Med denna kalkylator för att blanda betong kan du beräkna recept, mängd och blandningsförhållanden utifrån volym, hållfasthetsklass, konsistens och materialegenskaper. Den beräknar hur mycket cement, vatten, sand och grov ballast som behövs i kilogram och kubikmeter samt blandningsförhållanden efter massa och volym.
Kalkylatorn används för preliminär proportionering av betong, planering av materialinköp och blandning av betong på byggplatsen. Alla mängder beräknas först för 1 m3 färdig betong och räknas sedan om till önskad volym.
Grundvärde för vatten. Utgångsvärdet är 190 l per 1 m3 betongblandning. Denna mängd justeras efter betongens konsistens, största kornstorlek hos den grova ballasten och typen av ballast.
Justeringar för konsistens. För sättmåttsklasserna S1, S2, S3, S4 och S5 används justeringarna -20, -10, 0, +10 och +20 l/m3. Ju större önskad arbetbarhet, desto större blir den beräknade vattenmängden. Klasserna motsvarar följande sättmått: S1 - 10-40 mm, S2 - 50-90 mm, S3 - 100-150 mm, S4 - 160-210 mm, S5 - minst 220 mm.
Justeringar för kornstorlek. Vid största kornstorlek 8, 16, 22 och 32 mm tillämpas justeringarna +12, 0, -6 respektive -12 l/m3. Större ballast kräver vanligen mindre vatten för att ge jämförbar arbetbarhet.
Typ av grov ballast. För krossad sten är tilläggsjusteringen 0 l/m3, medan naturgrus minskar vattenbehovet med 5 l/m3. Detta tar hänsyn till kornens form: rundat grus ger i regel bättre arbetbarhet.
Vattenmängd = 190 + justering för konsistens + justering för kornstorlek + justering för ballasttyp
Efter justeringarna begränsas den beräknade vattenmängden till 140-240 l/m3. Om resultatet understiger 140 l/m3 används 140 l/m3. Om det överstiger 240 l/m3 används 240 l/m3.
Vattencementtal. Cementmängden beräknas utifrån vattenmängden och det antagna förhållandet mellan vattnets och cementets massa (W/C). Högre hållfasthetsklasser använder ett lägre W/C-värde, vilket kräver mer cement vid samma vattenmängd.
Kalkylatorn använder följande vägledande W/C-värden:
Cementets hållfasthetsklass. En korrektionsfaktor tillämpas på den beräknade cementmängden för att ta hänsyn till skillnader i cementhållfasthet. Faktorn är 1.08 för klass 32.5, 1.00 för 42.5 och 0.95 för 52.5. För samma betonghållfasthetsklass behövs därmed 8% mer cement 32.5 och 5% mindre cement 52.5 jämfört med beräkning med cement 42.5.
Cement, kg/m3 = (Vatten, kg/m3 / W/C) × faktor för cementklass
Beräkningen förutsätter att 1 l vatten har massan 1 kg. För betong C25/30 med konsistens S3, krossad sten på 16 mm och cement 42.5 blir vattenbehovet exempelvis 190 l/m3 och cementbehovet 380 kg/m3.
De antagna W/C-värdena och korrektionsfaktorerna är avsedda för preliminära uppskattningar. Om den angivna hållfasthetsklassen faktiskt uppnås beror på materialens egenskaper, blandningskvaliteten och härdningsförhållandena.
Metoden med absoluta volymer. När mängderna vatten och cement har bestämts beräknas hur stor volym de upptar i 1 m3 färdig betongblandning. Även luftvolymen räknas med. Resterande volym delas mellan sand och grov ballast.
Följande korndensiteter används för att räkna om massa till absolut volym:
Detta är densiteten hos själva kornen utan mellanrummen mellan dem, inte skrymdensiteten för löst material. Varje komponents absoluta volym beräknas genom att dess massa delas med motsvarande korndensitet.
Luft i betongblandningen. En lufthalt på 2% antas för ballast med 8 mm kornstorlek, 1.5% för 16 mm, 1.2% för 22 mm och 1% för 32 mm. Motsvarande volym dras av från blandningens totala volym.
Ballastvolym = 1 m3 - vattenvolym - cementvolym - luftvolym
Sandandel. Den kvarvarande ballastvolymen fördelas mellan sand och krossad sten eller naturgrus. Sandens grundandel beror på största kornstorlek: 45% för 8 mm, 40% för 16 mm, 37% för 22 mm och 34% för 32 mm.
Sandandelen justeras därefter för konsistensen: S1 - minskning med 2 procentenheter, S2 - 1 enhet, S3 - oförändrad, S4 - ökning med 1 enhet, S5 - 2 enheter. Med krossad sten ökar sandandelen med ytterligare 1 procentenhet. Med naturgrus minskar den med 1 enhet.
Efter alla justeringar begränsas sandandelen till 28-52% av ballastens totala absoluta volym. Om det beräknade värdet hamnar utanför intervallet används närmaste gränsvärde.
Sandvolym = ballastvolym × sandandel
Volym grov ballast = ballastvolym - sandvolym
Massorna för sand och grov ballast fås genom att deras beräknade absoluta volymer multipliceras med motsvarande korndensiteter.
Lös volym. Vid inköp av sand och grov ballast används volymen inklusive mellanrummen mellan kornen. Den skiljer sig från den absoluta volym som används för att beräkna betongblandningens sammansättning.
Följande genomsnittliga skrymdensiteter används för omräkning från massa till lös volym:
Lös volym, m3 = materialmassa, kg / skrymdensitet, kg/m3
Den verkliga skrymdensiteten beror på kornstorlek och kornform, fukthalt och packning. Resultaten i kubikmeter är därför ungefärliga, medan de beräknade materialmassorna redovisas separat.
Blandningsförhållanden efter massa. Cementmassan sätts till en del. Massorna för vatten, sand och grov ballast delas var för sig med cementmassan. Ordningen är: cement : vatten : sand : grov ballast. Exempelvis betyder 1 : 0.5 : 2 : 3 att 1 kg cement kombineras med 0.5 kg vatten, 2 kg sand och 3 kg grov ballast.
Blandningsförhållanden efter volym. Beräkningen utgår från materialens lösa volymer. Densiteterna antas vara 1400 kg/m3 för cement, 1600 kg/m3 för sand, 1500 kg/m3 för krossad sten och 1600 kg/m3 för grus. För vatten används 1000 kg/m3. Volymen av varje komponent delas med cementets lösa volym.
De beräknade volymförhållandena kan användas för ungefärlig dosering med lika stora måttkärl, exempelvis hinkar. Den faktiska materialmängden i ett kärl beror dock på fukthalt och packning.
Antal cementsäckar. Den totala cementmassan delas med den angivna massan per säck. Resultatet avrundas alltid uppåt till närmaste heltal för att säkerställa tillräckligt med cement.
Antal säckar = avrundning uppåt (cementmassa / massa per säck)
Omräkning till önskad volym. Komponenternas massor och volymer beräknade för 1 m3 betong multipliceras med önskad blandningsvolym i m3. Till exempel kräver 3 m3 tre gånger så mycket av varje material som 1 m3. Blandningsförhållandena är oförändrade.
Inom europeisk praxis används följande standarder vid kravställning på betongblandningar:
Koefficienterna för vattenbehov, vattencementtalen och ballastandelarna i kalkylatorn är beräkningsantaganden, inte allmängiltiga standardiserade betongrecept. Slutlig proportionering måste ta hänsyn till materialens verkliga egenskaper och kraven på den färdiga betongen.
En högre hållfasthetsklass är förknippad med ett lägre antaget vattencementtal. Vid samma vattenmängd behövs därför mer cement. Till exempel är det inledande W/C-värdet för C20/25 0.53 och för C30/37 0.45, vilket innebär att den senare blandningen kräver mer cement.
För en mer arbetbar betongblandning antar kalkylatorn en större vattenmängd. För att behålla vattencementtalet för den valda hållfasthetsklassen ökar också cementmängden. Den faktiska arbetbarheten beror även på ballastens egenskaper och blandningsförhållandena.
Lösa material innehåller hålrum mellan kornen och upptar därför större plats än enbart de fasta partiklarna. När betong blandas fylls hålrummen delvis med cementpasta och finare partiklar. Därför används absoluta volymer för att beräkna blandningens sammansättning och lösa volymer för uppskattning av inköpsmängder.
Massförhållanden anger komponenternas förhållanden i kilogram och lämpar sig vid vägning. Volymförhållanden gör det möjligt att mäta upp ungefärliga mängder cement, sand, krossad sten och vatten med lika stora kärl. Förhållandena skiljer sig eftersom materialen har olika skrymdensitet.
Fuktig sand innehåller extra vatten som kan förändra blandningens verkliga vattencementtal. Kalkylatorn beräknar den teoretiska vattenmängden utan separat justering för ballastens fukthalt. Vid betongblandning måste tillsatt vatten anpassas efter materialens faktiska fukthalt.