Оптимальное содержание песка в бетонной смеси

В ней Ц, П и Щ - вес цемента, песка и щебня в 1 м³ уложенного бетона, - удельные веса цемента, песка и щебня. Коэффициент К учитывает воду, связанную цемснтом в процессе гидратации. Эта величина зависит от возраста бетона, вида цемента и водоцементного отношения.

Для подсчета пористости бетона обычно принимают несколько преувеличенное значение К = 0,2.

Вопрос об оптимальном содержании песка в смеси заполнителей и о гранулометрическом составе заполнителей бетона применительно к ручной укладке хорошо изучен (имеется около 100 работ). Поэтому здесь приведены общие указания о расчете содержания песка в смеси заполнителей для вибрированного бетона.

Прочность цементного камня, определяемая водоцементным отношением, предопределяет в основном прочность бетона; гранулометрический состав заполнителей сказывается главным образом не на прочности, а на подвижности бетонной смеси и экономичности бетона. Некоторое влияние гранулометрического состава на прочность имеется; прочность вибрированного бетона с избыточным содержанием песка меньше, чем прочность бетона с оптимальным содержанием песка. Уменьшение прочности может достигать 14%. Это имеет место в случае применения прочных заполнителей. Влияние содержания песка для состава 1 :6 при В/Ц = 0,6.

Стоимость бетонов с разным содержанием песка и крупного заполнителя в каждом отдельном случае можно определить, учитывая местные условия. При этом следует иметь в виду еще и то, что мелкий заполнитель требует больше цемента для достижения одинаковой удобоукладываемости.

Оптимальное содержание песка в смеси заполнителей определяется условием удобообрабатываемости бетонной смеси. Оптимальное по условию удобообрабатываемости содержание песка дает бетон с наименьшим расходом цемента и с наибольшей прочностью.

При одном и том же расходе цемента, применяя вибрирование, можно получить увеличение прочности за счет уменьшения подвижности смеси, не изменяя содержания песка. Если уменьшить содержание песка до оптимального, то можно получить при том же расходе цемента увеличение прочности вибрированного бетона. Например, в бетоне прочностью 140 кг/см2 за счет уменьшения содержания песка можно получить увеличение прочности на 40-60 кг/см2. В приведенном примере имело место как косвенное, так и непосредственное

Основной же причиной увеличения прочности было уменьшение количества воды (при том же расходе цемента) или уменьшение водоцементного отношения.

Для заполнителей разной крупности будут свои оптимальные значения содержания песка. Например, для заполнителя с наибольшей крупностью в 50 мм рекомендуют для вибрированного бетона применять отношение веса песка к весу всех заполнителей- 0,31 против 0,35 для бетона ручной укладки и при наибольшей крупности в 12 мм - соответственно 0,34 и 0,38.

При правильном выборе содержания песка в бетонной смеси нужно учитывать расход цемента, наибольшую крупность заполнителя, гранулометрический состав и пустотность крупного заполнителя.

Все пустоты крупного заполнителя должны быть заполнены песком с небольшим избытком, обеспечивающим удобоукладываемость бетонной смеси.

Как изменяется показатель структурной вязкости для состава на щебне с расходом воды 140 л/м³ и цемента 200 кг/м3 в зависимости от содержания песка в смеси заполнителей от 0,3 до 0,4. Наиболее удобоукладываемой бетонная смесь оказалась при г = 0,36; с уменьшением или с увеличением содержания песка показатель структурной вязкости увеличивался, и смесь становилась менее удобоукладываемой.

Для определения оптимального содержания песка для разных составов бетонной смеси построены оптимальные кривые структурной вязкости. На горизонтальной оси отложено количество воды в литрах на 1 м3 бетона, а на вертикальной оси - показатель структурной вязкости.

С увеличением расхода цемента оптимальные кривые вязкости переметаются вверх; например, для расхода цемента 300 кг/м3 кривая располагается выше, чем для расхода цемента 200 кг/м3. При расходе цемента в 600 кг/м3 кривая вязкости поднимается еще выше. Принято считать, что независимо от расхода цемента количество воды на 1 м3 бетона примерно одинаково. В этом случае расход воды служит характеристикой заполнителя; это правило нуждается в серьезной корректировке. Оно справедливо при небольшом изменении расхода цемента в пределах от 250- 300 кг/м3.

Содержание песка в смеси заполнителей для вибрированного бетона нужно выбирать в соответствии с пустотностью крупного заполнителя в уплотненном состоянии. Стандартное уплотнение соответствует уплотнению крупного заполнителя в 20-литровом сосуде на лабораторной виброплощадке с заданным режимом (частота 3 000 кол/мин, амплитуда 0,35 мм) до прекращения осадки материала в форме во время вибрирования. Содержание песка в смеси заполнителей без учета раздвижки зерен крупного заполнителя определяется выражением: где b - абсолютный объем крупного заполнителя; а - абсолютный объем мелкого заполнителя; T - удельный вес мелкого заполнителя; удельный вес крупного заполнителя.

Подсчитанные по этой формуле значения г при близких удельных весах крупного и мелкого заполнителей получаются заниженными примерно на 0,1.