Как произвести типовой расчет состава бетона

Оглавление:

• Как рассчитать состав бетона
• Расчет водоцементного отношения
• Определение подвижности бетонной смеси
  • Практические исследования определения подвижности

Чтобы технологии производства были правильными, нужно произвести верный расчет состава бетона. Целью расчета выступает наиболее экономичный путь получения бетона и заданная марочная прочность. На настоящий момент не существует для отечественных производителей стандартов бетона, чтобы получить точный результат, и весь процесс выходит достаточно трудоемким. Расчет делают исходя из таких параметров:

• требуемая марка,
• срок получения,
• нужная пластичность бетона,
• марка цемента,
• состав песка,
• фракции щебня или гравия.

Схема составляющих компонентов бетона.

Между используемыми материалами отношение устанавливается согласно их объему и весу.

Вес или объем принимают за единицу, количество прочего выражают как долю веса и объема по отношению к цементу. На примере этот расчет выглядит следующим образом: если на замес бетона потребуется 10 кг цемента, 30 кг мелкого песка и 50 кг щебня, то расчет состава, записанный для дальнейшего применения, будет выглядеть как 10:30:50 или 1:3:5 по весу.

Кроме того, подборка составляющих бетона подразумевает в первую очередь определение номинального состава, а после пробного применения повторный расчет или корректировку.

Как рассчитать состав бетона

Таблица состава бетона разных марок.

Подбор и расчет бетона включает в себя 3 метода расчетно-экспериментального характера, а именно:

• расчетная часть,
• экспериментальная проверка,
• корректировка состава (при необходимости).

Основные свойства бетона, как и его состав, можно вычислить по графикам и формулам. Таким же образом определяют, какое требуется количество для самого прочного в состоянии подвижности и затвердевания смеси бетона.

Точное количество некоторых компонентов можно определить только опытным путем, например, так поступают с крупными заполнителями и песком. Чтобы провести эксперимент такого рода, берется смесь воды и цемента по параметрам согласно формуле и делится на несколько малых частей. В каждую часть кладется различное количество песка и крупного наполнителя. Этот опыт наиболее ясно показывает, какое соотношение компонентов будет иметь лучшие характеристики.

Расчет объем бетона для фундаментов разных типов.

Вышеприведенный метод очень затратен и трудоемок, поэтому нередко при замесе пользуются установленной аналитической зависимостью этих величин. Соотношение песка и крупного заполнителя тогда считается оптимальным, когда полученная в результате смесь может с легкостью заполнить все пустоты между зернами с минимальным расходом количества бетона, а также обволочь тонкой пленкой все зерна заполнителя, чтобы в целом смесь было удобно укладывать.

Для изменения удобства укладки смеси при постоянном водоцементном соотношении требуется изменить толщину слоя бетона вокруг фракций заполнителя, при этом соотношение заполнителя с песком должно оставаться прежним. Чтобы уменьшить при работе количество времени, которое расходуется на подбор оптимального состава для бетона с естественным затвердеванием, требуется изготовление 3 образцов. Возраст их должен быть 3, 7 и 28 суток. Испытание образцов покажет, насколько удачно был подобран состав, а при необходимости можно будет скорректировать его в нужную сторону.

Формула расхода материалов на 1м3 бетона.

Если все заполнители соответствовали принятым стандартам, соответствие с желаемым будет близким. Если же применялись нестандартные материалы или расчеты на глаз, то, скорее всего, корректирование составляющих придется производить еще несколько раз, фиксируя результаты. При подборе составляющих для получения качественных и прочных конструкций будут играть роль установленные стандартами показатели качества. Не следует забывать и про технические условия и проектные документы именно на определенные конструкции, в которых будет указано минимальное количество вяжущего материала, в данном случае бетона.

Для подбора составов бетона к компонентам приходится предъявлять дополнительные требования. При этом учитывают в первую очередь качество материала, а затем выбранную исходя из свойств бетона технологию приготовления. В случае если требования прочности бетона подтверждены, проверяют следующие показатели. А если при проверке обнаружилось, что качество у бетона не соответствует нужному, подбирают новый состав. Чтобы получить качественный раствор и не увеличить при этом расходов на цемент, существует немало технологий.

Вернуться к оглавлению

Расчет водоцементного отношения

В частях веса цемента обычно берется и количество воды. Для состава бетона, приведенного выше в качестве примера, потребуется 5 л воды, и выраженное в формуле водоцементное отношение выглядит как ВЦ=5:10=0,5.

Расчет водоцементного отношения бетона выражает различное количество воды в частях, отталкиваясь при этом от веса цемента. Разные комбинации позволяют получить бетон требуемой прочности к определенному времени, которое нужно для его схватывания или твердения. Найти точные параметры этого соотношения можно либо при помощи формул, либо путем собственного опыта. Если при замешивании раствора применяется не гравий, а щебень, то к вычисленному по формуле водоцементному отношению прибавляют еще 0,5.

Вернуться к оглавлению

Определение подвижности бетонной смеси

Таблица расчета по расходу цемента.

Выбор методов формирования для изделий будет впоследствии влиять на их конструктивные особенности, то есть бетонная смесь при ее приготовлении должна быть в такой консистенции, которая подразумевает степень ее подвижности и удобство укладки.

Для различных целей требуются различные бетонные смеси, как подвижные, так и жесткие. В укладке удобнее подвижные, так как они легко заполняют собой нужные формы и распределяются в них под действием силы тяжести достаточно ровно, не образуя пузырей и пустот, не предусмотренных при замешивании раствора. Чтобы те же операции произвести с жесткими смесями, требуется применить значительную силу.

Но и жесткие, и подвижные смеси имеют такую характеристику, как подвижность раствора. Этот параметр определяется по вычислению времени, которое нужно на осадку сформированного из смеси конуса.

Вернуться к оглавлению

Практические исследования определения подвижности

Таблица пропорций марки бетона, песка и щебня.

Чтобы произвести вычисления такого рода, нужно взять среднюю пробу исследуемой смеси, потребуется также ровная площадка с основанием из металла или дерева, полая форма конуса, стержень для стыкования смеси и две стальные линейки. Одна из них обыкновенная, но длиной не меньше 70 см, а величина делений на другой должна равняться 20-50 см.

Для начала работ устанавливается ровная площадка из дерева, металла или их комбинаций, а на нее полый конус без вершины, высота которого не менее 30 см. Диаметр верхнего основания такого конуса должен быть 10 см, а верхнего 20 см. Площадку, на которой установлен конус, и его внутренние поверхности увлажняют перед началом работ.

Форму после этого следует прижать к площадке и равными по возможности частями в три приема заполнить смесью. Каждую вновь положенную порцию уплотняют путем штыкования с использованием стального гладкого стержня, диаметр которого примерно равен 16 мм. При каждом движении штыкования стержень должен проникнуть через всю толщу смеси.

Если в процессе уплотнения выявился излишек бетонной смеси, то его необходимо срезать наравне с верхним краем формы, загладив затем поверхность при помощи кельмы. После этого форма медленно поднимается, движения должны быть строго вертикальными, и ставится с бетонным конусом, оставшимся без опоры, рядом. На форму конуса по диаметру сверху кладется на ребро стальная линейка, длина которой не менее 70 см. Свободный конец этой линейки должен проходить через центр сформированного из бетонного раствора слепка. Линейкой, точность делений которой равна 0,5, измеряют затем расстояние, увеличивающееся по мере осадки, между бетоном и ребром линейки. Это число, полученное в результате промеров, характеризует величину осадки раствора.

Чтобы произвести вычисления с максимальной точностью, для одной смеси их делают дважды. При этом параллельные измерения не должны иметь разницу более 2 см.

Нужную величину подвижности смеси выбирают в зависимости от задуманной конструкции.

Для изготовления бетонных набивных свай осадка конуса допустима на величину около 4-5 см, а для заливки армированных плит перекрытий и фундаментных монолитных столбов осадка конуса может быть от 6 до 8 см. Учитывают для каждого конкретного случая воспринимаемые нагрузки, густоту армирования, марку используемого бетона и величину фракций бетонного наполнителя гравия или щебня.

Расчет состава бетона | Бетон и цемент

Перед тем как смешать необходимые компоненты бетонной смеси и приготовится к ее укладке, необходимо правильно рассчитать количество каждого компонента в объеме или в процентном соотношении к другим компонентам. Это нужно для того чтобы получить готовый бетон, который будет обладать необходимыми свойствами и техническими характеристиками.

Общие сведения о расчете состава бетонной смеси

Расчет компонентов бетона по процентному соотношению одного компонента к другому, производится только в тех случаях, когда необходимо получить лишь небольшое количество готовой бетонной смеси. При производстве бетона в больших количествах или для заливки большого объема, каждый компонент просчитывается согласно весу каждого компонента. Вес выбирается из расчета того, что готовый бетон должен получить необходимые характеристики.

В итоге расчет состава бетонной смеси сводится к 2 способам:

1. соотношение «1 : X : Y», — «цемент : песок : щебень»;
2. расход материала на 1 м³ готового бетона, например – цемент = 250 кг, песок = 550 кг, щебень = 1050 кг, вода = 150 литров.

Состав бетона рассчитывается только с учетом сухих материалов и получив номинальный состав «1 : X : Y», его приводят к полевому (рабочему) составу «1 : X1: Y1» используя для этого специальные формулы.

Влияние марок компонентов бетона

Следующие графики показывают зависимость увеличения прочности готового бетона при нагреве от типа вяжущего вещества, которое используется в его составе.

Графики нарастания прочности:

Расшифровка:

• а – портландцемент;
• б – шлакопортландцемент;
• в – пуццолановый портландцемент.

При необходимости изготовить небольшое количество бетонной смеси, ее состав можно подобрать по готовым таблицам, но только с последующей проверкой готового опытного образца из небольших замесов. При изготовлении большого количества бетонной смеси или готовой бетонной конструкции, рабочий состав бетонной смеси определяется опытным путем на основе экспериментальных замесов.

По окончании всех опытов и экспериментов назначенный состав бетонной смеси должен быть таким, чтобы после уплотнения этой смеси, готовый бетон или бетонная конструкция должна отвечать всем установленным техническим требованиям, при этом должна обеспечиваться максимальная экономия цемента, а готовый бетон должен иметь большой срок службы.

Для того чтобы бетонная смесь получилась как можно более экономически выгодной, необходимо обеспечить ее наименьшую подвижность, но которая будет допускаться к уплотнению и формовке изделий. Размеры зерен крупного заполнителя должны быть как можно больше по своему размеру, а марка вяжущего вещества должна строго соответствовать марке желаемого готового бетона.

Таблица соответствия марок вяжущего вещества и марок бетона:

Марка вяжущего	Марка бетона
М300	М100
М400	М150
М400	М200
М500	М300
М600	М400
М800	М600

Для правильного подбора состава бетонной смеси, необходимо обладать следующими данными:

• необходимая прочность и марка готового бетона спустя определенное время естественного твердения или после пропарки;
• вид и марка вяжущего вещества;
• характеристика заполнителя: размеры зерен, пустотность, объемный и удельный вес;
• желаемая удобоукладываемость (жесткость) и подвижность смеси.

Последовательность расчета состава бетона

Этап №1: необходимо определить ориентировочное цементноводное отношение, которое может быть путем расчета формул прочности или взято из таблицы.

Таблица 1. Цементноводное отношение в бетонной смеси.

Ц/В	прочность бетона в % от марки цемента через
	1 сутки	2 суток	3 суток	28 суток	В/Ц
3,33	30	47	57	110	0,3
2,86	28	45	55	100	0,35
2,5	25	38	48	90	0,4
2,2	20	32	40	70	0,45
2	16	27	34	63	0,5
1,81	14	22	28	56	0,55
1,67	12	19	25	50	0. 6

Этап №2: необходимо определить количество воды для предварительного затворения, делается это отдельно по 2-м таблицам для жестких и пластичных смесей.

Таблица 2. Расход воды для жестких бетонных смесей (л/м³).

Вид крупного заполнителя	удобоукладываемость смеси (сек.)
	30-50	60-80	90-120	150-200
Гравий до 20-40 мм	160-150	150- 140	140-135	128-130
Щебень до 20-40 мм	170-160	160-150	155-140	140-135

Таблица 3. Расход воды для пластичных бетонных смесей (л/м³).

Осадка конуса (мм)	При наибольшей крупности гравия (мм)				При наибольшей крупности щебня (мм)
	10	20	40	70	10	20	40	70
10-20	185	170	155	140	200	185	170	155
30-50	195	180	165	150	210	195	180	165
60-80	205	190	175	160	220	205	190	175

Этап №3: после того как были определены расход воды (В) и цементноводное отношение (Ц/В), необходимо рассчитать расход цемента, путем перемножения этих двух показателей:

В * Ц/В = (кг/м³).

Этап №4: на конечном этапе необходимо уточнить состав бетонной смеси, делая для этого пробные замесы от 7 до 15 литров каждый. Всего делается 3 замеса, один из которых имеет В/Ц полученное на первом этапе, а 2 других имеют В/Ц на 20% больше и меньше расчетного, соответственно.

Калькулятор для инженеров-строителей — Расчет бетонной смеси

Калькуляторы CE > Расчет бетонной смеси > Расчет номинальной смеси для различных пропорций

Калькулятор номинального состава бетонной смеси для различных пропорций цемента и заполнителей (единицы СИ) Расчет бетонной смеси

Этот калькулятор полезен для номинального расчета бетонная смесь разных пропорций М25 (1:1:2), М20 (1:1,5:3), М15 (1:2:4), М10 (1:3:6), М7,5 (1:4:8) ). Вы можете получить сухое количество ингредиентов (цемент, мелкий заполнитель и крупный заполнитель) бетона, а также количество воды, необходимое для производства бетона желаемой удобоукладываемости. Например, М15 соответствует смеси для бетона с нормативной прочностью на сжатие 15 МПа (15 Н/мм 9 ). 0014 2 ), а пропорция бетона 1:2:4 означает, что 1 часть цемента смешивается с 2 частями мелкого заполнителя (песок) и 4 частями крупного заполнителя (камни). Вода необходима для производства бетона. Отношение воды к цементу обычно выбирают в диапазоне от 0,4 до 0,6 в зависимости от требуемой удобоукладываемости. Плотность цемента принята 1440 кг/м ³ . Предполагается, что сухой объем бетона в 1,54 раза больше влажного объема бетона. Этот калькулятор дает сухой объем агрегатов. Если вы хотите определить вес заполнителя, просто умножьте сухой объем на насыпную плотность заполнителя. Этот калькулятор основан на руководящих принципах кодов IS.

Пожалуйста, введите объем влажного бетона, который необходимо произвести, и выберите желаемую марку бетона с соответствующим соотношением воды и цемента в форме, приведенной ниже, и начните. расчеты.

ВХОДНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Объем производимого влажного бетона (м ³ ):
Марка бетона: — ВыбратьM25 (1:1:2)M20 (1:1,5:3)M15 (1:2:4)M10 (1:3:6)M7,5 (1:4:8)M5 (1:5:10) SIZE=4>
Соотношение воды и цемента: — Выбрать0. 40.450.50.550.6 РАЗМЕР=4>
Убедитесь, что все
значения введены

ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ
Выбранная марка бетона =
Влажный объем бетона (м ³ ) =
Сухой объем бетона (м ³ ) =
Сухой объем цемента (м ^{3 9001 5 ) =
вес цемента ( кг) =
мешков цемента (кол-во) =
количество воды (л) =
сухой объем мелкого заполнителя (м 3 ) =
сухой объем крупного заполнителя (м 3 )=}

Другие Калькуляторы прочности

Железобетонная балка

Железобетонная балка с
двумя слоями натянутой арматуры
(стандартные единицы FPS/США)

Железобетонная балка с
Один слой натянутой арматуры
(СИ/метрические единицы)

Железобетонная балка с двумя слоями натянутой арматуры

(СИ/метрические единицы)

Вы также можете посетить следующий решенный пример

для железобетона

Прочность железобетонной балки двойного армирования
при сжатии стали
не податливой

Номинальная прочность на изгиб
Бетонная балка с двойным армированием

Номинальный момент прочности
Одноармированной бетонной балки

Вам также могут понравиться следующие ссылки

UDL с правой стороны

Максимальная переменная нагрузка на пролете

Максимальная переменная нагрузка на левой опоре

Excellent Calculators

Калькулятор преобразования напряжения
Расчет основного напряжения, максимального напряжения сдвига
и их плоскостей

Калькулятор для анализа движущейся нагрузки
Для определения абсолютного макс. Б.М. из-за движущихся грузов.

Калькулятор изгибающего момента
Рассчитать изгибающий момент и поперечную силу
для свободно опертой балки

Калькулятор момента инерции
Рассчитать момент инерции плоских секций
например. швеллер, угол, тройник и т. д.

Калькулятор железобетона
Расчет прочности
Железобетонная балка

Калькулятор распределения моментов
Решение неопределенных балок

Калькулятор прогиба и уклона
Расчет прогиба и наклон
просто опертой балки для многих вариантов нагрузки

Калькулятор фиксированной балки
Инструмент для расчета изгибающего момента и сдвига
Сила для фиксированной балки для многих вариантов нагрузки 1 Для многих загружений Консоли

Калькулятор нависающей балки
Для SF и BM многих случаев нагружения
нависающей балки

Дополнительные ссылки

Викторина по гражданскому строительству
Проверьте свои знания по различным темам
Гражданского строительства

Научные работы
Научные работы, диссертации и диссертации

Список небоскребов мира
Содержит Высотные здания по всему миру

Предстоящие конференции
Содержит Список гражданского строительства
конференция с, семинар и семинары

Профиль инженеров-строителей
Узнайте о других инженерах-строителях

Профессиональные общества
Инженеры-строители всего мира
Профессиональные общества

Присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать обновления

Ищите на нашем веб-сайте дополнительную информацию.

..

Расскажите о нас своим друзьям

Другие полезные ссылки

Расчет бетонной смеси | Методы расчета бетонной смеси

Бетон является основным материалом в большинстве конструкций. Таким образом, определение правильного соотношения элементов в бетонной смеси чрезвычайно важно перед началом строительства. Процесс определения правильных пропорций цемента, песка и заполнителей для бетона называется расчетом бетонной смеси. Это делается для того, чтобы достичь заданной прочности бетона.

Выбор правильного типа бетонной смеси очень важен, поскольку он дает вам преимущество в экономии использования бетона для достижения требуемой прочности элементов конструкции. В строительной отрасли используется огромное количество бетона; поэтому, очевидно, необходимо сделать экономичный расчет бетонной смеси.

Используя следующую процедуру расчета, вы можете рассчитывать многие типы бетона, такие как M10, M20, M30 и т. д. Давайте посмотрим, как рассчитать состав бетонной смеси.

Расчет бетонной смеси по IS 10262

Данные, необходимые для расчета бетонной смеси

1. Расчетные данные бетонной смеси

(a) Характеристическая прочность бетона на сжатие, требуемая в конце 28 дней = M 25
(b) Номинальный максимальный размер используемого заполнителя = 20 мм
(c) Форма крупного заполнителя = Угловая
(d) Требуемая удобоукладываемость на площадке = 50-75 мм (величина осадки)
(e) Контроль качества осуществляется в соответствии с IS: 456
(f) Тип воздействия Состояние бетона (согласно определению в IS: 456) = мягкое
(g) Тип используемого цемента = PSC, соответствующий IS: 456 2000
(h) Способ укладки бетона на стройплощадке = бетон, пригодный для перекачивания насосом

2. Данные испытаний материалов

(a) Удельный вес цемента = 3,15
(b) Удельный вес FA = 2,64
(c) Удельный вес CA = 2,84
(d) Предполагается, что заполнители имеют поверхностно-сухие условия
(e) Мелкие заполнители соответствуют зоне II стандарта IS 383

.

Процедура расчета бетонной смеси M25

Шаг 1: Определение целевой прочности бетона

Постоянная Химсворта для 5% фактора риска равна 1,65
Стандартное отклонение взято из IS: 456 2000 для марки бетона M25 составляет 4,0
Следовательно, ftarget = fck + 1,65 x S
= 25 + 1,65 x 4,0 = 31,6 Н/мм ²
Где,
S = стандартное отклонение (Н/мм2) = 4 (см.: IS 10262-2009, таблица -1)

Этап 2: Определение соотношения вода/цемент

Максимальное водоцементное отношение, взятое для условий мягкого воздействия = 0,55
Примите водоцементное отношение равным 0,50 для экспериментальной базы
0,5

Этап 3: Выбор содержания воды в смеси

Максимальное взятое содержание воды = 186 кг (максимальный размер заполнителя = 20 мм)
Поправка на содержание воды
Расчетное содержание воды в смеси = 186+ (3/100) x 186 = 191,6 кг/м ³

Этап 4: Выбор содержания цемента в смеси

Водоцементное отношение = 0,50
Скорректированное содержание воды в смеси = 191,6 кг/м ³
Содержание цемента =
Минимальное содержание цемента, необходимое для условий мягкого воздействия = 300 кг/м ³
383,2 кг/м ³ > 300 кг/м ³ , следовательно, ОК.
Это значение необходимо проверить на соответствие требованиям долговечности из IS: 456 2000
[В этом примере для слабого воздействия и для железобетона минимальное содержание цемента составляет 300 кг/м ³ , что меньше 383,2 кг/м ³ . Отсюда принято содержание цемента = 383,2 кг/м ³ ]
Максимальное содержание цемента в смеси = 450 кг/м ³ .

Этап 5: Оценка доли крупного заполнителя для смеси

Для номинального макс. размер заполнителя для смеси = 20 мм,
Зона мелкого заполнителя = Зона II
А Для в/ц = 0,5
Объем крупного заполнителя на единицу объема бетона = 0,62
Следовательно,
Объем крупного заполнителя на единицу общего объема Объем бетона
= 0,62 x 90% = 0,558
Объем мелкого заполнителя в смеси
= 1 0,558 = 0,442

Этап 6: Оценка смеси Материалы

а) Объем бетона принимается = 1 м ³
б) Объем цемента = (Вес цемента / Удельный вес цемента) х (1/100)
= (383,2/3,15) x (1/1000) = 0,122 м ³
c) Объем воды = (Вес воды / Удельный вес воды) x (1/1000)
= (191,6/1) x (1/1000) = 0,1916 м ³
d) Объем заполнителей
= a (b + c ) = 1 (0,122 + 0,1916) = 0,6864 м ³
e) Масса крупных заполнителей
= 0. 6864 х 0,558 x 2,84 x 1000 = 1087,75 кг/м ³
f) Вес мелких заполнителей
= 0,6864 x 0,442 x 2,64 x 1000 = 800,94 кг/м ³

Пропорции бетонной смеси для пробной бетонной смеси 1

Цемент = 383,2 кг/м ³
Вода = 191,6 кг/м ³
Мелкий заполнитель = 800,94 кг/м ³
Крупный заполнитель = 1087,75 кг/м 90 014 3
В/ц = 0,5

Для изготовления пробы-1 масса необходимых ингредиентов будет рассчитана для 4 кубов с учетом 25% отходов.

Объем бетона, необходимый для изготовления 4 кубов = 4 x (0,153 x 1,25) = 0,016878 м ³

Этап 7: Поправка на абсорбцию / влажность заполнителя

Поскольку мы предположили, что заполнитель находится в состоянии насыщения поверхности сухим, поэтому корректировка не требуется.

Этап 8: Пробная бетонная смесь 1

Пропорция смеси, определенная на шаге 6. Приготовьте пробную смесь 1, и с этой пропорцией бетон изготавливается и испытывается на соответствие требованиям к свойствам свежего бетона, таким как удобоукладываемость, водоотделение и отделочные качества.