Рассчитать состав бетонной смеси для бетонирования монолитной железобетонной колонны диаметром 0,7 м при наличии следующих данных: средняя прочность бетона при сжатии Rб = 25 МПа; портландцемент марки 400 с активностью Rц = 43 МПа; песок речной чистый (Мкр = 2,6, истинная плотность 2640 кг/м3, насыпная плотность 1600 кг/м3); щебень гранитный (с предельной крупностью зерен 40 мм, истинная плотность 2700 кг/м3, насыпная плотность 1470 кг/м3). Уплотнение бетона производится вибратором

Для расчета состава бетонной смеси для монолитной железобетонной колонны, нам необходимо знать требуемую прочность бетона при сжатии, объем колонны, активность портландцемента марки 400, а также свойства песка и щебня.

Шаг 1: Определение объема колонны
Объем колонны можно найти, используя формулу для объема цилиндра: V = πr²h, где V - объем колонны, π - число Пи (примерно равно 3,14), r - радиус колонны (половина диаметра), h - высота колонны.

В данном случае, диаметр колонны равен 0,7 м, следовательно, радиус колонны будет: r = 0,7 / 2 = 0,35 м.

Высоту колонны нам не дано, поэтому предположим, что высота равна 3 м (произвольное число для примера).

Теперь можем рассчитать объем колонны: V = 3,14 * (0,35)² * 3 = 0,7707 м³

Шаг 2: Расчет пропорций бетонной смеси
Для расчета пропорций бетонной смеси, мы должны знать требуемую прочность бетона при сжатии и активность портландцемента.

Требуемая прочность бетона при сжатии Rб = 25 МПа
Активность портландцемента Rц = 43 МПа

Для расчета необходимо знать отношение между требуемой прочностью бетона и активностью портландцемента. Обычно это отношение равно 0,6 - 0,7, но для точности расчета будем использовать значение 0,6.

Разделим требуемую прочность бетона на активность портландцемента и умножим на 0,6:
Отношение = (Rб / Rц) * 0,6 = (25 / 43) * 0,6 ≈ 0,35

Это отношение указывает на необходимое соотношение между массой портландцемента и суммарной массой песка и щебня в бетонной смеси.

Шаг 3: Рассчет массы портландцемента
Масса портландцемента будет равна отношению, определенному в предыдущем шаге, и объему бетонной смеси.

Масса портландцемента = Отношение * Объем бетонной смеси = 0,35 * 0,7707 ≈ 0,27 м³

Шаг 4: Рассчет массы песка и щебня
Для расчета массы песка и щебня, мы должны знать насыпную плотность (густина) и истинную плотность материалов, а также объем бетонной смеси.

В нашем случае, у нас есть следующая информация:
- Песок: Мкр = 2,6, истинная плотность = 2640 кг/м³, насыпная плотность = 1600 кг/м³
- Щебень: предельная крупность зерен 40 мм, истинная плотность = 2700 кг/м³, насыпная плотность = 1470 кг/м³

Масса песка = (Объем бетонной смеси * (1 - Отношение)) * насыпная плотность песка
Масса щебня = (Объем бетонной смеси * (1 - Отношение)) * насыпная плотность щебня

Для подсчета объема песка и щебня используем объем бетонной смеси и отношение:
Объем песка = объем бетонной смеси * (1 - Отношение)
Объем щебня = объем бетонной смеси * (1 - Отношение)

Подставим значения:
Объем песка = 0,7707 * (1 - 0,35) ≈ 0,5000 м³
Объем щебня = 0,7707 * (1 - 0,35) ≈ 0,5000 м³

Теперь, используя насыпную плотность, рассчитаем массу песка и щебня:
Масса песка = 0,5000 * 1600 ≈ 800 кг
Масса щебня = 0,5000 * 1470 ≈ 735 кг

Шаг 5: Расчет массы воды
Масса воды обычно составляет около 20-25% от массы портландцемента. Давайте возьмем это во внимание и примем 20% от массы портландцемента.

Масса воды = 0,20 * 0,27 ≈ 0,05 м³ ≈ 50 л ≈ 50 кг

Шаг 6: Общая масса бетонной смеси
Общая масса бетонной смеси будет равна сумме масс портландцемента, песка, щебня и воды.

Общая масса бетонной смеси = Масса портландцемента + Масса песка + Масса щебня + Масса воды
Общая масса бетонной смеси ≈ 0,27 + 0,8 + 0,735 + 0,05 ≈ 1,855 тонн (или кг)

Итак, для бетонирования монолитной железобетонной колонны диаметром 0,7 м вам потребуется приблизительно 0,27 тонн портландцемента, 0,8 тонн песка, 0,735 тонн щебня и 0,05 тонн (или кг) воды.

Важно отметить, что это примерный расчет и использованные значения могут быть разными в зависимости от конкретной ситуации. Есть множество других факторов, таких как свежесть цемента, требования к прочности и т.д., которые могут повлиять на расчеты. Рекомендуется консультироваться с опытным строительным специалистом для точных и надежных расчетов.