Гидротехнические бетоны

Гидротехнические бетоны предназначены для изготовления конструкций и возведения сооружений, постоянно или периодически находящихся в воде.

Конструкции с применением гидротехнического бетона подразделяют на массивные и немассивные. Массивные конструкции требуют специальных мер для регулирования температурных напряжений, возникающих при выделении теплоты в бетоне.

Требования к гидротехническому бетону предъявляются дифференцированно с учетом его зонального распределения бетона в конструкциях (табл. 4.24).

К массивным относятся бетонные и железобетонные конструкции и сооружения, размер которых в поперечнике может достигать нескольких метров. Наиболее характерными массивными сооружениями являются бетонные плотины.

Таблица 4.24

Требования к гидротехническому бетону по зонам_

Требования, предъявляемые к бетону

Массивные сооружения

Немассивные

сооружения

Наружная зона

Внутренняя

зона

Зоны относительно уровня воды

подводная

переменного уровня

надводная

подводная

переменного уровня

надводная

подводная

переменного уровня

надводная

Водостойкость

+

+

+

+

+

-

+

+

+

Водонепроницаемость

+

+

+

+

+

-

+

+

+

Морозостойкость

-

+

+

-

-

-

-

+

+

Малое

тепловыделение

+

+

+

+

+

+

-

-

-

Примечание. Знак "+" означает, что требование предъявляется.

В плотинах и их элементах в зависимости от условий работы бетона в эксплуатационный период различают четыре зоны (рис. 4.12):

I) наружную, находящуюся под атмосферным воздействием, не омываемую водой;

И) переменного уровня воды (наружные части плотин в пределах колебаний уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, а также части и элементы плотин, периодически подвергающиеся действию потока воды: водосбросы, водоспуски, водовыпуски, водобойные устройства и др.);

III) подводную (наружные, а также примыкающие к основанию части плотин, расположенные ниже минимальных эксплуатационных уровней воды верхнего и нижнего бьефов);

IV) внутреннюю (части плотин, ограниченные зонами I...III).

Схемы плотин

Рис. 4.12. Схемы плотин:

а - глухая плотина; б - водосливная плотина; 1 - бетон наружной зоны; 2 - внутренней зоны; 3 - подводный; 4 - зоны переменного уровня; 5 - надводный

К бетону различных зон бетонных и железобетонных плотин всех классов предъявляют требования, приведенные в табл.4.25.

Таблица 4.25

Требования к бетону, бетонных и железобетонных плотин

Требования

Зоны плотин

бетонных

железобетонных

Прочность на сжатие

1,11,III,IV

1,11,III

Прочность на растяжение

1,11,III

1,11,III

Водонепроницаемость

ИДИ

ИДИ

Морозостойкость

UI

UI

Предельная растяжимость

1,11,III,IV

не предъявляется

Стойкость против агрессивного воздействия воды

II,III

ИДИ

Сопротивляемость истиранию потоком воды при наличии наносов

II

II

Тепловыделение при твердении бетона

1,11,III,IV

Предъявляется при

соответствующем

обосновании

Конкретные показатели тех или иных свойств бетона, соответствующие требованиям, приведенным в табл.4.25, назначают дифференцированно в соответствии с конструктивными особенностями сооружений и фактическими условиями работы различных зон.

Тонкостенные конструкции с применением гидротехнического бетона широко применяют в водохозяйственном строительстве, судостроении, транспортном строительстве, берегоукрепительных работах и др.

Толщина тонкостенных конструкций, например, железобетонных плит для облицовки оросительных каналов, корпусов плавучих сооружений, находится в пределах 8...20 см.

Гидротехнический бетон в тонкостенных конструкциях не требует температурного регулирования для обеспечения трещи- ностойкости, однако подвергается воздействию большого числа эксплуатационных факторов, которое может быть еще более жестким, чем в массивных сооружениях. Например, бетонная облицовка каналов оросительных систем может одновременно испытывать около 30 видов нагрузок и всевозможных их сочетаний: гидростатическое и гидродинамическое давление, попеременное водонасыщение и высушивание, замораживание и оттаивание, нагревание и охлаждение, разрушающее действие потока воды и насосов, движущегося льда, напряжения и деформации в результате осадки и просадки сооружений, пучения грунта и др. В не менее жестких условиях находятся железобетонные конструкции плавучих сооружений (действие постоянных, статически и динамически переменных нагрузок, климатических факторов, солей морской воды, водорослей и живых организмов и др.). Учет всех нагрузок и воздействий при выборе качественных параметров бетона тонкостенных конструкций гидротехнических сооружений весьма сложен.

Тонкостенные конструкции обычно испытывают проектные воздействия в значительно более раннем возрасте, чем массивные, которые возводят длительное время и воспринимают рабочие нагрузки в возрасте не менее 180 сут. Классы бетона по прочностным показателям для тонкостенных железобетонных конструкций назначают, как правило, в возрасте 28 сут. после их расчета на прочность и трещиностойкость с учетом необходимых нормативных и расчетных сопротивлений, требований по

морозостойкости, водонепроницаемости и других эксплуатационных воздействий. Классы бетона для тонкостенных конструкций отвечают значениям гарантированной прочности бетона, МПа, с обеспеченностью 0,95, в то время как в массивных сооружениях допускается применение бетона с обеспеченностью гарантированной прочности 0,9.

Для возведения гидротехнических сооружений с применением тонкостенных конструкций распространено применение сборных железобетонных элементов заводского изготовления.

Комплекс проектных требований к гидротехническим бетонам обеспечивается выбором исходных материалов и добавок и проектированием составов бетонных смесей в соответствии с условиями эксплуатации с учетом рекомендуемых ограничений (табл.4.26).

Таблица 4.26

Зона и условия эксплуатации

Немассивные железобетонные конструкции в воде

Наружная зона конструкций массивных сооружений в воде

морской

пресной

морской

пресной

Зона переменного уровня в климатических условиях:

особо суровых

0,42

0,47

0,45

0,48

суровых

0,45

0,50

0,47

0,52

умеренных

0,50

0,55

0,55

0,58

Подводная зона:

напорная

0,55

0,58

0,56

0,58

безнапорная

0,60

0,62

0,62

0,62

Надводная зона, эпизодически омываемая водой

0,55

0,60

0,65

0,65

Рекомендуемые предельно допустимые величины В/Ц для гидротехнического бетона

Как и для других видов тяжелых бетонов, для гидротехнических бетонов прочность в проектном возрасте характеризуется в соответствии с ГОСТ 26633-2012 классами по прочности на сжатие (В3.5...В100), осевое растяжение (Bt 0.8...Bt4.0) и растяжение при изгибе (В0.4...В,в0.8). По средней плотности гид

ротехнический, как и обычный тяжелый бетон, бывает марок D2000.. .D2500 и мелкозернистый бетон марок D1800.. .D2300.

Для бетона конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают марки по морозостойкости (F): 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800,1000. При ограничении проницаемости, повышенной плотности и коррозионной стойкости бетона нормируют марки по водонепроницаемости (W): 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20.

Кроме проектных требований по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости, для гидротехнического бетона в соответствии с условиями работы и нормами проектирования возможно назначение ряда дополнительных требований.

Облицовка гидротехнических сооружений (туннелей, водобоев, водосливов, устоев и бычков плотин, морских и речных берегоукрепительных сооружений и др.), особенно расположенных на горных реках, подвергается механическому износу наносами, которые несут водные потоки. Износ вызывается обычно как истирающим, так и ударным воздействием наносов. Уменьшение толщины бетона в результате износа вызывает фильтрацию воды, выщелачивание и развитие других видов коррозии. Истирающему воздействию наносов подвергается прежде всего цементный камень как менее стойкая составная часть бетона. Наибольшим сопротивлением истиранию обладают бетоны на алитовых цементах со значительной удельной поверхностью, а наименьшим - на цементах с повышенным содержанием белита. Стойкость бетона к ударным воздействиям увеличивается почти линейно при прочих равных условиях с ростом прочности при сжатии. Ударная прочность износостойких бетонов колеблется от 0,08 до 0,17 МПа. Сопротивление бетона истиранию возрастает с понижением В/Ц, увеличением расхода цемента, твердости и количества крупных фракций заполнителя, а также с повышением влажности. Марки бетона по износостойкости устанавливаются в зависимости от скорости движения потока воды, величины среднегодового стока через водопропускную конструкцию и среднего диаметра данных насосов.

Увеличение высоты плотин и роста напоров обусловило повышение скорости движения воды в водопропускных трактах

гидротехнических сооружений и опасность разрушения бетона при кавитационном воздействии.

Кавитационная стойкость бетона определяется его прочностью (рис.4.13).

Зависимости интенсивности кавитационного разрушения цементного бетона от его предела прочности при сжатии 1, 2 и растяжении 1', 2'

Рис.4.13. Зависимости интенсивности кавитационного разрушения цементного бетона от его предела прочности при сжатии 1, 2 и растяжении 1', 2':

1,1' - по данным МИСИ; 2, 2' - по данным НИС Гидропроекта

Существенное увеличение кавитационной стойкости достигается применением полимербетонов.

Проектный возраст, в котором должны быть обеспечены технические требования, указывают в документации на конструкции. Он назначается в соответствии с нормами проектирования в зависимости от условий, требований к бетону, способов возведения и сроков фактического загружения конструкций. Если проектный возраст не указан, технические требования к бетону должны быть обеспечены в 28 сут.

Выбор вида и марки (или класса) цемента, его минералогического и вещественного состава обусловлены как необходимыми прочностными свойствами бетона и кинетикой нарастания прочности во времени, так и рядом других свойств, определяющих его долговечность в конструкциях и сооружениях при заданных условиях их эксплуатации. Для гидротехнического бетона массивных сооружений распространено применение

умеренно- и низкотермичных цементов с нормированным химико-минералогическим составом и повышенным содержанием активных минеральных добавок. Для бетона, работающего в условиях попеременного замораживания и оттаивания при воздействии минерализованной воды- среды, применяют сульфатостойкие низкоалюминатные цементы.

Эффективно применение пластифицированных и гидрофобных портландцементов с добавками ПАВ, позволяющих улучшить весь комплекс строительно-технических свойств бетона, снизить расход вяжущих, энерго- и трудоемкость бетонных работ. При необходимости быстрого обеспечения достаточной прочности бетона, особенно при изготовлении сборных железобетонных элементов применяют также быстротвердеющие цементы.

К заполнителям для гидротехнического бетона также как к цементам требования определяются дифференцированно в зависимости от эксплуатационных условий конструкций и сооружений. Наиболее жесткие требования предъявляются к заполнителям для бетона, работающего в условиях переменного уровня воды.

Общие требования к заполнителям для гидротехнических бетонов аналогичны требованиям к заполнителям для других видов тяжелых бетонов. Крупный заполнитель - щебень или гравий выбирают, учитывая его зерновой состав, наибольшую крупность, содержание пылевидных и глинистых частиц, других вредных примесей, размер зерен, прочность и содержание слабых зерен, петрографический состав и радиационногигиеническую характеристику. При подборе состава бетона учитывают также плотность, пористость, водопоглощение и пустотность зерен заполнителя.

При строительстве массивных гидротехнических сооружений допускается применение щебня и гравия размером зерен от 120 до 150 мм, а также свыше 150 мм при введении их непосредственно в блок при укладке бетонной смеси. Марки по дробимо- сти щебня должны быть не ниже 800, а гравия и щебня из гравия не ниже 1000. Содержание зерен слабых пород в щебне для бетона зоны переменного уровня не должно превышать 5% массы.

Ограничение содержания пылевидных и глинистых примесей в заполнителях обусловлено отрицательным влиянием образуемых ими пленок на сцепление цементного камня с заполнителями, и, как следствие, на прочность, морозостойкость и другие свойства бетона, водопотребность бетонных смесей. Для бетона гидротехнических сооружений содержание пылевидных и глинистых частиц в крупном заполнителе (вне зависимости от вида породы), не должно превышать 1% для бетона зоны переменного уровня воды и 2% для подводной и надводной зон. При этом для бетона, эксплуатируемого в зоне переменного уровня, не допускается наличие в крупном заполнителе глины в виде отдельных комков.

Морозостойкость крупных заполнителей для всех видов тяжелых бетонов не может быть ниже нормированной марки бетона по морозостойкости. Для гидротехнического бетона, к которому предъявляют требования по морозостойкости и кавитационной стойкости, используют щебень из изверженных пород с маркой по дробимости не ниже 1000. Необходимая морозостойкость щебня и гравия нормируется с учетом среднемесячной температуры наиболее холодного месяца в году. Если последняя колеблется от 0 до -10°С марка по морозостойкости щебня и гравия должна быть не ниже F100, от -10 до -20°С - F200, ниже -20°С- F300.

Для гидротехнических сооружений из бетона с нормированной морозостойкостью F200 и выше, эксплуатируемых в условиях насыщения морской или минерализованной водой, объем вовлеченного воздуха должен соответствовать рекомендациям табл. 4.27.

Таблица 4.27

Максимальная

крупность

заполнителя,

мм

Объем вовлеченного в бетонную смесь воздуха, % при В/Ц

менее 0.41

от 0.41 до 0.50

более 0.50

10

3±1

4±1

6±1

20

2±1

3±1

5±1

40

2±1

4±1

60

3±1

Рекомендуемый объем вовлеченного воздуха для бетона гидротехнических сооружений

При изготовлении износостойкого гидротехнического бетона для щебня и гравия определяется марка по износу в полочном барабане, она должна быть не ниже И-1 для щебня из изверженных и метаморфических пород и И-Н - осадочных пород, а также щебня из гравия.

Содержание пылевидных и глинистых частиц, а также часто встречающихся частиц слюды при применении песка для бетона гидротехнических сооружений устанавливается с учетом его расположения по отношению к воде. Для бетона зоны переменного уровня воды содержание в песке пылевидных и глинистых частиц, а также слюды должно быть соответственно не более 2 и 1%, надводной зоны - 3 и 2%, подводной и внутренней - 5 и 3%.

Из добавок, регулирующих свойства бетонных смесей, наибольшее применение в технологии гидротехнического бетона находят пластифицирующие добавки. Добавки-пластификаторы, относящиеся к поверхностно-активным веществам, как добавки к гидротехническим бетонам впервые были применены в 1949 г. при строительстве Верхне-Свирской ГЭС. Основной объем бетона здесь был уложен с применением пластифицирующей до- бавки-сульфитно-спиртовой барды (в соответствии с современной номенклатурой - лигносульфонаты технические (ЛСТ)), в результате чего сэкономлено более 11 тыс.т. цемента. На этом же строительстве в опытном порядке начал применяться бетон с воздухововлекающей добавкой СНВ (смолой нейтрализованной воздухововлекающей).В последующем практически при строительстве всех крупных гидротехнических сооружений применяли пластифицирующие и воздухововлекающие добавки. В настоящее время в технологии бетона, в т.ч. и гидротехнического, все большее применение находят эффективные пластифицирующие добавки - суперпластификаторы.

Наряду с пластифицирующими и воздухововлекающими или газовыделяющими добавками в современной технологии гидротехнического бетона все большее применение находят и другие добавки-модификаторы. Стремление универсализировать действие добавок и усилить их технический эффект обусловливают применение комплексных (композиционных) добавок- модификаторов.

В практике производства гидротехнического бетона особенно для массивных сооружений получили распространение вводимые с цементом или непосредственно в бетонные смеси для экономии цемента и регулирования ряда свойств бетона тонкодисперсные минеральные добавки. При строительстве крупных гидротехнических объектов наибольшее распространение получило введение в бетонные смеси в качестве активной минеральной добавки золы-уноса тепловых электростанций.

Таблица 4.28

Схема алгоритма проектирования составов массивного гидро- технического бетона с ограничением температуры разогрева

1. Определяют средний уровень прочности бетона в проектном возрасте и в 28 суток.

2. Рассчитывают В/Ц бетонной смеси, обеспечивающее заданную прочность бетона на сжатие.

3. Определяют расход воды для обеспечения заданной удобоук- ладываемости бетонной смеси.

4. Определяют расход цемента.

5. По формуле (1.156) находят тепловыделение бетона (Qx).

6. Определяют необходимую температуру укладки бетонной смеси (t^ „). С этой целью применяют формулу:

где t6,Kp - критическое значение температуры бетона для определенного срока твердения (температура разогрева); с - удельная теплоемкость бетона, ~ 1,05 кДж / кг • °С); ра - средняя плотность бетона, кг/м3; К - коэффициент, зависящий от условий охлаждения (К = 0,8... 1,0).

7. Находят расход заполнителей, определив коэффициент раздвижки а в зависимости от расхода цемента и В / Ц.

8. Определяют при необходимости возможные технологические решения для достижения необходимой температуры укладки бетонной смеси.

Для гидротехнических сооружений, работающих в особо тяжелых условиях в соответствии с ГОСТ 25818-91 применяют золу-унос IV— типа. Её особенностями являются пониженное содержание свободного оксида кальция (не более 2% для кислой золы), содержание сернистых и сернокислых соединений (не более 3% в пересчете на S03, содержание щелочных оксидов в пересчете на ЫагО (не более 3% по массе для кислой золы и 1.5% для основной) и пониженные потери при прокаливании (не более 5% при применении каменного угля и 8% бурого).

Таблица 4.29

Схема алгоритма проектирования составов гидротехнического _бетона с ограничением степени выщелачивания_

1. Определяют требуемый расход цемента, обеспечивающий несущую способность бетона при допустимой степени выщелачивания:

где Qcao - количество оксида кальция в расчете на 1 см" поверхности, которое может быть вынесено из бетона без потери им несущей способности, г/см; ав - допустимая степень выщелачивания СаО из цемента; qCao - содержание оксида кальция в 1 г цемента, L - толщина конструкции, м.

2. Используя формулу (4.24), находят необходимый коэффициент фильтрации бетона:

где Ссао - средняя концентрация СаО в цементе за время выщелачивания, г/см; Н - напор воды, м; г - расчетный срок службы сооружения, годы.

3. Определяют прочность бетона, необходимую для обеспечения расчетного коэффициента фильтрации:

4. Определяют необходимое Ц/В для обеспечения расчетной прочности бетона.

5. Определяют расход воды и заполнителей бетона.

Удельная поверхность золы-унос 1Уго-типа должна быть не менее 300 м2/кг. Остаток на сите №008 не должен превышать 15% по массе.

Задачи проектирования составов гидротехнических бетонов, как и других специальных бетонов, относятся к т.н. многопараметрическим задачам, когда, наряду с прочностью бетона при

1

заданном показателе удобоукладываемости бетонной смеси, его состав должен обеспечить достижение комплекса других не менее важных свойств: морозостойкости, водонепроницаемости, трещиностойкости и т.д.

В табл. 4.28.И 4.29 приведены некоторые характерные алгоритмы расчетов составов гидротехнических бетонов с применением эмпирических зависимостей и соответствующие примеры.

Пример 4.12. Рассчитать состав бетона для блока плотины ГЭС с прочностью на сжатие 22 МПа в возрасте 180 суток с температурой разогрева в возрасте 28 суток не более 28°С. Подвижность бетонной смеси ОК = 2 см. Определить необходимую температуру укладки бетонной смеси при использовании:

  • а) портландцемента М400;
  • б) шлакопортландцемента М300.

Заполнители: кварцевый песок с модулем крупности Мк =

  • 2,2, содержанием отмучиваемых примесей 2,5%, рп=2,67кг/л; гранитный щебень фракции 5-40 мм с рщ = 2,7 кг л и р„.щ=
  • 1,4 кг / л, содержанием отмучиваемых примесей 0,8%.

1. По логарифмической формуле найдем

средний уровень прочности бетона в 28 сут:

2. Необходимое В/Ц по формуле (1.63) с учетом табл. 1.8 при использовании портландцемента:

шлакопортландцемента: [1]

  • 4. Расход цемента при использовании:
    • - портландцемента Ц=180:0,85=212 кг/м3;
    • - шлакопортландцемента: Ц=180:0,71=254 кг/м3;
  • 5. Находим по формуле (1.156) тепловыделение бетона:

- на портландцементе при

- на шлакопортландцементе при

6. Температуру укладки бетонной смеси находим по формуле (4.22) при (К=0,8; с =0,966 кДж/(кг °С); р = 2400 кг/м3) и использовании:

- портландцемента:

- шлакопортландцемента:

  • 7. Расчитываем расход заполнителей. При коэффициенте раздвижки (табл. 3.12) для бетонной смеси на
  • - портландцементе (а=1,38):

- шлакопортландцементе (а=1,32):

Расчетные составы бетона:

- при использовании портландцемента:

- при использовании шлакопортландцемента:

Пример 4.13. Рассчитать состав бетона для гидротехнического сооружения с прочностью на сжатие 30 МПа в 28 суток , эксплуатируемого в мягкой воде под напором Н = 5 м, толщиной L = 0,50 м. Расчетный срок службы сооружения т=50 лет.

Применяется портландцемент М500, НГ=25,5 % с содержанием оксида кальция qcao = 0,65 г на 1 г цемента. Допустимую степень выщелачивания СаО , не приводящую к существенному снижению прочности от суммарного содержания цемента, принять ав=0,2; среднюю концентрацию СаО за время выщелачивания - ССао=0,5.1(Г3 г/смЗ. Экспериментально установлено, что количество СаО, которое может быть вынесено из бетона без потери им несущей способности QB = 1,95 г/см3. Бетонная смесь имеет подвижность ОК = 2 см. Заполнители : кварцевый песок с модулем крупности Мкр = 2,2 , содержанием отмучиваемых примесей 2,5 % , плотностью рп = 2,67 кг / л ; гранитный щебень фракции 5-40 мм с р щ= 2,7 кг / л и р нлц = 1,4 кг / л , содержанием отмучиваемых частиц 0,8 %.

Для расчета используем алгоритм, приведенный в табл. 4.29.

1. Минимально необходимый расход цемента при допустимой степени выщелачивания, обеспечивающий несущую способность бетона по формуле (4.23):

2. Необходимый коэффициент фильтрации (4.24):

3. Прочность бетона, необходимая для обеспечения расчетного коэффициента фильтрации по (4.25):

4. Необходимое В/Ц из условия прочности (при А=0,60):

5. Расход воды, обеспечивающий необходимую подвижность смеси:

6. Расход цемента из условия прочности:

Поскольку Ц> Ц.1 принимаем расход цемента Ц = 300 кг/м3.

7. Расходы щебня и песка найдем из условий абсолютных объемов.

Расчетный состав бетона:Ц=300 кг/м3; Щ=1175 кг/м3; П=769 кг/м3; В=180 кг/м3.

В привязке к конкретным материалам и требований к бетону при необходимости расчетов значительного числа составов с минимизацией экспериментальных работ по их корректировке целесообразно в условиях строительной лаборатории получение комплекса экспериментально-статистических моделей и их применение для решения соответствующих задач.

Пример 4.14. Определить с помощью экспериментально- статистических моделей составы гидротехнического бетона с заданными значениями прочности при сжатии (в 28 сут.), морозостойкости и водонепроницаемости.

Таблица 4.30

Условия планирования эксперимента_

Фактор

Уровни варьирования

Интервал

варьирования

натуральный

кодированный

-1

0

+1

Водосодержа- ние бетонной смеси, кг/м3

*1

150

180

210

30

Цементно-водное отношение

Х2

1,3

2,1

2,9

0,8

продолжение табл.4.30

Фактор

Уровни варьирования

Интервал

варьирования

натуральный

кодированный

-1

0

+1

Максимальная крупность щебня

х3

10

40

70

30

Расход добавки СНВ, кг/м3

Х4

0

0,06

0,12

0,06

Нормальная густота портландцемента, %

х5

24,6

27,2

29,8

2,6

Активность цемента, МПа

Х6

34,5

41,2

47,9

6,7

Условная удобоукладываемость*

Х8

0

1

2

1

Длительность нормального твердения, сут.

Х9

lg28

lg71

lgl 80

2,54

условный показатель удобоукладываемость бетонной смеси, находят по шкале:

условный показатель

0

0,6

1

1,4

1,8

2

осадка конуса, см

жосткость, с

40 с

2 см

5 см

8 см

11см

13 см

При выполнении экспериментов использовали портландцемент Здолбуновского завода, гранитный щебень и кварцевый песок с Мкр=2,1. Условия планирования экспериментов приведены в табл.4.30. В результате реализации экспериментов, выполненных с применением математического планирования, получены полиномиальные модели водопотребности, оптимальной доли песка в смеси заполнителей, прочности при сжатии, морозостойкости и водонепроницаемости (табл.4.31).

Таблица 4.31

Полиноминальные модели свойств бетонной смеси и бетона

Свойство

Уравнение регрессии

Водопотреб- ность смеси, л/м3

У! =1692+2$4х8 +1Д4х2 -2(к3 -8,3х4 +9,3х5 -5,2х8 + 5,8х2 +8,8x3 +2,8x4 +3,8x5 -1,1х8х3 + 2,6х8х5 +3,1х2х4 +2,25х2х5 -1.1х3х5

Оптимальная доля песка в смеси заполнителей

у 2 = 0,284 + 0,03 х | - 0,039 х 2 - 0,02 х 3 +

+ 0,009 х4 ч—1-0,007 Xj2 + 0,016 х2 + 0,08х2 + + 0,006х4 - 0,005x^2 н—1-0,01 хjхз +

+ 0,09х2х4 - 0,004 х3х4 + 0,007 х4х5

Прочность при сжатии, МПа

Уз =36,93-1,88х8 +14,73х2 -3,62х4 -0,86х5 + 4,97х6 +6,08х9 -0,05х8 -1,85х2 -0,2х4 -0,3х2 0,5х^ -0,8х9 -0,61х8х4 -0,45х8х5 +1,23х8х6 + 0.97х2х4 —0,63х2х5 +2,12х2х6 +2,14х2х9

Морозостойкость, циклы

у4 =3789-67,8+16^3х2+147,7х4 -27,4x5 +2 1,8х6 + бЗДхс, +9,7х8 -388х2 +6,7х2 -9,8х2 +1 26 +2,2х| + +29,4х8х2+1 5,2х8х4 -8,7х8х5 -16,6х8Х9 +26,6х2х4 - -1 5,8х2х5 +18,7х2Х9 +7,1х4х6 +23>4х9+1Д8х6х9

Водонепроницаемость, МПа

у5 =0,92 + 0,04х8 +0,56х2 +0,02х4 +0,01х5 + 0,06xg ++0,25х9 -0,05х8 +0,08х2 +

0,004х2 +0,03х2

На первом этапе устанавливаем значения Ц/В (х2), необходимые для получения различных классов бетона по прочности на сжатие у3. Определив значение х2 при принятых значениях других факторов, по моделям у4иу5 найдем морозостойкость и водонепроницаемость бетона, соответствующие его классам по прочности на сжатие. Затем по модели у { подсчитываем расход воды, а по модели у2 - оптимальную долю песка в смеси заполнителей. Расходы цемента, песка и щебня находим по формулам метода абсолютных объемов.

Примеры составов бетона, рассчитанных с применением полученных полиномиальных моделей (табл.4.31), приведены в табл.4.32.

Таблица 4.32

Расчетные составы бетонов

Проектные показатели бетона

Состав бетона

прочность при

моро-

30-

стой-

водо-

непро-

ницае-

Ц/В

В

кг/м3

г

ц

кг/м3

П

кг/м3

кг/м3

L/Kcl 1 YIYI

кость

мость

В15

(М200)

F150

W6

1,95

178

0,34

347

616

1219

В22,5

(М300)

F200

W8

2,0

181

0,33

362

590

1223

В22,5

(М300)

F300

W8

2,5

190

0,31

475

519

1178

Добавка СНВ (0,02%)

В15

(М200)

F150

W6

1,4

168

0,36

235

694

1258

В22,5

(М300)

F200

W8

1,8

173

0,34

311

630

1246

В22,5

(М300)

F300

W8

2,1

181

0,31

380

550

1249

  • [1] Расход воды (табл. 1.1) с учетом необходимой подвижности бетонной смеси и качества исходных материалов:
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >