В данной статье рассматривается процедура расчета состава бетона согласно IS 10262-2009 на основе прочности и долговечности, обрабатываемости, экономичности.
Для получения бетона требуемой прочности и свойств необходимо подобрать ингредиенты и их количество, что называется проектированием бетонной смеси. Правильное составление смеси позволяет решить все проблемы, возникающие при укладке бетона, его твердении и т.д.. Проектирование смеси также помогает производить экономичный бетон.
Как правило, цемент стоит дороже, чем другие ингредиенты бетона. Поэтому количество и качество цемента рассчитывается с помощью правильной концепции проектирования смеси. В этой статье мы расскажем о концепции проектирования бетонной смеси в соответствии с IS 10262-2009.
Концепция проектирования бетонной смеси в основном зависит от следующего
- Прочность и долговечность
- Работоспособность
- экономичность
- характеристики
Процедура проектирования бетонной смеси согласно стандарту 10262 – 2009
Процедура проектирования бетонной смеси требует соблюдения пошагового процесса:
Шаг 1: Расчет заданной прочности бетона
Целевая прочность обозначается ft, которая получается путем определения характерной прочности бетона на сжатие в 28 дней (fck) и значения стандартного отклонения (s)
ft = fck + 1,65 s
Стандартное отклонение может быть взято из следующей таблицы
Марка бетона
Стандартное отклонение (Н/мм2)
M10
3.5
M15
M20
4.0
M25
M30
5.0
M35
M40
M45
M50
Шаг 2: Выбор соотношения воды и цемента
Отношение веса воды к весу цемента в бетонной смеси – это водоцементное отношение. Оно является важным фактором при проектировании бетонной смеси для придания бетону удобоукладываемости. Водоцементное отношение выбирается по приведенной ниже кривой для определения характерной прочности бетона на сжатие в течение 28 дней.
Выбор водоцементного отношения для проектирования бетонной смеси
Аналогично мы можем определить водоцементное соотношение по 7-дневной прочности бетона, кривые делятся на основе прочности, исходя из водоцементного соотношения. Это видно из приведенного ниже графика.
Прочность бетона на сжатие в зависимости от водоцементного отношения
Шаг 3: Определение содержания воздуха в заполнителе
Содержание воздуха в бетонной смеси определяется номинальным максимальным размером используемого заполнителя. В таблице ниже приведено содержание воздуха в процентах от объема бетона.
Номинальный максимальный размер заполнителя
Содержание воздуха (% от объема бетона)
10 мм
5%
20 мм
2%
40 мм
1%
Шаг 4: Выбор содержания воды для бетона
Выберите содержание воды, которое необходимо для получения требуемой обрабатываемости с помощью номинального максимального размера заполнителя, как указано в таблице ниже. Приведенная ниже таблица используется, когда в бетоне применяются только угловатые заполнители, а также когда просадка должна составлять от 25 до 50 мм.
Максимальное содержание воды
208
186
165
Если форма заполнителя или величина просадки отличаются от приведенных выше, то необходимо внести некоторые коррективы.
Условие
Корректировка
Под углом заполнитель
Уменьшите выбранное значение на 10%
Гравий с щебнем
Уменьшите выбранное значение на 20 кг
Закругленный гравий
Уменьшите выбранное значение на 25 кг
Использование пластификатора
Уменьшить выбранное значение на 5-10%
Использование суперпластификатора
Уменьшить выбранное значение на 20-30%
На каждое увеличение просадки на 25 мм
Увеличьте выбранное значение на 3%
Шаг 5: Выбор содержания цемента в бетоне
Соотношение воды и цемента определяется на этапе 2, а количество воды определяется на этапе 4. Таким образом, мы можем легко рассчитать количество цемента, исходя из этих двух условий. Но полученное значение должно удовлетворять минимальным условиям, приведенным в таблице ниже. Большее из двух значений определяется как количество цемента.
Содержание цемента для обычного цементного бетона
Экспозиция
Обычный цементный бетон (P.C.C)
Минимальное содержание цемента кг/м3
Максимальное соотношение свободной воды и цемента
Минимальная марка бетона
Умеренный
220
0.6
–
Умеренный
240
M15
Тяжелый
250
0.5
M20
Очень тяжелая
260
0.45
Крайняя степень
280
0.4
M25
Содержание цемента для армированного бетона
Армированный цементный бетон (RCC)
Максимальное соотношение свободной воды и цемента
300
0.55
320
M30
340
M35
360
M40
Шаг 6: Расчет соотношения агрегатов
Для заданного номинального максимального размера заполнителя можно рассчитать соотношение объема крупного заполнителя и объема общего заполнителя для различных зон мелкого заполнителя по следующей таблице.
Номинальный максимальный размер заполнителя
Соотношение объема крупного заполнителя и объема общего заполнителя для различных зон мелкого заполнителя
Зона – 1
Зона – 2
Зона – 3
Зона – 4
10 мм
0.44
0.46
0.48
0.50
20 мм
0.62
0.64
0.66
40 мм
0.69
0.71
0.73
0.75
Шаг 7: Расчет содержания заполнителя для бетона
Мы уже определили объем крупного заполнителя в общем объеме заполнителя. Таким образом, очень просто: 1 – объем крупного заполнителя даст объем мелкого заполнителя. В качестве альтернативы существуют следующие формулы для определения объема мелкого и крупного заполнителей.
Масса мелкого заполнителя рассчитывается по следующей формуле
Аналогично, масса крупного заполнителя рассчитывается по следующей формуле.
Где, V = объем бетона
W = содержание воды
C = содержание цемента
Gc = сп. гравитация цемента
P = масса заполнителя, полученная на этапе 6
F.A и C.A = массы мелкого и крупного заполнителей
Gf и Gca = удельная плотность мелкого и крупного заполнителей.
Шаг 8: Пробные смеси для испытания проектной прочности бетонной смеси
На основании значений, полученных выше, проведите пробное испытание, изготовив не менее 3 кубиков размером 150 мм в соответствии с вышеуказанными стандартами. Испытайте эти кубики и проверьте, набрана ли требуемая прочность или нет. Если нет, измените конструкцию смеси с соответствующими корректировками, пока не будет достигнута требуемая прочность куба.
Читать далее:
- Расчет состава бетонной смеси для бетонов M20, M25, M30 с процедурой и примером.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Процедура проектирования бетонной смеси и пример IS456.
- Расчет состава бетонной смеси для марки М15 согласно IS 10262-2009.
- Метод ACI проектирования бетонных смесей – процедура и расчеты.
- Стандартное отклонение для прочности бетона на сжатие с примером [PDF].
- Колебания просадки бетона на стройплощадке: Как с этим бороться? Объяснение на видео.