Лекция 7

ЛЕКЦИЯ 7
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
§ 7.1 Общие положения
§ 7.2. Порядок расчета состава бетона
§ 7.3. Экспериментальная проверка состава бетона
§ 7.4 Определение производственного состава бетона
§ 7.5. Прочность бетона при сжатии
§ 7.6. Однородность бетона по прочности
§ 7.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Для получения заданной прочности бетона, необходимой подвижности бетонной смеси
в соответствии с выбранной технологией изготовления конструкции или изделия и обеспечения экономичности бетона (как правило, при минимальном для данных условий расходе цемента) производят проектирование состава бетона, в результате которого определяют такое соотношение между исходными материалами, при котором будут удовлетворены заданные требования к бетону и бетонной смеси.
Проектирование состава бетона включает: а) назначение требований к бетону исходя
из вида и особенностей службы и изготовления конструкций; б) выбор материалов для бетона и получение необходимых данных, характеризующих их свойства; в) определение
предварительного состава бетона; г) проверку состава в пробных замесах; д) контроль за
бетонированием; е) корректировку состава в процессе производства при колебаниях
свойств заполнителя и других факторов. Заданную подвижность бетонной смеси обеспечивают правильным назначением расхода воды, а прочность бетона – правильным назначением водоцементного отношения и расхода цемента.
Подвижность (жесткость) бетонной смеси назначают в зависимости от размера конструкции, густоты армирования, способа укладки и уплотнения (табл. 7.1).
При перекачивании бетонной смеси насосом осадка конуса должна быть более 8 см.
Таблица 7.1
Требование к подвижности и жесткости бетонной смеси
Конструкции и способ уплотнения
Сборные железобетонные с немедленной распалубкой,
формуемые на виброплощадках или с вибронасадком
Перекрытия с пустотами, стеновые панели, формуемые в
горизонтальном положении на виброплощадках
Густоармированные элементы (колонны, ригели, плиты),
изготовляемые с применением наружного или внутреннего вибрирования
Формуемые на ударно-вибрационных установках
Формуемые в кассетах
Центрифугированные
Гидропрессованные (трубы)
Жесткость по
стандартному
вискозиметру, с
Подвижность, см
30…10
-
10…5
1…4
5…3
5…9
30…20
5…3
5…3
10…5
7…14
5…10
-
Бетонная смесь обладает необходимой удобоукладываемостью только при содержании
в ней достаточного количества цемента. Уменьшение количества цемента до определенных значений повышает опасность расслоения бетонной смеси и может привести к появлению в смеси микропустот и снижению прочности и долговечности бетона.
Минимальный расход цемента зависит от консистенции бетонной смеси и крупности
заполнителя (табл. 7.2.). Если при определении состава бетона окажется, что расход це-
мента, требуемый из условия получения заданной прочности, ниже указанных значений,
то в расчет принимают минимальный расход цемента.
Таблица 7.2
Минимальный расход цемента для получения нерасслаиваемой плотной бетонной смеси
Смесь
Особа жесткая (Ж=20 с)
Жесткая (Ж=10…20 с)
Малоподвижная (Ж=5…10с)
Подвижная (ОК=1…10см)
Очень подвижная (ОК=10…16см)
Литая (ОК > 16см)
Минимальный расход цемента, кг/м3, при предельной крупности заполнителя, мм
10
20
40
70
160
150
140
130
180
160
150
140
200
180
160
150
220
200
180
160
240
220
210
180
250
230
200
190
Примечание: жесткость указана по стандартному вискозиметру
Для экономного расходования цемента необходимо, что бы его марка по возможности
превышала требуемую прочность бетона:
Прочность бетона, МПа……….10
15 20 30 40 50
Марка цемента………………….300 400 400 500 600 600
При использовании для бетона более низких марок цемента требуется слишком большой его расход. Наоборот, когда марка цемента излишне высока, может оказаться, что
расход цемента будет меньше минимального значения, требуемых техническими условиями для получения бетона необходимой прочности. В этом случая для экономии цемента
в бетон целесообразно вводить тонкомолотую добавку (золу, молотый кварцевый песок,
известняковую муку и др.).
7.2. ПОРЯДОК РАСЧЕТА СОСТАВА БЕТОНА
Состав бетонной смеси выражают двумя способами:
первым – соотношением по массе между цементом, песком, гравием (или щебнем) с
обязательным указанием водоцементного отношения и активности цемента. Количество
цемента принимает за 1, поэтому соотношение между составными частями бетона записывают в виде 1:х:у с указанием В/Ц (например, 1:2:4 по массе при В/Ц=0,6);
вторым – расходом материалов по массе (кг) на 1м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси, например: цемента – 280; песка – 700; щебня – 1250; воды – 170; итого 2400 кг.
Различают лабораторный состав бетона, устанавливаемый для сухих материалов, и производственный (полевой) – для материалов в естественно-влажном состоянии. Лабораторный состав бетона определяют расчетно-экспериментальным путем. Состав бетона предварительно рассчитывают по абсолютным объемам, используя формулы для определения расхода воды, цемента, песка, щебня (гравия), а затем уточняют пробными затворениями.
Рекомендуется следующий порядок расчета состава бетона.
1. Определяют В/Ц (или Ц/В) в зависимости от требуемой прочности, срока и условия
твердения бетона. Водоцементное или цементно-водное отношение находят путем предварительных опытов, устанавливающих зависимость прочности бетона от этого фактора и
активности цемента (с применением местных заполнителей) или ориентировочно по формулам:
а) для обычного бетона при В/Ц > 0,4 (Ц/В < 2,5)
В/Ц=АRu/(Rб+А·0,5Ru);
(7.1)
б) для высокопрочного бетона при В/Ц < 0,4 (Ц/В > 2,5)
В/Ц=А1Ru/(Rб  А1·0,5Ru).
(7.2)
Значения коэффициентов А и А1 принимают из таблицы 7.3.
2
Таблица 7.3
Значения коэффициентов А и А1
Материалы для бетона
Высококачественные
Рядовые
Пониженного качества
А
0,65
0,60
0,55
А1
0,43
0,40
0,37
Примечание. Формулы (7.1) и (7.2) получены в результате аппроксимации экспериментальной зависимости Rб/Rц = f(Ц/В), показанной на рисунке:
При расчете состава бетона иногда необходимо учитывать требования к нему по морозостойкости, водонепроницаемости, прочности на растяжение при изгибе и пр. в этом
случае для назначения В/Ц используют соответствующие зависимости, но способ определения состава бетона в принципе сохраняется.
2. Определяют расход воды в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси
на основании результатов предварительных испытаний или ориентировочно по графикам
на рис. 7.1. При этом необходимо учитывать водопоглощение крупного заполнителя, если
оно более 0,5 % по массе. Кроме того, графики на рис. 7.1 составлены для расхода цемента до 400 кг/м3 с применением гравия и песка средней крупности с водопотребностью 7 %.
В случае использования других заполнителей необходимо вносить соответствующие поправки, указанные в примечании к графикам.
а)
б)
Рис. 7.1. Графики для определения водопотребности В пластичной (а) и жесткой (б) бетонной
смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности (водопотребность 7 %) и гравия наибольшей крупности: 1  80 мм; 2  40 мм; 3  20 мм; 4  10 мм;
у1  удобоукладываемость по стандартному вискозиметру
(Примечания: 1. Если применяют мелкий песок с водопотребностью свыше 7%, то расход воды увеличивают на 5 л на каждый процент увеличения водопотребности; при применении крупного песка с водопотребностью ниже 7% расход воды уменьшают на 5 л на
каждый процент уменьшения водопотребности. 2.При применении щебня расход воды
увеличивают на 10 л. 3. При применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15-20 л. 4. При расходе цемента свыше 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на
каждые 100 кг цемента)
3
3. Определяют расход цемента:
Ц=В:В/Ц.
(7.3)
Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется ниже допускаемого по СНиПу (см. табл.
7.2), то следует увеличить его до требуемой нормы или ввести тонкомолотую добавку.
Последнюю применяют в случае, если активность цемента слишком высока для бетона
данной марки.
4. Устанавливают коэффициент раздвижки α для пластичных бетонных смесей по табл. 7.4.
Таблица 7.4
Оптимальные значения коэффициента α для пластичных бетонных смесей (Вn = 7 %)
Оптимальные значения коэффициента α при В/Ц
Расход цемента,
кг/м3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
250
1,26
1,32
1,38
300
1,3
1,36
1,42
350
1,32
1,38
1,44
400
1,4
1,46
500
1,5
1,56
Примечание: при других значениях Ц и В/Ц коэффициент α находят интерполяцией. 2.
При использовании мелкого песка с водопотребностью более 7 % коэффициент α уменьшают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. Если применяется
крупный песок с Вn меньше 7 %, коэффициент α увеличивают на 0,03 на каждый процент
уменьшения Вn.
Проведенные результаты исследований, установившие влияние различных факторов
на коэффициент α, показывают, что для жестких бетонных смесей при расходе цемента
Ц менее 400 кг/м3 α следует принимать равным 1,05-1,15 (в среднем 1,1). Меньшее значение принимают в случае использования мелких песков.
Для жирных составов жестких смесей с расходом Ц больше 400 кг/м3 коэффициент α
назначают по графику (рис 7.2), при этом уменьшая его значение на 0,05-0,1, а расход цементного теста вычисляя по формуле:
ЦТ = В + Ц/ρц.
(7.4)
Рис 7.2 Зависимость коэффициента раздвижки зерен α от
расхода цементного теста ЦТ на 1 м3 бетона
(при уменьшении модуля крупности песка Мкр на 1 коэффициент α
уменьшится на 0,1-0,15, однако он не должен быть менее 1.1)
5. Определяют расход щебня Щ или гравия по формуле:
Щ = 1000/(αПщ/ρнщ+1/ρщ).
(7.5)
6. Определяют расход песка по формуле:
4
П=ρп(1000  Ц/ρц  В  Щ/ρщ)
(7.6)
(Примечание: формулы (7.5), (7.6) получены на основании решения системы уравнений,
составленной из условий абсолютных объемов
Ц/ρц + В + П/ρп + Щ/ρщ = 1000;
и обеспечения требуемой раздвижки зерен щебня
Ц/ρц + В + П/ρп = ПЩα(Щ/ρнщ).
где Ц, В, П, Щ  соответственно расходы цемента, воды, песка, щебня, кг/м3; ρц,, ρп, ρщ 
истинные плотности цемента, песка, щебня, кг/л; Пщ  пустотность щебня; α  коэффициент раздвижки зерен щебня раствором; ρнщ  насыпная плотность щебня, кг/л.
Первое уравнение выведено из условия, что сумма абсолютных объемов компонентов
бетона равна 1м3 плотного бетона без вовлеченного воздуха, а второе  из условия, что
цементно-песчаный раствор должен заполнить все пустоты между щебнем (в стандартнорыхлом состоянии) с некоторой раздвижкой его зерен, что необходимо для получения
удобообрабатываемой бетонной смеси и хорошего связывания зерен заполнителя в единый прочный монолит).
7. Проверяют на пробных замесах подвижность (осадку конуса) или жесткость бетонной смеси, при необходимости вносят поправки в расчет состава бетона. Если применяют
воздухововлекающие добавки, то количество вовлеченного воздуха учитывают при подсчете расхода песка.
7.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СОСТАВА БЕТОНА
Для экспериментальной проверки состава бетона изготовляют пробную порцию бетонной смеси и определяют ее подвижность. Вследствие особенностей свойств применяемого цемента и местного заполнителя осадка конуса или жесткость бетонной смеси может
отличаться от заданной.
Предположим, что вместо 6 см осадка конуса оказалась равной 0, т.е.смесь не достаточно подвижна. Для увеличения подвижности повышают расход воды на 5-10 %. Одновременно прибавляют 5-10 % цемента для того, чтобы не изменилось водоцементное отношение. Снова перемешивают бетонную смесь, измеряют осадку конуса и так до тех
пор, пока не получат требуемых показателей подвижности.
Если при первом измерении подвижность бетонной смеси превышает заданную
(например, ОК = 8 см вместо 4-5 см), то добавляют небольшое количество песка и щебня
(по 5-10 %). Затем уточняют состав бетона, так как первоначальный объем порции бетонной смеси увеличивается. Для этого определяют фактическую плотность бетонной смеси
при способе уплотнения, принятом в производственных условиях. Испытание проводят
5
следующим образом: пустую форму взвешивают, проверяют ее внутренние размеры, заполняют смесью, уплотняют и вновь взвешивают.
Плотность уплотненной бетонной смеси (кг/л)
б.см
= (m2  m1)/Vф,
(7.7)
где m2 и m1 – масса формы с бетоном и пустой формы, кг; Vф – внутренний объем формы, л.
Полученное значение плотности бетонной смеси должно совпадать с расчетным (допускаемое отклонение ± 2 %).
Далее устанавливают фактический объем полученной бетонной смеси в пробном замесе:
Vфак = ∑m/
б.см,
(7.8)
где ∑m – сумма масс материалов, израсходованных на пробный замес, кг;
б.см – фактическая плотность уплотненной бетонной смеси, кг/л.
Зная объем полученной бетонной смеси и расход материалов на пробный замес, определяют фактический объем материалов на 1м3 бетона.
Объем пробного замеса зависит от числа образцов. Если для определения прочности
бетона готовят по три образца, то принимают следующий минимальный объем замеса:
Размер ребер образца, см……………….30 20 15 10
Объем пробного замеса, л………………85 25 12 6
Применительно к условиям примера 10.1 необходимо принять размер контрольных
образцов 15+15+15 см (более 3Dпр щебня), следовательно, объем замеса будет 12 л. Расход материалов на 1 замес составит:
Ц = 330·0,012 = 3,96 кг; П = 600·0,012 = 7,2 кг;
Щ = 1270·0,012 = 15,25 кг; В = 178·0,012 = 2,14 л
Если для получения требуемой подвижности пришлось увеличить количество цемента
и воды на 10 %, то окончательный расход материалов на замес составит:
Ц = 3,96+0,4 = 4,36 кг; П = 7,2 кг;
Щ = 15,25 кг; В = 2,35 л (2,14+0,21).
Всего 29,16 кг
Предположим, что действительная плотность бетонной смеси оказалась 2350 кг/м3,
или 2,35 кг/л. Тогда объем замеса Vф = 29,16/2,35=12,4 л.
Фактический расход материалов на 1 м3 бетона равен: Ц = 4,36/0,0124 = 350 кг; В = 190
л; П = 580 кг; Щ = 1230 кг.
Из откорректированной бетонной смеси готовят контрольные образцы и затем их испытывают. На каждый срок испытания изготовляют не менее 3 образцов. Образцы формуют в разборных стальных (строганных) формах. Размеры их необходимо строго выдерживать не допуская отклонения более ± 1 % по граням. Углы между гранями должны
составлять (90±2)º. Приемы укладки и уплотнения образцов должны соответствовать
принятым на производстве. Укладку бетонной смеси в формы следует заканчивать не
позднее, чем через 30 минут после ее приготовления.
При уплотнении бетонной смеси вибрированием форму заполняют с некоторым избытком, после чего ее вибрируют на лабораторной площадке (частота колебаний 50 Гц,
амплитуда колебаний вибратора под нагрузкой 0,5 мм). Лабораторную виброплощадку
можно заменить поверхностным вибратором. Продолжительность вибрирования должна
определяться в соответствии с показателем жесткости t = (6-8) Ж, но не менее Ж + 30 с.
Образцы в течение 2 сут. хранят в формах в помещении с температурой 15-20 0С, затем
освобождают из форм, маркируют и до момента испытания хранят в камере с влажностью около 100 % или в периодически смачиваемых песке, опилках и т.д. перед испытанием тщательно осматривают образцы, измеряют грани, взвешивают.
6
При испытании прочности образец укладывают на нижнюю опорную плиту боковыми
гранями. Предел прочности при сжатии бетона вычисляют с точностью до 0,1 МПа, как
среднее арифметическое результатов испытания трех образцов.
Если действительная прочность бетона при сжатии отличается от заданной более чем
на ± 15 %, то следует внести коррективы в состав бетона: для повышения прочности увеличивают расход цемента (т.е. Ц/В), для снижения прочности уменьшают его.
§ 7.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО СОСТАВА БЕТОНА
На производстве часто применяют при приготовлении бетона влажные заполнители.
Количество влаги, содержащейся в заполнителях, должно учитываться при определении
действительного расхода воды. В этом случая производят корректировку состава.
Вначале определяют содержание воды в заполнителях по формулам
Вп = П·Wп;
Вщ=Щ·Wщ,
(7.9)
(7.10)
где Wп и Wщ  влажность песка и щебня (гравия).
Затем устанавливают действительный расход воды:
Вд = В – Вп – Вщ.
(7.11)
Поскольку часть массы влажных заполнителей составляет вода, необходимо увеличить их
массу, чтобы обеспечить поступление в бетон полученной расчетом массы твердого материала. Расход песка и щебня увеличивают на массу воды, которая в них содержится, т.е. их
расход в производственном составе будет соответственно равен Пд = П + Вп и Щд = Щ + Вщ.
Расход цемента при данной корректировке состава сохраняется неизменным.
Если для условий примера 10.1 принять, что влажность песка 3 % и щебня 1 %, то содержание воды в песке Вц = 600·0,03 = 18 л; то же, в щебне Вщ = 1270·0,01 = 12,7 л; всего
30,7 ≈ 31 л.
Для сохранения В/Ц и заданной прочности бетона расход воды, полученной при расчете, для сухих заполнителей уменьшается, а сухой песок и гравий соответственно заменяется влажными. Тогда расход материалов в производственном составе бетонной смеси
будет следующим:
Ц = 330кг; П = 600 + 18 = 618 кг;
Щ = 1270 + 13 = 1283 кг;
В = 177  31 = 146 л.
Всего 2377 кг. Плотность бетонной смеси не изменяется.
При загрузке цемента и заполнителя в бетоносмеситель их первоначальный объем
больше объема получаемой бетонной смеси, т.к. при перемешивании происходит как бы
уплотнение массы: зерна цемента располагаются в пустотах между зернами песка, зерна
песка – между зернами щебня. Для оценки объема получаемой бетонной смеси используют так называемый коэффициент выхода бетона βб:
βб = 1000/(Ц/ρнц + П/ρнп+Щ/ρнщ),
(7.12)
где ρнц, ρнп и ρнщ  насыпные плотности цемента, песка, щебня.
Влияние воды при определении коэффициента выхода бетона не учитывают, т.к. вода
сразу же проливается в пустоты твердых материалов и на них первоначальный объем не
влияет. Однако при определении коэффициента βб для производственного состава используют плотности влажных заполнителей, т.к. последние могут заметно отличаться,
особенно для песка, от плотности сухих заполнителей. Коэффициент выхода бетона зависит от состава бетона и свойств используемых материалов и колеблется от 0,55 до 0,75.
7
При расчете расхода материалов на 1 замес бетоносмесителя принимают, что сумма
объемов цемента, песка и щебня (в рыхлом состоянии) соответствует емкости барабана
бетоносмесителя. Тогда объем бетона Vз, получаемый из одного замеса, будет равен
Vз = βб Vбс,
(7.13)
где Vбс  емкость бетоносмесителя.
Расход материалов на замес бетоносмесителя определяют с учетом получаемого объема бетона (Цз = Ц·Vз и т. д.).
Для рассмотренного выше примера, если для влажных ρв.п = 1,65 и ρв.щ = 1,48 кг/л, получим
βб = 1000/(330/1,3 + 618/1,65 + 1283/1,48) = 0,67.
Для бетоносмесителя с емкостью барабана 500 л.выход бетона из одного замеса составит 500·0,67 = 335 л или 0,335 м3.
Тогда расход материала на 1 замес составит: Ц = 330·0,335 = 110кг; П = 618·0,335 =
207 кг; Щ = 1283·0,335 = 430 кг; В = 146·0,335 = 45 л.
Состав бетона можно выразить также в виде соотношений 1 : х : у, т.е. (330/330) :
(618/330) : (1283/330) = 1:1,87:3,89.
§ 7.5. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА ПРИ СЖАТИИ
В рабочих чертежах конструкции или в стандартах на изделия обычно указывают требования прочности бетона, его класс или марку. При проектировании конструкции прочность бетона на сжатие характеризуется классами. Класс бетона определяется величиной
гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0,95. Бетоны подразделяют на
классы: В1, В1.5, В2, В2.5, В3.5, В5, В7.5, В10, В12.5, В15, В20, В25, В30, В35, В40, В50,
В55, В60.
На производстве контролируют среднюю прочность или марку бетона. Между классами бетона и его средней прочностью имеется зависимость
В = R(1  tν),
(7.14)
где В – класс бетона по прочности, МПа; R – средняя прочность, которую следует обеспечить при производстве конструкции, МПа; t – коэффициент характеризующий принятый
при проектирование обеспеченность класса бетона; ν – коэффициент вариации прочности
бетона. Для перехода от класса бетона В к средней прочности бетона (МПа), контролируемой на производстве для образцов 15х15х15 см (при нормативном коэффициенте вариации 13,5 % и t = 1,64) следует применять формулу Rсрб = В/0,778.
Пример, для класса В5 получим среднюю прочность Rсрб = 6,43 МПа, а для класса В40
 Rсрб = 51,4 МПа.
Средняя прочность или марка тяжелого бетона определяется пределом прочности
(МПа) при сжатии стандартных бетонных кубов 15х15х15 см, изготовленных из рабочей
бетонной смеси в металлических формах и испытанных в возрасте 28 сут. после твердения
в нормальных условиях (температура 15-20 0С, относительная влажность окружающего
воздуха 90-100 %). В строительстве используют следующие марки: М50, М75, М100,
М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М600 и выше (через М 100). На производстве необходимо обеспечить среднюю прочность или заданную марку бетона. Превышения заданной прочности допускается не более чем на 15 %, т.к. это ведет к перерасходу цемента.
Кубы размером 15х15х15 см применяют в том случае, когда наибольшее крупность зерен заполнителя 40 мм. При другой крупности заполнителя можно использовать кубы
иных размеров, однако размер ребра контрольного образца должен быть примерно в 3 раза больше максимальной крупности зерен заполнителя. Для определения марки бетона на
кубах с другими размерами вводят следующие переходные коэффициенты, на которые
умножают полученную в опытах прочность бетона:
8
Размер куба, см…………7х7х7 10х10х10 15х15х15…20х20х20
Коэффициент…………...0,85
0,85
1
1,05
§ 7.6. ОДНОРОДНОСТЬ БЕТОНА ПО ПРОЧНОСТИ
Колебания активности цемента, его нормальной густоты, минералогического состава,
свойств заполнителей, дозировки материалов, режимов перемешивания и твердения – все
это приводит к неоднородности структуры бетона. Вследствие этого отдельные объемы
бетона могут отличаться друг от друга в большей или меньшей степени, что зависит от
свойств используемых материалов и отлаженности технологического процесса. Соответственно будут и колебаться показатели свойств бетона: прочность, плотность, проницаемость, морозоустойчивость и др. для оценки однородности бетона используют статические методы. Качество бетона определяется главным образом его средней прочностью
(или соответствующим комплексом показателей) и однородностью, которая оценивается
по коэффициенту вариации прочности (или др. показателей).
При контроле качества бетона по прочности с учетом его однородности проводят статистическую обработку результатов испытаний бетона за определенный период и определяют
характеристики его прочности и однородности. В проектах указываются значения нормируемой прочности бетона (в проектном и промежуточном возрасте, отпускные и передаточные).
Требуемая прочность Rт представляет собой минимально допустимое значение фактической прочности бетона в партии, при котором будет обеспечена нормируемая прочность
с заданной степенью гарантии. Она устанавливается лабораториями заводов и строек в
соответствии с достигнутой однородностью бетонов партии.
Фактическая прочность бетона в партии Rm определяется как среднее значение прочности, определенные по результатам испытаний контрольных образцов или не разрушающими методами не посредственно в конструкции.
Одновременно с требуемой прочностью определяют средней уровень прочности Rу
(заданную прочность), представляющий собой среднее значение прочности бетона, устанавливаемое лабораториями заводов и строек на определенный контролируемый период в
соответствии с достигнутой однородностью бетона по прочности, по которому подбирается состав бетона и которое поддерживается в производстве.
В качестве характеристике однородности бетона используют средней коэффициент вариации прочности υп по всем партиям за анализируемый период.
Прочность бетона в партии Rm (МПа)
Rm = ∑пi=1 Ri/n,
(7.15)
где Ri  единичное значение прочности бетона, МПа; n  общее число единичных значении прочности бетонов в партии.
За единичные значения принимают среднюю прочность бетона в одной серии образцов
или применении не разрушающих методов контроля.
Продолжительность анализируемого периода для определения характеристик однородности устанавливают от одной недели до двух месяцев. Число единичных значений
прочности бетона за этот период должно быть более 30. по результатам испытания вычисляют среднеквадратическое отклонение Sm и коэффициент вариации υm прочности для
всех видов нормируемой прочности бетона.
Для сборных конструкций допускается коэффициент υm для прочности бетона в проектном возрасте не вычислять, а принимать меньше на 15 % по сравнению с υm отпускной
прочности.
При числе единичных значений прочности в партии n > 6, Sm (МПа) вычисляют по
формуле:
n
Sm =
 (R
i 1
i
2
 Rm ) /( n  1) .
(7.16)
9
Если п = 2...6, то sm = wm/a, где wm - размах единичных значений прочности в контролируемой партии, МПа, определяемый как разность между максимальным и минимальным единичными значениями прочности, а - коэффициент, зависящий от n:
Значение n............... 2
3
4
5
6
Значение a .............. 1,13 1,69 2,06 2,33 2,50
Коэффициент вариации прочности бетона υm (%) в партии
υm = (Sm/Rm)100.
(7.17)
Средний коэффициент вариации прочности бетона υn за анализируемый период
N
N
i 1
i 1
v n   v mi ni /  ni ,
(7.18)
где υmi  коэффициент вариации прочности в каждой i-й из N проконтролированных в течение анализируемого периода партий бетона; ni – число единичных значений прочности
бетона в каждой i-й из N партий бетона
N
n
i 1
i
должно быть более 30.
Требуемую прочность бетона (отпускную, передаточную, в промежуточном и проектном возрастах) при нормировании прочности по классам вычисляют по формуле:
Rт = kт Rн,
(7. 19)
где kт  коэффициент требуемой прочности, принимаемый по табл. 7.5 в зависимости от
коэффициента вариации υп; Rн  нормированное значение прочности бетона, МПа (отпускной, передаточной, в промежуточном и проектном возрастах), для бетона данного
класса.
Таблица 7.5. Значение коэффициента требуемой прочности
Все виды бетона (кроме ячеистых ) и
Значения υп,%
конструкций (кроме массивных гидротехнических)
6 и ниже
1.07
7
1.08
8
1.09
9
1.11
10
1.14
11
1.18
12
1.23
13
1.28
14
1.33
15
1.38
16
1.43
Средний для контролируемого периода уровень прочности Rу, МПа (отпускной, передаточной, в промежуточном и проектном возрастах):
Rу = kмп Rт,
(7.20)
где kмп  коэффициент, принимаемый в зависимости от υп:
υп, %................<6 6…7 7…8 8…10 10…12 12…14 >14
kмп…………1.03 1.04 1.05 1.07
1.09
1.12
1.15
Для тяжелого и легкого бетона kмп должен приниматься не более 1,1, для плотного силикатного бетона – не более 1,13.
В начальный период до накопления необходимого для ведения статистического контроля числа результатов испытаний требуемая прочность:
Rт = 1,1Rн/kб.
10
где kб – коэффициент, принимаемый для всех бетонов (кроме ячеистого и плотного силикатного) 0,78, для ячеистого – 0,7, для плотного силикатного – 0,75.
11