Как следует из пункта 3.1, расчет количества цемента, воды и заполнителей для обеспечения требуемой прочности затвердевшего бетона и подвижности смеси может быть произведен по формулам и графикам, выражающим основные зависимости свойств бетона от его состава
Однако приведенные зависимости не позволяют рассчитать раздельные содержания песка и щебня в смеси заполнителей. В то же время только при определенном отношении заполнителей мелкого к крупному обеспечивается наилучшая удобоукладываемость смеси и, следовательно, наиболее экономичный состав бетона. При малом содержании песка бетонные смеси расслаиваются, при большом требуют увеличенного - количества цементного теста.
Наиболее точно соотношение крупного заполнителя и песка может быть установлено опытным путем. Для этого приготовляют несколько замесов бетонной смеси при постоянных отношении цемента и воды, но с разными соотношениями песка и крупного заполнителя и находят состав, при котором смесь будет иметь наилучшую удобоукладываемость.
Опытный метод определения соотношения между заполнителями точен, но трудоемок поэтому усилия многих ученых были направлены на установление аналитических зависимостей этой величины.
Физическая сущность оптимального соотношения между песком и крупным заполнителем заключается в построении такого скелета заполнителей, который требовал бы минимального количества цементного теста определенной консистенции для заполнения всех межзерновых пустот и создания пленок вокруг зерен заполнителя, обеспечивающих требуемую удобоукладываемость бетонной смеси.
Изменить удобоукладываемость бетонной смеси при постоянном В/Ц (соотношение вода – цемент) можно изменяя толщину пленок цементного теста вокруг зерен заполнителей, при этом найденное оптимальное соотношение между песком и крупным заполнителем не изменится.
При постоянной удобоукладываемости (водосодержании) увеличение содержания цемента вызовет необходимость уменьшения количества песка, и наоборот.
Таким образом, оптимальное значение П/Щ (песок – щебень) в бетонной смеси изменяется с изменением Ц/В смеси и не зависит от ее удобоукладываемости.
В последнее время детальные исследования зависимостей и свойств коэффициента а и величины г проведены В. П. Сизовым, «который считает, что коэффициент Ц/В нужно назначать более обоснованно, исходя не из расхода цементного теста, а из трех параметров: удобоукладываемости бетонной смеси, пустотности песка и пустотности крупного заполнителя. Для определения значений этого коэффициента им разработаны номограммы.
В. П. Сизовым составлены также уточненные графики водопотребности бетонной смеси в зависимости от требуемой удобоукладываемости, характеристики заполнителей и цементов.
Метод расчета состава бетона «по абсолютным объемам» критиковали многие исследователи, предлагавшие другие методы, однако при проверке они оказались гораздо сложнее и не давали более точных результатов.
При экспериментальной проверке состава бетона изготавливают пробный замес для определения фактической удобоукладываемости смеси и прочности затвердевшего бетона. Объем замеса зависит от количества образцов, необходимых для определения прочности на сжатие.
Если удобоукладываемость смеси получилась меньше требуемой, то следует добавить 5—10% цементного теста (цемента и воды), не меняя определенного расчетом цементоводного отношения. Если удобоукладываемость выше требуемой, то добавляют 4—10% заполнителей, не меняя соотношения между, песком и щебнем. Так поступают до тех пор, пока удобоукладываемость не будет иметь требуемого значения.
Образцы, изготовленные для определения марочной прочности бетона, хранят и испытывают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-67.
Так как значения фактической прочности образцов могут отличаться от рассчитанной, рекомендуется, помимо основного состава, изготовлять образцы еще из двух замесов со значениями Ц/В, отличающимися от этого отношения в основном составе на ±0,05.
После испытания прочности, если она соответствует требуемым значениям, состав выдается для производства; при несоответствии производят перерасчет состава с изменением Ц/В. Изменение величины Ц/В можно определить, построив график в координатах Rб — Ц/В по значениям этих величин и образцов из дополнительных замесов.
При подборах составов бетонов естественного твердения для ускорения времени подбора изготавливают две партии образцов на испытание — в возрасте 7 и 28 суток. При испытании семисуточных образцов можно уже ориентировочно судить о соответствии полученной прочности требуемой и произвести корректировку состава. При подборе состава бетона для заводских конструкций определенной отпускной прочности образцы испытывают после влажностной обработки по режиму твердения, принятому на заводе.
Обычно при применении заполнителей, удовлетворяющих требованиям ГОСТ, при экспериментальной проверке расчета по методике абсолютных объемов результаты близко соответствуют расчетным, применение же нестандартных материалов требует трудоемкой корректировки составов.