода до верха гравия. Объем воды соответствует объему необходимого песка. Из ведра все высыпается, и засыпается песок, равный по объему воде, которая была залита в гравий. Снова заливается вода, пока полностью не закроет кромку песка. На этот раз объем воды будет соответствовать нужному объему цемента. Количество жидкости для получения состава бетонной смеси должно быть равно 50% от общего объема цемента.
Данный «полевой» метод, при котором определяется состав, основан на том, что все пустоты будут заполнены цементом. Песок заполнит зазоры между гравием. Иначе говоря, данная цементная смесь применяется по типу обычного клея.
Таблица марок и классов бетона.
В таком случае прочность материала будет иметь показатели, равные прочности гравия. Все зависит и от размеров материала.
При таком способе подбора состава не учитывается движение заполнителя, игнорируются и другие определенные характеристики. Однако методика очень проста, поэтому такой подбор состава бетона можно использовать для получения бетонной смеси для конструкции небольшой важности.
Чтобы снизить трудоемкость подбора состава, были разработаны специальные компьютерные программы:
В этих программах применена другая система вычисления. Она показывает отличные друг от друга составы бетонных смесей. Программа подсчитывает компоненты состава бетонной смеси, чтобы впоследствии создать образцы для испытания. Конечно, такие вычисления не являются окончательным приговором. Однако при индивидуальном строительстве запас полученной прочности будет намного превышать нужные параметры, поэтому такая смесь будет вполне достаточной для работы. Но самая лучшая прочность будет при заливке бетона, который был доставлен из растворобетонных машин. Если это невозможно, то подбор состава бетона и его будущие испытания придется делать самостоятельно.
Инструменты для работы с бетоном.
Если отвердение железобетонных изделий происходит без предварительной тепловой обработки, то подразумевается наличие положительной температуры, примерно 20°С.
Причем были приняты все меры к предотвращению возможных влагопотерь.
Обычно в 60% готовых конструкций прочность портландцементного бетона и других его разновидностей достигается на пятые сутки.
Бетон становится прочнее и достигает 70% на десятые сутки.
В любом случае ровно через месяц достигается проектная прочность. Различные строительные конструкции, с применением монолитного бетона, разрешается использовать после получения 50% прочности. К примеру, разрешается применять кирпичную кладку, когда положен монолитный фундамент только через 72 часа, когда температура воздуха не ниже 15°С. Дело в том, что кладка кирпичных стен — достаточно длительный процесс, поэтому нагрузить фундамент проектным давлением сразу не удастся.
Только через трое суток можно убрать опалубку с монолитных конструкций. Если конструкция будет стоять очень долго, трудоемкость удаления опалубки увеличится в разы, если, конечно, ее не отделяла от бетона гидроизоляция.
Чтобы более точно рассчитать необходимый состав для получения нужной прочности бетона после его твердения, специально разработаны формулы и графики, в которых отражены все главные зависимости характеристик бетона от применяемого состава.
Таблицы для расчета процентного соотношения компонентов бетона.
Но любые рассчитанные зависимости не показывают точное количество песка и гравия. Надо сказать, что лишь определенное количество этих веществ может обеспечить наилучшие характеристики бетона и, как следствие, наилучшую экономичность. Когда бетонная смесь содержит недостаточное количество песка, она начинает расслаиваться. Если количество песка очень большое, требуется очень много цементного теста.
Только опытным путем можно точно определить, сколько необходимо иметь крупного заполнителя, сколько понадобится песка. С этой целью готовятся два-три бетонных замеса. Причем должно быть одинаковое количество жидкости и цемента. Отношение песка к крупному заполнителю обязательно должно быть разным. Таким образом получают состав бетонной смеси, которая будет иметь наилучшие параметры.
Очень часто наличие материалов бетона показывают в виде соотношения Ц:П:Щ.
В данном случае единицей становится расходуемый цемент. В обязательном порядке указывается количество воды, выраженное водоцементной пропорцией.
Полученный состав выражается как общий расход материала, который требуется для получения тысячи литров бетонного раствора. Вот, например:
Подбор состава бетона выполняют лаборатории, где проводится анализ параметров вяжущих коэффициентов, изучаются применяемые заполнители. Одновременно учитывается:
В результате при наименьшем расходе цемента удается достичь получения бетона с конкретными характеристиками, такими как:
Схема определения подвижности бетонной смеси.
Когда бетонная смесь сделана с применением пористых заполнителей, применяется расчет, имеющий несколько отличий от используемой технологии. В него включены следующие параметры:
Первичный расход воды определяется в непосредственной зависимости от текучести бетонной смеси и габаритов заполнителя.
Общая объемная концентрация применяемого заполнителя зависит от:
Рассчитывается расход крупногабаритного заполнителя и применяемого песка.
Проводится расчет общего количества воды, при котором рассчитывается требуемое количество жидкости для песка, а также крупного заполнителя. Полученный состав проверяется в специальных лабораториях.
Прочность и долговечность монолитных бетонных конструкций фундаментов напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но, главным образом, и от рационального подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов на замес бетономешалки.
Если объём строительства находится недалеко от бетонного завода (бетонного узла), то лучше заказать доставку бетона нужной марки с определенной подвижностью и крупностью щебня. Транспортирование бетонной смеси необходимо осуществлять автобетоносмесителями, которые не допускают потерю цементного молока, исключают попадание атмосферных осадков и прямое воздействие солнечных лучей, расслоение и нарушение однородности смеси.
В большинстве случаев при «самострое» с помощью наёмных рабочих или небольших строительных организаций, не имеющих опытного специалиста или договора со строительной лабораторией, подбор состава бетона и дозировка материалов производятся «на глазок» лопатами. Подвижность бетонной смеси не контролируется, а для облегчения укладки в смесь добавляют излишнее количество воды, что приводит к нарушению водоцементного (В/Ц) отношения и потере прочности бетона.
Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси |
Конечно, в условиях строительной площадки невозможно выполнить весь комплекс работ по определению качественных характеристик применяемых материалов: песка (удельный вес, объемная масса, пустотность, влажность, зерновой состав и модуль крупности, содержание глинистых частиц и органических примесей и др.); щебня (объемная масса, прочность, влажность, объём пустот, загрязненность, содержание пластинчатых и игловатых зерен и др.); цемента (удельный вес и удельная поверхность, сроки начала и окончания схватывания, активность и др.); бетонной смеси (подвижность, прочность, объемная масса, водоотделение, водонепроницаемость и др.). Однако и в построечных условиях можно с достаточной точностью оценить некоторые свойства материалов и с помощью справочных данных выполнить подбор составов бетонных смесей различных марок.
При приготовлении бетонных смесей на цементе и песке без крупного заполнителя (щебня) значения В/Ц для получения мелкозернистого бетона требуемых марок уменьшают на 0,1 против указанных в таблице 1.
Приведенные в табл. 20 значения В/Ц предусматривают получение соответствующих марок бетона при твердении его в нормальных условиях, т.е. при относительной влажности воздуха 90 —100% и температуре 15 —20°С. Указанные в таблице значения В/Ц являются ориентировочными. Однако, как показал опыт, они обеспечивают получение бетона заданной марки лишь с незначительными отклонениями.
Проектная марка бетона | Марка цемента | |
400 | 500 | |
100 | 1,03 | – |
150 | 0,85 | – |
200 | 0,69 | 0,79 |
250 | 0,57 | 0,65 |
300 | 0,53 | 0,61 |
Примечание. Значения В/Ц приведены для бетона, приготовленного на щебне и песке с модулем крупности до 2,5.
При использовании таблицы 2 надо иметь в виду, что в ней приведены данные, полученные на основе изучения бетонов, приготовленных из смесей на природном песке с модулем крупности Мк = 2,7, при В/Ц = 0,57 и подвижностью бетонной смеси, соответствующей 5 см осадки стандартного конуса (см. рисунок). Для бетонов, приготовленных на песке с другим модулем крупности (табл. 3), а также имеющих иные подвижность и В/Ц, данные таблицы 2 следует принимать с поправками.
Наибольший размер зерен щебня, мм | Содержание песка, % от общего количества заполнителей по абсолютному объему | Расход воды на 1 м3 бетона, л |
10-12 | 56 | 230 |
15 | 52 | 220 |
20 | 49 | 200 |
25 | 46 | 195 |
40 | 41 | 185 |
50 | 39 | 177 |
70 | 35 | 167 |
Примечание. Если в составе щебня имеется песок, его количество надо уменьшить. Расход воды приведен с учетом условного водопоглощения щебня до 1,5%
Расход цемента Ц, кг, на 1 м3 бетона подсчитывают по формулам Ц = В : (В/Ц) или Ц = В (Ц/В), где В – расход воды, л, на 1 м3 бетона.
По таблице 2 находим расход воды — 185 л при применении щебня размером 40 мм и содержание песка — 41% общего количества заполнителей.
Далее определяем абсолютный объем смеси песка и щебня Асм, л. Для этого из 1 м3 бетона вычитают сумму абсолютных объемов цемента и воды, т.е. абсолютный объем, занимаемый в бетоне цементным тестом:
Таблица 3. Группы песка
Группы песка | Модуль крупности Мк |
Крупный | 3,5 – 2,4 |
Средний | 2,5 – 1,9 |
Мелкий | 2,0 – 1,5 |
Очень мелкий | 1,6 – 1,1 |
Тонкий | Менее 1,2 |
Проектная марка бетона | Удобоукладываемость бетонной смеси | Расход цемента, кг/м3, марки | ||
осадка конуса, см | жесткость, с | 400 | 500 | |
М150 | 5-9 | – | 225 | – |
1-4 | – | 210 | – | |
– | 5-10 | 200 | – | |
М200 | 5-9 | – | 265 | 235 |
1-4 | – | 245 | 210 | |
– | 5-10 | 235 | 200 | |
– | 11-20 | 220 | – | |
М250 | 5-9 | – | 310 | 275 |
1-4 | – | 285 | 250 | |
– | 5-10 | 270 | 235 | |
– | 11-20 | 255 | 220 | |
М300 | 5-9 | – | 355 | 315 |
1-4 | – | 325 | 290 | |
– | 5-10 | 305 | 270 | |
– | 11-20 | 285 | 250 | |
М350 | 5-9 | – | 400 | 360 |
1-4 | – | 365 | 325 | |
– | 5-10 | 345 | 310 | |
– | 11-20 | 320 | 290 | |
М400 | 5-9 | – | – | 405 |
1-4 | – | – | 365 | |
– | 5-10 | – | 340 | |
– | 11-20 | – | 320 |
Абсолютный объем песка Ап, (литр), определяем по формуле
Абсолютный объем щебня Ащ, (литр), находят как разность между абсолютными объемами смеси заполнителей и песка:
Зная плотность песка Yп и объемную массу щебня Уоб.щ, определяют расходы песка П и щебня Щ, кг, на 1 м3 бетона:
Расход материалов на 1 м3 бетона: | Ц = 325кг; В = 185 л; П = 763кг; Щ = 1092 кг. |
Объемная масса бетонной смеси: | Yоб.б.см = 325 + 185 + 763 + 1092 = 2365 кг/м3. |
Состав бетонной смеси может быть выражен весовым соотношением: цемент : песок : щебень: | (325/325) : (763/325) : (1092/325) = 1 : 2,3 : 3,4 |
Для приготовления пробных замесов количество цемента, песка, щебня и воды уменьшают в соответствии с принятым объемом пробного замеса. Затем делают пробные замесы и путем корректирования устанавливают окончательный расход воды на 1 м3 бетона, обеспечивающий заданную подвижность смеси. В том случае, когда заданное количество воды не обеспечивает требуемой подвижности бетонной смеси, в приготовленную смесь добавляют воду порциями по 2—3% от заданного количества. Для сохранения принятого В/Ц добавляют также соответствующее количество цемента. Если смесь получилась с избыточной подвижностью по сравнению с требуемой, в замес добавляют песок и щебень, сохраняя между ними принятое по расчету соотношение. Песок и щебень также добавляют порциями, по 3—5% от их веса. После корректировки пробного замеса окончательно устанавливают состав бетона.
От конструктивных особенностей изделий зависит в значительной мере выбор метода их формования, а это, в свою очередь, предъявляет соответствующие требования к консистенции бетонной смеси в отношении ее подвижности и удобоукладываемости.
Бетонные смеси бывают подвижными и жесткими. Подвижные смеси при укладке легко заполняют форму и уплотняются в ней под действием собственной силы тяжести. Жесткие смеси для указанных выше операций требуют приложения подчас значительных внешних сил. Независимо от того, к какой из этих групп относится бетонная смесь, каждая из них в производственных условиях характеризуется определенной степенью подвижности. Подвижность бетонной смеси определяется по величине осадки стандартного конуса, отформованного из данной смеси (см. рисунок).
Для определения осадки конуса потребуются средняя проба бетонной смеси, деревянная или металлическая площадка, форма конуса, стержень для стыкования смеси, стальная линейка длиной не менее 70 см, стальная линейка с делениями длиной 20—50 см, кельма.
Ход работы. На деревянную, обшитую листовой сталью площадку толщиной
25 мм, размером 70×70 см устанавливают металлическую форму в виде усеченного прямого конуса высотой 30 см, диаметром нижнего основания 20 см и верхнего 10 см. Внутреннюю поверхность формы и площадку, на которой она установлена, увлажняют водой. Затем, прижав форму к площадке (наступив на педали), в нее в три приема равными частями помещают бетонную смесь. Каждую порцию бетонной смеси в форме уплотняют 25-кратным штыкованием стальным гладким стержнем диаметром 16 мм, длиной 650 мм. Стержень при каждом штыковании должен проникать через всю толщу бетонной смеси.
После уплотнения излишек бетонной смеси срезают вровень с верхними краями формы, заглаживая кельмой поверхность смеси. Затем форму медленно поднимают строго вертикально и ставят рядом с конусом, отформованным из смеси. На форму конуса по его диаметру кладут на ребро стальную линейку длиной 70 см так, чтобы свободный конец линейки проходил через центр конуса, изготовленного из бетонной смеси. Расстояние между поверхностью бетонной смеси и ребром линейки измеряют другой линейкой с делениями с точностью до 0,5 см. Результат промера характеризует величину осадки конуса. Как правило, определение для одной и той же смеси повторяют дважды. Результат двух параллельных измерений не должен отличаться больше чем на 2 см.
Выбор подвижности бетонной смеси зависит от вида конструкции. Например, для бетонных набивных свай O.K.
4—5 см, для густоармированных плит перекрытий и монолитных фундаментных столбов O.K. = 6—8 см и т.д. В каждом случае учитываются конструктивные особенности элементов, густота армирования, воспринимающие элементом нагрузки, марка бетона и используемые фракции (размеры крупного заполнителя — щебня, гравия).
В зависимости от объема бетонных работ на строительных объектах используются в основном бетоносмесители гравитационного типа емкостью от 60 до 3000 л. Для расчета расхода материалов на один замес примем бетономешалку с емкостью смесительного барабана (Vб) 1200 л. Производственный расход материалов на 1 м3 бетона следующий:
Цпр — 312 кг, Впр — 153 л, Ппр — 612 кг, Щ — 1296 кг.
Объёмный вес влажных песка и щебня принят 1,6 и 1,495 кг/л соответственно, объемный вес цемента 1,3 кг/л, щебень применяется двух фракций: 40% щебня крупностью 10—20 мм и 60% щебня крупностью 20—40 мм. Вычислим расход материалов на один замес. Для этого определим коэффициент выхода бетонной смеси:
Расходы материалов на один замес бетономешалки: