Гидротехнический бетон (стр. 2 из 5)

Марка цемента, в зависимости от заданной марки бетона по прочности на сжатие, принимается по Таблице 6.

Таблица 6.

Марка бетона по сжатию	150
Марка цемента	300

Цементы должны отвечать требованиям ГОСТ 10178-76 «Портландцемент, шлакопортландцемент. Технические условия», ГОСТ 22266-76 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия», ГОСТ 969-77 «Цемент глинозёмистый. Технические условия».

В качестве мелкого заполнителя следует применять кварцевые пески с истинной плотностью зёрен 2,5–2,7 кг/л, с насыпной плотностью 1,50-1,65 кг/л и межзерновой пустотностью 35-40%, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-77 «Песок для строительных работ. Технические условия», ГОСТ 4797-69 «Бетон гидротехнический, материалы для его приготовления. Технические требования». ГОСТ 10268-76 «Заполнители для тяжёлого бетона. Технические требования». Модуль крупности песка при материалах высокого качества должен быть в пределах 3,5-2,5 (крупнозернистый песок), при материалах среднего качества – в пределах 2,5-2,0 и при материалах пониженного качества 2,0-1,5.

В качестве крупного заполнителя следует применять щебень и гравий из плотных горных первичных изверженных пород (гранит, диорит, базальт, диабаз и т. д. ). Или метаморфических пород (кварциты, гнейсы и т. д.) с истинной плотностью в пределах 2,5-2,7 кг/л, а для осадочных пород (плотные известняки, доломиты и т. д.) – в пределах 2,3-2,6 кг/л. Насыпная плотность крупного заполнителя должна быть в пределах 1,15-1,35 кг/л, а межзерновая пустотность в пределах 40-55%. Прочность зёрен крупного заполнителя на сжатие должна быть не менее 80 Мпа для первичных изверженных и метаморфических пород, и не менее 60 Мпа для осадочных пород. Водостойкость (коэффициент размягчения) должен быть не менее 0,8 (т.е. снижение прочности при водонасыщении должно быть менее 20%). Загрязнённость заполнителей (песка, щебня, гравия) пылевидными частицами, илом и глиной должна быть не более величин указанных в Таблице 7.

Таблица 7.

Примеси	Предельное содержание примесей % по массе
	Подводный бетон и бетон внутренней зоны
	Щебень и гравий	Песок
Глина, ил, и мелкие пылевидные фракции, отделяемые отмачиванием в % по массе, не более	2,0	4,0

Наибольшая крупность зёрен крупного заполнителя для тонкостенных конструкций (лотковые каналы, напорные трубы) должна быть не более 20 мм, обычных конструкций (безнапорный сброс, акведуки, облицовки каналов, арочные плотины, дюкера) – не более 40 мм, а для массивных конструкций (гравитационные плотины, отстойники) – до 70-80 мм.

После выбора материалов для бетона следует определить наибольшую допускаемую величину водоцементного отношения бетона из условия обеспечения требуемой по заданию морозостойкости, водонепроницаемости а также коррозионной стойкости в соответствии с заданной степенью агрессивности внешней среды, с учётом зоны расположения бетона по отношению к воде. Наибольшее значение водоцементного отношения по условию заданной морозостойкости принимается по Таблице 8, по водонепроницаемости - Таблице 9, а по степени агрессивности внешней среды - Таблице 10.

Таблица 8. Таблица 9.

Марка бетона по морозостойкости	Наибольшее водоцементное отношение	Марка бетона по водонепроницаемости	Наибольшее водоцементное отношение
100	0,60	В-6	0,55

Таблица 10.

Условия работы конструкции	Наибольшее водоцементное отношение при степени агрессивности внешней среды
	слабая
Подводная конструкция	0,50

Поскольку на эксплуатационную надёжность и долговечность бетона гидротехнических сооружений влияет целый комплекс неблагоприятных внешних воздействий: климатические условия, особенно в зоне переменного горизонта воды, напор воды в поддонных частях сооружений и т. д. – водоцементное отношение бетона с учётом этих неблагоприятных факторов должно быть не более величин указанных в Таблице 11.

Таблица 11.

Место расположение бетона в конструкции и климатические условия	Наибольшее водоцементное отношение в конструкциях
	Массивных в зоне:
	наружной	внутренней
Подводная зона	0,57	0,75
Надводная зона	0,62	0,75

Из полученных по таблицам 8-11 водоцементных отношений, в дальнейших расчётах выбирается наименьшее значение водоцементного отношения, как предельно допустимое (В/Ц).

Необходимую удобоукладываемость бетонной смеси (требуемую осадку конуса в см.) с учётом вида вида конструкции и метода уплотнения бетонной смеси назначают по Таблице 12.

Таблица 12.

Вид конструкций	Метод уплотнения	Осадка конуса, см.
Массивные бетонные и мелиоративные конструкции (гравитационные плотины, отстойники)	Глубинные вибраторы	3 - 5

Дальнейший расчёт состава бетонной смеси ведут в следующей последовательности:

1. Из условия заданной мари бетона (прочности) на сжатие определяют требуемое водоцементное отношение. При этом необходимо оговорить, что марка бетона принимается в возрасте 28 суток нормально-влажного хранения образцов в связи с требованием скорейшего ввода сооружения в эксплуатацию.

Требуемое из условия обеспечения заданий марки бетона водоцементное отношение определяется по формуле:

Где R_ц и R_б28 – соответственно марка цемента и бетона по прочности на сжатие Па;

А – Параметр учитывающий качество применяемых для бетона материалов. Значение его параметра принимается по Таблице 13.

Таблица 13.

Качество применяемых материалов	Значение параметра А в зависимости от вида крупного заполнителя
	Морской и речной гравий
Среднее	0,51

Если полученное требуемое водоцементное отношение окажется больше ранее найденного по по таблицам 8-10 предельно допустимого водоцементного отношения, дальнейший расчёт ведут принимая:

[В/Ц]^тр = [В/Ц]

где [В/Ц] – полученное по таблицам 8-10 предельно допустимое (нименьшее) водоцементное отношение.

2. Необходимый расход воды на один кубометр бетонной смеси из условия обеспечения нужной удобоукладываемости бетонной смеси (осадка конуса, полученной по таблице 12) находится по Таблице 14, с учётом вида (щебень или гравий) крупного заполнителя и наибольшей крупности его зёрен.

3. Определив требуемое водоцементное отношение и необходимый расход воды на кубометр бетона, находим расход цемента на кубометр бетона:

где В – расход воды, принятый по Таблице 14. л.

Таблица 14.

Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса в см.	Расход воды в литрах на кубометр бетона при крупном заполнителе из
	Гравия с крупностью зёрен до 70-80мм.
3 - 5	160

Указанные в Таблице 14 расходы воды получены при применении песка с модулем крупности равным 2,0 , при увеличении модуля крупности на каждые 0,5 , расход воды уменьшается на 3-5 литров. Если модуль крупности песка меньше 2,0 , то при уменьшении модуля крупности на каждые 0,5 , расход воды увеличивается на 3-5 литров.

Полученный расход цемента должен быть не менее минимального, допустимого из условия нерасслаиваемости бетонной смеси, указанного в Таблице 15 (принимаемого с учётом удобоукладываемости смеси по осадке конуса и наибольшей крупности зёрен крупного заполнителя), а также – минимально допустимого по условиям работы бетона в конструкции, указанного в Таблице 16.

Таблица 15.

Удобоукладываемость бетонной смеси по осадке конуса в см.	Наибольшая крупность зёрен крупного заполнителя в мм.
	80
3 - 5	160

Таблица 16.

Условия работы бетона в конструкции	Минимальный расход цемента в кг, на кубометр бетона
Бетон внутренней зоны массивных сооружений, защищённый от атмосферных осадков.	200

4. Морозостойкость бетона определяется его капиллярной пористостью, которая зависит от водосодержания и расхода цемента в бетоне. Минимальный расход цемента из условия требуемой морозостойкости находим по методике д. т. н. проф. Г. И. Горчакова:

где В – расход воды, найденный по условию требуемой удобоукладываемости бетонной смеси по Таблице 14, л;