""

Состав бетонной смеси и водоцементное отношение

Значение водоцементного соотношения бетонной смеси — выкладываем во всех подробностях

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Предварительный расчет

Составить перечень и заранее завезти к месту строительства все материалы в полном и достаточном объеме вполне по силам человеку, умеющему считать. Наиболее часто в индивидуальном строительстве жесткий бетон используется при изготовлении ленточного фундамента или междуэтажных перекрытий. Перед тем как приступить к строительству, необходимо обеспечить доставку на место предстоящих работ такого количества расходных материалов, чтобы его хватило на намеченный этап. Как рассчитать необходимое количество цемента, песка и гравия? Какие требования предъявляются к этим составляющим бетонной смеси?

При расчете можно принять самое распространенное соотношение между количеством используемого цемента, песка и гравия. Это 1:3:5 соответственно. В этом случае получаем вес необходимой фракции (за исключением цемента) с погрешностью около 10%.

Технологическая схема приготовления бетонной смеси.

Например, планируется отлить из бетона ленточный фундамент под дом. В этом случае проектное значение периметра дома умножается на ширину и высоту планируемого фундамента (все в метрах). Полученное в результате вычислений количество кубических метров умножается на 250 кг (примерно столько цемента уходит на получение куба жесткой бетонной смеси). Остальные составляющие вычисляются из принятого за основу соотношения: песка в 3 раза больше, чем цемента, гравия или щебня (крупной фракции) – в 5 раз. Масса кубического метра затвердевшего бетона составляет около 2,5 т.

Значение водоцементного соотношения бетонной смеси

В промышленности применяются редко. В основном эти смеси представляют интерес для технологий изготовления бетона автоклавного твердения.

Подвижные бетонные смеси

Подвижные бетонные смеси применяют для изготовления монолитных конструкций, изделий из бетона, получаемых методом заливки смесей в формы. Подвижность бетона классифицируется от П-1 до П-5 (1 — самая малоподвижная, 5 – самая пластичная). Для монолитных работ чаще всего используют смеси П-2 и П-3. В бетон марки П-4 и П-5 добавляют специальные пластификаторы.

Связность бетонной смеси – это способность сохранения однородной структуры, когда бетон не расслаивается во время транспортировки и укладки. При уплотнении крупные и тяжёлые наполнители (щебень, гранит) оседают, а мелкие (керамзит) поднимаются вверх. Из-за этого заметно ухудшается структура и прочность бетона.Чтобы этого избежать, необходимо правильно планировать количество мелкого наполнителя, снижать расход воды, добавлять пластификаторы. На удобоукладываемость бетона влияют состав цементного теста, вид используемого цемента, вода, пропорции между крупным наполнителем и песком, активные добавки.

Определение количества воды

Что представляет собой готовый бетон? Это осколки прочных каменных пород, полости между которыми заполнены песком, а полости (почти микроскопические) между песчинками заполнены цементом. Таким образом, цемент держит и песок, и крупные каменные фракции. Разумеется, речь идет о цементе, смоченном водой. Для того чтобы прошла реакция затвердения цемента, необходимо воды всего 30% от его массы. Но при таком количественном отношении смесь невозможно сделать пластичной, никакое трамбование не сможет заставить приготовленную смесь, в которую, к тому же, входят еще и песок с гравием, требующие смачивания для скольжения и контакта с цементом, качественно заполнить форму. Из этих соображений воды берется значительно больше. При добавлении большего или меньшего количества воды можно получить пластичный (текучий) бетон, а можно и жесткий.

Одним из компонентов бетона является щебень, составляющий порядка 80% объема готовой бетонной смеси.

Какое влияние может оказать лишняя вода на прочность бетона? Если воды при замесе взять избыточное количество, происходит следующее. Бетон буквально самотеком заполняет форму. Часть воды просачивается сквозь щели опалубки, унося с собой некоторую часть цемента. Потом идет достаточно длительный период испарения, в результате которого в бетоне образуются поры, ведущие впоследствии к растрескиванию. О прочности бетона можно забыть.

Каким должно быть водоцементное соотношение, чтобы жесткая бетонная смесь поддавалась укладке с плотным заполнением формы и, затвердевая, имела максимальную прочность? Для бетона 75 марки это соотношение принимается близким к 0,6, то есть при изготовлении 1 м³ бетона потребуется около 150 кг (л) воды. Но не все так просто.

От водоцементного соотношения бетонной смеси зависит в первую очередь прочность затвердевшего бетона. Чтобы понять эту зависимость, придется немного углубиться в физико-химические процессы, происходящие в бетоне жестком по мере его укладки, уплотнения и затвердевания, чтобы потом со знанием дела произвести правильный замес.

Вода, добавляемая к остальным составляющим бетонной смеси, выполняет две основные функции: участвует в химических процессах, происходящих во время схватывания и затвердевания цемента (примерно 30% веса воды от веса используемого цемента), и обеспечивает бетонной смеси некоторую пластичность (или текучесть), необходимую для того, чтобы можно было распределить смесь так, чтобы в ней не осталось воздушных пузырей при укладке. Таким образом, часть воды, избыточная для цемента, выполняет чисто технологическую функцию. В жестких бетонных смесях именно эта, технологическая часть сводится к минимуму за счет физических усилий, которые необходимо приложить, то есть за счет трамбования жесткой бетонной смеси в форме (опалубке). Трамбование производится либо вручную, либо с использованием вибрационных устройств.

Как приготовить бетон: требования к материалам, пропорции и расчет состава

Область применения при производстве бетона существенно зависит от крупности наибольших зерен. Для массивных сооружений (массивные подпорные стенки, плотины, монолитные фундаменты) размер зерен не нормируется. В армированных конструкциях Днаиб должен быть не больше ¾ наименьшего расстояния между стержнями и не более 1/3 наименьшего размера бетонируемой конструкции. Для сборных железобетонных конструкций крупность щебня устанавливается по таблице 3.

Таблица 3 — Наибольшая крупность щебня (гравия) применяемого при производстве сборных железобетонных конструкций

2. Марку цемента.Назначается в зависимости от требуемого класса бетона (таблица 4)

Таблица 4 — Рекомендуемая марка цемента в зависимости от прочности бетона

Определяют водоцементное соотношение по формуле 1.

, если предполагаемое водоцементное соотношение > 0,4

или , если предполагаемое водоцементное соотношение

Рисунок 12 – График водопотребности бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности с водопотребностью 7% и гравия с наибольшей крупностью а – 80; б – 40; в – 20 и г – 10 мм.

При этом следует внести ряд поправок:

— если в качестве крупного заполнителя используется щебень, к значению, полученному с графика, добавляют 10 л;

— если водопотребность песка меньше или больше 7% расход воды уменьшают или увеличивают на 5 л на каждый процент водопотребности;

— при применении пуццолановых цементов расход воды увеличивают на 15-20л;

— при расходе цемента более 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг (сверх 400);

— если крупный заполнитель поглощает воду, то поглощаемое количество нужно прибавить к полученному количеству воды.

5. При известном водоцементном соотношении и необходимом расходе воды вычисляют необходимое количество цемента:

Полученное значение Ц сопоставляют с минимально допустимым расходом цемента из условий получения связной смеси (таблица 6). Если полученное расчетное значение меньше указанного в таблице минимума, дальнейший расчет ведем по Цмин.

Таблица 6 — Минимальный расход цемента (Цмин) для получения нерасслаивающейся плотной бетонной смеси, кг на 1 м3 бетона

Состав бетонной смеси и свойства бетона

Качество бетонных работ и производительность труда во многом определяются технологическими свойствами бетонной смеси. Бетонная смесь состоит из цементного геста, мелкого и крупного заполнителя. Каждый из этих компонентов влияет на вязкопластичные свойства смеси. Так, при увеличении содержания заполнителей смесь становится жёсткой, а чем больше в цементном тесте воды, тем бетонная смесь становится подвижнее.

Характеристикой вязкопластичных свойств бетонной смеси служит удобоукладываемость – способность бетонной смеси легко укладываться в форму и уплотняться под действием различных способов уплотнения, не расслаиваясь. Удобоукладываемость различных смесей оценивают по их подвижности и жесткости.

Подвижность служит характеристикой удобоукладываемости пластичных смесей, способных деформироваться под действием собственного веса. Подвижность характеризуется осадкой конуса, отформованного из испытуемой бетонной смеси (Рисунок 94). Для этого стандартный конус заполняют смесью, уплотняя его штыкованием. После выравнивания верхней поверхности уплотненной смеси, форму-конус снимают и измеряют осадку конуса бетонной смеси (Рисунок 95), значение которой (в сантиметрах) послужит показателем подвижности (П).


Рисунок 94. Определение подвижности смеси (размеры в мм):
А – эталонный конус с образцом смеси; Б – геометрические размеры эталонного конуса


Рисунок 95. Подвижность смеси:
I – малоподвижная (жесткая); II- подвижная; III – пластичная; IV – литая

Жесткость – характеристика удобоукладываемости бетонных смесей с малой подвижностью, у которых не наблюдается осадка конуса. Её определяют по времени вибрации (в секундах), необходимому для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса из бетонной смеси. Устройство для определения жесткости включает вибростол, металлическую цилиндрическую ёмкость и металлический диск с шестью отверстиями, закрепленный на штативе (Рисунок 96).


Рисунок 96. Определение жесткости смеси:
А – образец перед началом испытаний; Б – образец в конце испытаний;
1 – штанга; 2 – диск с отверстиями; 3 – образец смеси; 4 – штатив; 5 – цилиндрическая форма; 6 – вибростол

Для определения жесткости бетонной смеси конус заполняют смесью и уплотняют его штыкованием. Затем форму-конус снимают и опускают металлический диск на поверхность бетонной смеси. После этого включают вибратор (Рисунок 96, б). Время в секундах, в течение которых смесь распределится в цилиндре равномерно и хотя бы через два отверстия диска начнет выделяться цементное тесто, принимают за показатель жесткости бетонной смеси (Ж).

Производство бетонных работ требует определенной подвижности или жесткости, при которых качество бетонирования будет наилучшим (табл.15).

В зависимости от назначения, вида монолитных конструкций и степени их армирования рекомендуются следующие показатели жесткости и подвижности бетонной смеси (табл. 16).

Связанность – способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. При нормальной подвижности распределение фракций заполнителя в объеме смеси достаточно равномерное (Рисунок 97, а). При повышенной влажности и наличии в смеси тяжелых фракций вода, как наиболее легкий компонент смеси, отжимается вверх; а крупный заполнитель (гравий, щебень), плотность которого обычно больше растворной части смеси (цемент, песок и вода), опускается вниз (Рисунок 97, б).


Рисунок 97. Схема расслоения
А – свежеприготовленная смесь; Б – расслоившаяся смесь;
1 – наполнитель; 2 – цементно-песчаный раствор; 3 – вода; 4 – направление расслоения

Застройщик, собирающийся отливать бетонную опору при высоком уровне грунтовых вод, должен учитывать возможность расслоения тяжелой бетонной смеси от повышенной влажности. Если воду из скважины сложно удалить, то в бетонную смесь не следует вводить тяжелые фракции размером больше 2…3 см; лучше применить пескобетонную смесь, без щебня.

При создании легких бетонов на керамзите или шлаке следует учитывать возможность всплытия легких фракций, если в смеси будет избыток воды. Такое расслоение может произойти как при бетонировании, так и в процессе приготовления бетонной смеси в бетоносмесителе.

Читать еще:  Резка проема в бетонной стене

Избыточная влажность делает бетон неоднородным, ухудшаются прочностные показатели и морозостойкость. Связанность бетонной смеси определяется правильным подбором её составляющих.

Процесс приготовления пенополистиролбетона сложно представить без использования адгезива, который «приклеивает» цемент к частицам полистирола, утяжеляет их, вовлекая в процесс перемешивания и смеси.

Прочность – свойство бетона сопротивляться разрушению от действия внешних нагрузок. Она определяется прочностью цементного камня и его сцепления с заполнителем. Как у всех каменных материалов, прочность бетона на сжатие значительно выше, чем на растяжение или изгиб (в 10…20 раз).

Бетон на портландцементе набирает прочность постепенно. При нормальной температуре и постоянном сохранении влажности рост прочности бетона продолжается длительное время, но скорость ее набора со временем затухает (Рисунок 88).

Прочность бетона принято оценивать по результатам испытаний его образцов через 28 суток твердения в нормальных условиях (температура 20°С, влажность 95%). По итогам этих опытов бетону присваивают марку. Так, если бетон выдержал нагрузку 350 кг/см², то его марка – M350.

Отличительная особенность бетона – неоднородность его свойств. Это объясняется изменчивостью качества сырья, разными режимами приготовления смеси и её транспортировки, разнообразием условий твердения как по температуре, так и по влажности. Квалификация работников, организация контроля над строительством косвенным образом также сказываются на прочности бетона.

В практике выполнения бетонных работ вводится и такое понятие, как класс бетона – показатель, который учитывает возможные отклонения реальных свойств бетона от гех, которые оценены по результатам испытания образцов. Принимается, что реальные свойства бетона составляют 80…90% от свойств испытанных образцов. Например, класс бетона ВЗО соответствует бетону М400, а В40 – М550.

Прочность бетона зависит от марки цемента и соотношения воды и цемента (водоцементное соотношение В/Ц). Чем выше марка цемента, тем при прочих равных условиях прочнее будет цементный камень.

Влияние на прочность водоцементного соотношения объясняется следующим. Цемент при твердении химически связывает 20…25% воды от собственной массы, а чтобы обеспечить необходимую подвижность бетонной смеси, приходится брать 40…80% воды от массы цемента (Рисунок 98). После набора прочности в массиве бетона остаются мелкие поры, не оказывающие ощутимого влияния на свойства бетона.


Рисунок 98. Схема взаимодействия зерен цемента с водой при нормальном количестве воды:
1 – зерно цемента; 2 – вода; 3 – гидратные новообразования; 4 – поры

Естественно, чем больше будет свободной воды, тем больше останется пор в цементном камне, уменьшится его прочность (Рисунок 99). Морозостойкость также будет снижена, ибо вода, попавшая в поры, при замерзании своим расширением начнет разрушать структуру цементного камня изнутри.


Рисунок 99. Схема взаимодействия зерен цемента с водой при избыточном количестве воды:
1 – зерно цемента; 2 – вода; 3 – гидратные новообразования; 4 – поры

На основании опыта была установлена зависимость прочности бетона в возрасте 28 суток от цементно-водного отношения и марки цемента.

R28 = 0,6 RЦ (Ц/В – 0,5) – для бетона с В/Ц = 0,4…0,7;

R28 = 0,4 RЦ, (Ц/В + 0,5) – для бетона с В/Ц ≤ 0,4;

где RЦ – марка цемента; Ц/В – цементно-водное отношение (по массе);

Обращаем внимание, что в формуле используется именно цементно-водное соотношение, обратное водоцементному.

Но вообще в строительной практике чаще используется термин водоцементное отношение (В/Ц), так как он сразу характеризует подвижность бетонной смеси – определение, более понятное для восприятия.

Графически зависимость прочности бетона от водоцементного отношения показана па Рисунок 100.


Рисунок 100. Зависимость прочности бетона от В/Ц

Как уже отмечалось, скорость набора прочности цементным камнем сильно зависит от температуры. Влияние температуры окружающей среды на интенсивность набора прочности бетона показано на рисунке 89.

При твердении на воздухе происходит усадка бетона – сокращение линейных размеров до 0,3…0,5 мм на 1 метр длины. Большие усадочные трещины – одна из причин образования трещин в бетоне. Особенно значительная усадка – до 70% – происходит в начальный период твердения, т.е. в первые сутки. Причина – усадка твердеющего цементного теста. Наполнители бетона (песок и щебень) препятствуют появлению трещин, разбивая сплошную структуру цементного камня.

Если в хрупком листовом материале (стекло или оргстекло) по каким-либо причинам появилась трещина, то самым верным способом остановить её развитие – просверлить небольшое отверстие на самом кончике трещины, сняв, как говорят специалисты, концентрацию напряжений.

Заполнитель бетона (песок, щебень) – это и есть те самые элементы, на которых останавливают своё развитие усадочные трещины цементного камня.

Поэтому чем больше в бетоне цемента, тем больше его усадка и вероятность растрескивания. Так что желание застройщиков-перестраховщиков сделать бетон крепче через увеличение объема засыпаемого цемента – далеко не оправдано.

В настоящее время в строительной практике используются расширяющиеся и безусадочные цементы, лишенные этого недостатка (гипсоглиноземистый расширяющийся цемент и расширяющийся портландцемент). Гипсовая добавка в этих цементах связывает лишнюю воду, одновременно создавая расширяющуюся составляющую цементного камня.

Следует отметить, что простая добавка гипса в портландцемент не допускается, т.к. в этом случае в цементном камне будут происходить необратимые разрушающие процессы, да и схватываться цемент будет слишком быстро.

Для получения удобоукладываемой смеси приходится вводить в состав бетона в 2…4 раза больше воды, чем может связать твердеющий цемент. Химически не связанная вода, занимая некоторый объем, испаряясь, делает цемент пористым.

В среднем пористость плотно уложенного и затвердевшего бетона достигает 5…7%. При такой пористости бетон слабопроницаем для воды, но проницаем для легких нефтепродуктов (бензин, керосин) и газов.

Снижение пористости может осуществляться с использованием специальных цементов или введением в состав смеси специальных пластифицирующих добавок. Пористость бетона можно также уменьшить, увеличивая подвижность бетонного раствора за счет уплотнения смеси вибрацией (жесткие бетонные смеси с малым содержанием воды вибрацией не уплотняются).

Водонепроницаемость бетона зависит от пористости и структуры пор (замкнутые, капиллярные или сообщающиеся). Микропоры и капилляры размером более 0,1 мкм доступны для фильтрации воды.

Для повышения непроницаемости бетоны пропитывают специальными составами, вводят полимеры, покрывают бетон пленкообразующими составами.

Морозостойкость – способность бетона выдерживать многократное замораживанне и оттаивание. Перед испытаниями бетон насыщают водой. При замерзании вода в порах увеличивается в объеме на 9% и вызывает большие внутренние напряжения, которые постепенно разрушают его структуру: сначала образуются мелкие трещины и разрушаются поверхностные слои, а затем – и более глубокие.

Морозостойкость оценивается по числу циклов «замораживание-оттаивание», при которых масса образца изменится не более чем на 5%, а его прочность снизится не более чем на 15%.

Высокая морозостойкость достигается применением жестких бетонных смесей, а также введением пластификаторов. Морзостойкость повышается при увеличении плотности бетона и снижении водоцементного соотношения В/Ц.

В настоящее время созданы бетоны с морозостойкостью 600…800 циклов (например, уплотненные прессованием бетоны на мелкозернистых заполнителях – песках), используемые в дорожных покрытиях.

Состав бетонной смеси

Составом бетона называется массовое или объемное соотношение вяжущего, заполнителей и воды. Если в составе не оговаривается единица измерения, то значит принято весовое соотношение компонентов. Наиболее часто состав бетона выражают в виде отношения Ц:П:Щ, которое показывает во сколько раз количество мелкого заполнителя П (песка) и крупного заполнителя Щ (щебня) больше, чем цемента (Ц). Расход цемента в пропорции принимается за единицу Обязательно указывают расход воды, который выражается водоцементным отношением В/Ц.

Состав бетона 1:2,5:5 при В/Ц=0,5 соответствует следующему массовому расходу компонентов смеси:
– цемент – 1;
– песок – 2,5;
– щебень – 5;
– вода – 0,5.

Состав бетона может быть выражен не только в массовом выражении, ни и в объемных долях, удобных для дозирования непосредственно на строительной площадке.

Выражают также состав и в виде массового расхода материалов (кг), необходимых для приготовления 1 м³ (1000 л) бетонной смеси.

Пример
– цемент – 320;
– песок – 800;
– щебень – 1200;
– вода – 160;
Всего – 2480 кг.

Вариантов состава бетона может быть достаточно много. В большой степени на этом сказывается назначенная марка бетона, фракционный состав мелких и крупных заполнителей, а также марка используемого цемента. В зависимости от содержания компонентов обычные бетоны подразделяются на жесткие, пластичные и литые. Примерные составы бетонов (в объемных частях) приведены в таблице 17.

Бетон: характеристики и свойства

Бетон — строительный материал, получаемый из смеси воды, цемента, песка и наполнителя. По прочности он не уступает граниту или мрамору. Существует много разновидностей материала: характеристики и свойства бетона находятся в зависимости от пропорций составляющих.

Основные компоненты, входящие в состав

Пропорции ингредиентов определяют ГОСТ и СНиП. Согласно стандартам, материал содержит 4 основных составляющих:

Современные производители также добавляют специальные вещества — пластификаторы, усиливающие прочность и пластичность сырья. Указанные пропорции универсальны.

Однако на практике соотношение компонентов зависит от марки бетона и цемента, свойств песка и щебня, добавляемых пластификаторов, условий замеса и других факторов. В промышленности при производстве стройматериала учитывается несколько десятков показателей.

Процент основных ингредиентов, взятых при смешивании, определяет характеристики бетона. Они влияют на класс и марку материала.

Это основное свойство сырья. Для определения прочности изготавливают эталонный куб с ребром 200 мм и подвергают его тестированию 2 способами:

  1. Разрушение. Контроль прочности проходит в лабораторных условиях. Кубик размещают под пресс и подают на него нагрузку в десятки тонн. Полученный коэффициент определяет марку материала.
  2. Неразрушающее воздействие. На бетон оказывают влияние отскок, ультразвук, ударный импульс. Затем специалисты рассчитывают показатели исходя из полученных результатов.

На прочность также влияют характеристики цемента и каменного заполнителя.

Это свойство измеряется в процентах и всегда меньше 100%. В зависимости от показателей материал делится на 3 вида:

  1. Легкий (500-2000 кг/м3). Если плотность до 500 кг/м3, бетон называют особо легким. Материал создают на основе мелкого или крупного пористого заполнителя. Легкое сырье используют при строительстве оград и несущих конструкций.
  2. Тяжелый. Плотность материала — 2000-2500 кг/м3. Для его получения добавляют крупный песок или твердые горные породы, применяют для создания несущих плит.
  3. Особо тяжелый. К этому виду относится железобетон. Его плотность выше 2500 кг/м3. Разновидность бетона изготавливают с применением стали, чугуна, барита и т. д. Тяжелый вид используют при строительстве объектов особого назначения, например, атомных электростанций.

Тяжелый бетон

Чем больше плотность, тем выше прочность.

Пористость не менее важный показатель, чем плотность. По структуре выделяют 4 вида материала:

  1. Слитные (или плотные). В межзерновом пространстве вяжущий заполнитель. Слитные бетоны морозостойкие и влагоустойчивые, используются при производстве несущих плит.
  2. Крупнопористые. У этого вида пустоты между зернами остаются незанятыми.
  3. Поризованные. В межзерновом пространстве добавки, образующие газ или пену.
  4. Ячеистые. В этом виде материала специально создают поры. Для этого используют комбинацию порообразующих добавок, тонкодисперстного компонента и вяжущих соединений. Ячеистые бетоны применяют для строительства теплоизоляционных конструкций и ограждений.

Ячеистый бетон

Пористость не означает потерю прочности материала. Для поддержания этого свойства добавляют специальные вещества.

Масса материала зависит от характеристик наполнителя. По удельному весу сырье делится на 4 вида, под его влиянием колеблется масса кубометра:

  • 0,5 т. Таков вес особо легких материалов. Они применяются для теплоизоляции: ячейки занимают 85%;
  • 0,5-1,8 т. Это масса легких бетонов с пористыми заполнителями или без них;
  • 1,8-2,5 т. Таков вес тяжелых материалов с крупными заполнителями (гравий, щебень). Этот вид имеет широкое назначение;
  • 2,5-3 т. Массу определяют тяжелые заполнители (металл, барит и др.).
Читать еще:  Почему трескается бетон при высыхании

Масса кубометра зависит от прочности и плотности сырья.

Водостойкость

Это свойство определяет, насколько бетон способен противостоять влаге и не разрушаться. Чтобы определить водонепроницаемость, делают 2 образца материала. Один раздавливают с помощью пресса всухую и определяют прочность.

Второй опускают в воду и дают напитаться влагой. Затем помещают образец под пресс. При коэффициенте размягчения более 0,8 материал используют для строительства пирсов, плотин. Бетон делится на марки по водостойкости, при этом маркировка обозначает уровень давления жидкости во время испытаний.

Морозостойкость

Характеристики и свойства бетона включают способность материала выдерживать оттаивание и замораживание жидкости. В поры попадает вода, которая под влиянием внешних условий замерзает, а затем тает.

Морозостойкость определяется тем, насколько бетон может выдержать многократно подобные воздействия. При этом его качество не снижается, материал не разрушается.

Теплопроводность

Это свойство передавать тепло, возникающее на поверхности материала под влиянием внешних условий. Теплопроводность бетона выше, чем у строительного кирпича, но ниже, чем у стали.

Пропорции разных марок

Марку бетона определяют по прочности материала. Она обозначается буквой М и цифрами от 50 до 1000. Популярностью пользуются марки в диапазоне от М100 до М500. Бетон М350-М500 обладает особой прочностью: он применяется для изготовления гидротехнических конструкций, строительства мостов.

Если марка — показатель средний, то класс гарантирует, что бетон выдерживает заявленное давление. Этот термин применяется в профессиональной среде. Класс обозначается буквой В и цифрами.

Марки бетона имеют состав, определяемый ГОСТом. Все компоненты в материалах взяты в определенном соотношении. Рассмотрим состав популярных марок и их назначение в таблице при условии, что используется цемент М500.

тротуар, дороги, колодцы

При промышленном производстве бетона подбирают марку цемента, соответствующую классу бетона. Учитывают и другие характеристики, влияющие на пропорции материалов.

Требования к цементам

Главный компонент для приготовления бетона — цемент. Существует много видов этого материала с различной вязкостью. Чаще для строительства применяют портландцемент.

Материалы делятся на марки и определяют класс конечного изделия. Цифры в маркировке цемента обозначают нагрузку в мегапаскалях, которую выдерживает сырье.

Для производства бетона от М300 требуется цемент с показателем марки выше в 2-2,5 раза. В быту популярен портландцемент М400: он достаточно прочный для домашних нужд. В промышленности используют марку М500. Она позволяет создавать сырье повышенной прочности.

При выборе цемента обращают внимание на его состав в зависимости от назначения будущего бетона. Скажем, если предполагается добавление противоморозных веществ, требуется сырье с содержанием трехкальциевого силиката от 50%. Бетоны с комплексными добавками изготавливают на основе материала с количеством силиката 8%.

Большую роль играет свежесть цемента. Такое сырье рассыпчатое, не содержит комков. Если материал впитал влагу, он не годится для производства.

Области применения

Свойства и составы бетонных смесей определяют разновидности сырья по назначению. Они распределяются на группы в зависимости от характера работ. Классификация позволяет выделить нужный вид для строительства.

Для наружных работ

Материалы, предназначенные для постройки уличных объектов, делятся на виды:

  1. Железобетон. В этом сырье материал сочетается с арматурой. Материал сохраняет свойства при температуре от -40 до +60. Используется для заготовки перекрытий. Сродни ему армобетон, изготовляемый из раствора цемента с песком с помощью армирующих элементов.
  2. Металлобетон (метон). Новейшее изобретение, представляющее собой композит из металлической матрицы и заполнителей (стекла, керамики, шлаков). Имеет повышенный запас прочности, что позволяет отливать заготовки без трещин. Используется для объектов с повышенным радиационным фоном.
  3. Гидротехнический. Водонепроницаемый бетон, из которого возводят здания в местах, где почва подвержена подтоплениям. Для повышения водостойкости используют заполнитель, который предварительно гранулируют.
  4. Силикатный. Делают сырье с применением кремния и извести, иногда кварца. В качестве заполнителя используют песок. При производстве подвергается воздействию пара при температуре более 170 градусов в автоклаве.
  5. Керамзитобетон. В качестве заполнителя применяют керамзит, что снижает массу материала и его стоимость.
  6. Перлитобетон. Заполнителем служит перлит. Это легкое сырье, из которого делают ограды.
  7. Туфобетон. Сырье с вулканическим туфом, используется для стен и бетонных перекрытий.
  8. Напрягающий. Готовится на основе напрягающего цемента. Последний придает сырью повышенную морозостойкость, прочность. При затвердевании материал расширяется. К группе напрягающих относится безусадочный бетон, который полностью гидроизолирован благодаря входящим в него примесям. Напрягающие виды используют в бытовом и промышленном масштабе.

Перечисленные разновидности обладают высокой прочностью, поскольку предназначены для наружного применения.

Для внутренних работ

Сырье для внутренних работ менее прочное. Но оно доступно, недорого и удобно в работе.

Выделяют несколько видов бетона для внутреннего применения:

  1. Пластбетон. Материал с полимером и заполнителем из песка, используемый для заливки полов.
  2. Пемзобетон. Сырье, в состав которого входит пемза. Применяют для теплоизоляции.
  3. Гипсобетон. Вместо цемента для его изготовления используют строительный гипс. Заполнителями служат камень, солома и дерево. Это водорастворимый материал, применяемый только для внутренних работ.
  4. Ячеистый. Этот вид используют для теплоизоляции.ґ
  5. Бетонолит. Вещество, напоминающее шпаклевку. Применяется для заделывания трещин, швов в стенах зданий.

Характеристики каждой бетонной смеси зависят от ее предназначения. Отдельно стоит выделить жаропрочный бетон, применяемый в доменных печах и способный вынести высокие температуры.

Приготовление

Описание разновидностей бетона предполагает, что изготовление материала в промышленных масштабах требует тщательной подборки марки цемента, учета свойств и характеристик применяемых компонентов.

Бетонные блоки и жидкое сырье, получаемые на заводах, обходятся дешевле, чем производство смеси вручную в бытовых условиях. Это объясняется присутствием в промышленности добавок, снижающих себестоимость получаемого сырья.

Схема заводского производства бетона предполагает тщательную предварительную проверку ингредиентов. Они должны быть чистыми, без примесей. Особенно много хлопот доставляет щебень, поступающий с примесями горных пород.

Засыпку, вес и пропорции компонентов работники контролируют с помощью современного оборудования. Воду для приготовления водоцементной смеси берут максимально чистую. Любая химия, попавшая в жидкость, повлияет на свойства конечного продукта. Технология предполагает несколько ступеней очистки воды.

Мешают вещества с помощью БСУ (бетоносмесительной установки). Для заливки фундамента сырье транспортируют в жидком виде к месту строительных работ.

Как правильно замесить

Чтобы смешивать компоненты, отлично подходит бетономешалка. Оборудование позволяет получить качественное однородное сырье. Если нет специального устройства, воспользуйтесь дрелью с венчиком для замеса.

Такой способ более трудоемкий, но гарантирует получение качественного материала. Для этого понадобится ведро или другая глубокая емкость. Месить бетон лопатой не рекомендуют. Продукт получится неоднородным и может быстро застыть.

Определение пропорций веществ проводите с помощью таблиц с марками бетона и соотношением ингредиентов в составе. Предварительно узнайте объем бетономешалки или емкости и высчитайте вес компонентов. В обычной бетономешалке помещается 200 л.

Готовить сырье можно 2 способами. Разница между ними заключается в порядке добавления составляющих:

  • налейте в бетономешалку немного воды. Добавьте цемент, перемешайте. Затем подсыпьте песок и щебень;
  • все сухие ингредиенты перемешайте и долейте воду.

Во время приготовления следуйте правилам:

  • песок засыпайте сразу после цемента, дайте материалам пару минут, чтобы смешаться;
  • добавьте воды, перемешивая цемент;
  • в раствор из песка и цемента высыпьте щебень;
  • добавки, пластификаторы кладите на последнем этапе;
  • регулируйте вязкость и плотность сырья добавлением воды.

Готовую смесь используйте, чтобы забетонировать дорожки, залить фундамент для небольшой постройки, сделать лестницу, подъезд для машины.

Возникновение бетона еще в древние времена во многом определило технический прогресс. Сегодня ученые разрабатывают новые виды материала с улучшенными свойствами. В то же время сырье легко изготовить в домашних условиях и использовать в бытовых целях.

Нерудные материалы

Безопасные термоматы для Бетона. От Производителя. Гарантия 1 год. Заходите!

Бетон состоит из смеси цемента, заполнителей разной крупности и воды. Песок, гравий, используемые в бетоне, должны быть чистыми, так как загрязнения снижают его прочность. При необходимости материалы хорошо промывают. Цемент применяют той марки, которая позволяет получить бетон нужной прочности. Вода тоже должна быть чистой. Бетонная масса может быть разной консистенции-густоты. Жесткая (как бы влажная земля) при укладке требует сильного уплотнения; пластичная (относительно густая и более подвижная) нуждается в меньшем уплотнении; литая — это подвижная масса, почти самотеком заполняющая форму. Консистенция бетонной массы зависит от количества воды, при избытке которой она расслаивается, а прочность бетона снижается. Если одновременно добавлять воду и цемент, не меняя соотношений между ними, то прочность бетона остается без изменения. Чем гуще масса и чем сильнее она уплотняется (трамбуется), тем выше прочность бетона, и наоборот. Если в бетонную массу положить стальную (железную) арматуру, то получим железобетон — более прочный бетон.

Желательно готовить и укладывать более густую массу с осадкой конуса 2-6 см. Однако уложить и хорошо уплотнить ее можно только в крупных конструкциях с редко расположенной арматурой. Чем тоньше конструкция и чем чаще расположена в ней арматура, тем пластичнее должна быть бетонная масса. Нормы предусматривают следующую консистенцию бетонной массы с осадкой конуса в сантиметрах: подготовка под фундаменты и полы 2-3 см; массивные конструкции без арматуры (фундаменты, стены) или с редко расположенной арматурой 3-6 см; обычные железобетонные конструкции (балки, колонны, плиты) с арматурой средней густоты 8-12 см; тонкие стены, колонны и балки малых сечений, а также конструкции с густой арматурой 12-14 см.

Консистенцию бетонной массы измеряют специальным металлическим конусом с очень гладкой внутренней поверхностью (без швов). Высота конуса 30 см, ширина в нижнем основании 20 см, в верхнем-10 см. Сбоку конус имеет две ручки, внизу его укрепляют два упора в виде лапок или скоб, на которые надо встать ногами, прижимая конус к горизонтальной площадке (широкая доска, фанера, лист стали или пластмассы). Для проверки готовят бетонную массу, смачивают площадку водой, ставят на нее конус, прижимают ногами, наполняют его в три слоя по 10 см бетонной массой, каждый слой протыкают 25 раз стержнем-штыком из круглой стали диаметром 15 мм. Такое уплотнение называется штыкованием. Наполнив конус, излишнюю бетонную массу срезают вровень с краями. После этого конус за ручки медленно поднимают вертикально. Освобожденная из него бетонная масса начинает медленно оседать, меняя свою форму. Как только бетонная масса прекратит оседать, рядом с ней ставят конус, кладут на его верхнее основание рейку и измеряют расстояние от нее до осевшей массы линейкой с сантиметровыми делениями. Чем жиже консистенция бетонной массы, тем больше она оседает, и наоборот.

Примерная осадка бетонной массы: жесткой — от 0 до 2 см, пластичной — от 6 до 14, литой — от 17 до 22 см. Бетонная масса не должна вьделять воду и расслаиваться. При подборе заполнителей надо стремиться к тому, чтобы гравий, щебень и песок имели зерна различной крупности. В этом случае между зернами почти не будет пустот. Принято считать, что объем пустот в песке не должен превышать 37%, в гравии — 45, а в щебне — 50%. Чем меньше пустот в крупном заполнителе (гравии или щебне), тем меньше потребуется песка и сократится расход цемента. Проверить пустотность в заполнителе можно довольно простым способом. Подобранную смесь или отдельно гравий, щебень, песок насыпают в 10-литровое ведро. Не уплотняя, сравнивают с краями, отмеривают воду и заливают ее тонкой струей в ведро до краев. По объему влитой воды определяют пустотность: если ее влито, например, 4,5 л, то пустотность 45%. Состав заполнителя подбирают с помощью стандартных сит. Гравий или щебень просеивают через сито с ячейками диаметром 80, 40, 20, 10 и 5 мм; песок — 5; 2,5; 0,5; 0,3 и 0,15 мм. Зерна, остающиеся на каждом из сит, называются фракцией заполнителя.

Читать еще:  Ремонт колодца из бетонных колец своими руками

Рассмотрим два способа подбора заполнителя:

Наибольшая крупность заполнителя — 40 мм. Просеивают гравий или щебень через сито с ячейками диаметром 40 мм. Остаток заполнителя на сите называется верхним остатком. Затем то, что прошло через сито 40 мм, просеивают через сито 20 мм. Остаток заполнителя на этом сите называется первой фракцией с зернами крупностью от 21 до 40 мм. То, что прошло через сито 20 мм и осталось на сите 10 мм, является второй фракцией с зернами крупностью от 11 до 20 мм. То, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм, остаток дает третью фракцию с зернами крупностью от 6 до 10 мм. То, что прошло сквозь сито 5 мм, называют нижним остатком. Для приготовления крупнозернистой смеси часто берут по 5% верхнего и нижнего остатка и по 30% первой, второй и третьей фракций. Верхний остаток можно заменить первой фракцией в количестве 5%. Крупнозернистую смесь такого состава можно приготовить из двух фракций: 50- 65% — первой, 35-50% — третьей или из трех: 40-45% — первой фракции, 20-30% — второй и 25-30% — третьей.

Наибольшая крупность заполнителя — 20 мм. Просеивают заполнитель через сито 20 мм, а то, что прошло через него, — через сито 10 мм, получают первую фракцию с крупностью зерен от 11 до 20 мм. Затем то, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм и получают вторую фракцию с зернами крупностью от 6 до 10 мм. Наконец, то, что прошло через сито 5 мм, просеивают через сито 3 мм и получают третью фракцию с зернами от 4 до 5 мм. Песок сначала просеивают через сито 2,5 мм, а то, что прошло через него, — через сито 1,2 мм и получают первую фракцию. То, что прошло через сито 1,2 мм, просеивают через сито 0,3 мм и получают вторую фракцию. Для приготовления песчаной смеси берут 20-50% первой фракции, 50-80% — второй.

Таким образом подбирают зерновой состав гравия или щебня и песка. Отмерив нужное количество заполнителя разных фракций, их необходимо хорошо между собой перемешать, чтобы зерна равномерно распределились по всей своей массе. Размеры крупного заполнителя должны быть не более 1/4-1/5 наименьшего размера конструкции детали. Для тонких плит наибольшая крупность заполнителя может достигать 1/3 и даже 1/2 толщины плиты. Для железобетонных конструкций с густой арматурой наибольшая крупность зерен должна быть не более 40, а иногда и 20 мм. Размер зерен заполнителя не должен быть больше 3/4 расстояния между стержнями или прутьями арматуры.

Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2-3 раза (для портландцемента — в 2 раза, для других цементов — в 3 раза). Например, для бетона марки 160 кгс/см 2 следует применять цемент марки не менее 400 кгс/см 2 . Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу последнего, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арматуры. При приготовлении бетонной массы смесь заметно уменьшается в объеме. Из 1 м 3 сухой смеси получается от 0,59 до 0,71 м 3 бетонной массы. Поэтому для приготовления 1 м 3 бетонной массы следует брать гораздо больше сухих материалов. Например, для одного состава бетона требуется 0,445 м 3 песка, 0,870 — гравия, 0,193 м 3 цемента (250 кг), 178 л воды; для другого — 0,395 м 3 песка, 0,880 — гравия, 0,198 м 3 цемента (260 кг), 185 л воды. Для третьего — 0,445 м 3 песка, 0,880 — гравия, 0,204 м 3 цемента (265 кг), 189 л воды.

Таблица 13. Состав бетонов:

Восемнадцать вопросов дачника о бетоне

Что такое бетон?

Бетон — искусственный камень, образующийся в результате химических реакций, происходящих в смеси цемента, наполнителей и воды.

Сколько дней длится процесс отвердевания (схватывания) бетона?

Наиболее интенсивно химические реакции в бетонной смеси происходят в течение первых семи суток. Окончательное схватывание — процесс очень длительный, считается, что требуемую прочность бетон набирает за 28 суток. После окончания этого периода скорость набора прочности резко замедляется.

Что такое марка бетона?

Марка бетона — цифра, соответствующая пределу прочности на сжатие бетонного куба 28-суточной выдержки со стороной 20 см, выраженная в кг/см2.

Как приблизительно определить марку бетона?

С помощью молотка и зубила. Если под ударом молотка весом 300-400 г зубило вбивается в бетон не более чем на 5 мм, прочность бетона соответствует марке 75-100, больше чем на 5 мм — прочность бетона менее 75. Если зубило «не идет» и откалывает от бетона мелкие кусочки, прочность такого бетона — не менее 150-200 кг/см2.

Какую марку цемента выбрать для бетона?

Цифры в маркировке цемента (например, М300, ПЦ500) характеризуют прочность изделий из него. Марку цемента выбирают, исходя из необходимой прочности (марки) бетона. Общее правило: для бетонов марки до 300 выбирают цементы, значение марки которых в 2,5-3 раза выше; для бетонов более высоких марок соотношение снижается до 1-1,5. Практически используемые соотношения марок бетона и цемента приведены в таблице 1.

Таблица 1. Соответствие марок требуемого бетона и используемого цемента

Как правильно хранить цемент?

Срок хранения цемента ограничен, ввиду его способности впитывать влагу из воздуха. Поэтому для увеличения срока хранения цемент надо хранить в сухом помещении без сквозняков в заводской упаковочной таре, дополнительно укутанной несколькими слоями воздухонепроницаемой (полиэтиленовой) пленки. Цементы разных марок не следует держать вместе. При соблюдении этих условий цемент без значительной потери свойств можно хранить до полутора-двух лет.

Как определить, не ухудшились ли свойства цемента после длительного хранения?

Сжатый в кулак цемент хорошего качества должен «вытекать» сквозь пальцы. Оставшийся в кулаке рыхлый комок свидетельствует о потере части активности цемента. В дачном строительстве его еще можно использовать, но расход целесообразно увеличить примерно в полтора раза.

Какие наполнители используются в бетонах?

Разные, от древесных опилок до керамзита. Классические наполнители — песок, гравий, щебень.

Какой песок можно использовать для замеса бетона?

Чистый — без мусора, пыли, остатков растений, глины и суглинков. Содержание всех глинистых и илистых частиц в песке для обычного бетона не должно превышать 5%. Тонкий песок с диаметром песчинок менее 1,2 мм малопригоден.

Как определить пригодность песка для бетонной смеси в домашних условиях?

Наберите в бутылку или другую емкость 200 мл песка. Залейте его водой и хорошо взболтайте. После отстаивания в течение 1,5-2 минут слейте воду. Повторите процедуру несколько раз до тех пор, пока сливаемая вода не будет чистой. Если после этого в емкости осталось более 185-190 мл песка, такой наполнитель годится для замешивания бетона.

Какие максимальные размеры частиц наполнителей можно использовать в бетоне?

В любом случае размер частиц наполнителя (щебень, гравий) не должен превышать 120 мм (150 мм для бутобетона). Общее правило по определению пригодности наполнителя по наибольшему размеру частиц — он не должен превышать 1/3 минимального размера конструкции и 3/4 от расстояния между прутьями арматуры.

Что такое бутобетон?

После замеса раствора в процессе заливки в опалубку часто укладывают крупные камни, обломки кирпича или строительных блоков с целью экономии материала. Такой бетон называют бутобетоном.

Какую воду можно применять для замеса бетона?

Воду, пригодную (в сыром виде или после кипячения) для питья.

Что такое водоцементное отношение?

Водоцементное отношение В/Ц — это пропорция веса цемента и воды, используемая для приготовления бетонной смеси. Наряду с маркой цемента В/Ц определяет марку бетона, его прочность. Практические значения водоцементного отношения для бетонной смеси на основе гравия приведены в таблице 2. При использовании щебня значения В/Ц из таблицы следует увеличить на 0,05.

Таблица 2. Значения В/Ц для различных марок цементов и бетонных смесей на гравии

Сколько воды требует приготовление бетонной смеси?

От количества воды в смеси зависит ее пластичность и прочность бетона после застывания. При определении необходимого количества воды следует ориентироваться на жесткие бетоны с минимальной пластичностью, так как при неудобстве в работе добавить воду в смесь всегда легче, чем добавлять цемент и наполнители. Внешний признак жесткого бетона — бугорок смеси на лопате сохраняет форму и не расползается. Использование наполнителей с мелкой фракцией требует большего расхода воды.

Как определить количество ингредиентов для замеса бетона?

В дачном строительстве часто используемый вариант бетонных смесей — 1/3/5, что означает, что на каждый килограмм цемента требуется ввести в смесь 3 кг песка и 5 кг гравия или щебня.

Исходные данные для расчета бетонной смеси — вид наполнителя, марка имеющегося цемента, требуемая прочность бетона. При расчете пригодятся данные, приведенные в таблицах 1-3. Предположим, требуется бетон марки М200, вналичии есть цемент М400 и крупный гравий с размером зерна 40 мм.

Водоцементное отношение В/Ц для цемента М400 — 0,63 (табл. 2). В таблице 3 находим, что для бетона с гравийным наполнителем 40 мм потребуется 155 л воды на кубометр смеси. По значению В/Ц определяем вес цемента 155/0,63=246 кг.

Исходя из принятого соотношения ингредиентов (1/3/5) вычисляем, что для приготовления одного кубометра бетонной смеси кроме цемента потребуется 738 кг песка и 1230 кг крупного гравия.

Как осуществляется приготовление бетонной смеси?

Для начала цемент тщательно перемешивают с песком, после этого смесь слегка (!) смачивают водой,снова перемешивают и вводят гравий или щебень, постепенно и понемногу добавляя требуемое количество воды. Воду лить следует крайне осторожно; момент, когда ее становится много, наступает неожиданно, поэтому добавлять воду можно только маленькими порциями. Количество воды, приведенное в таблице 3 — не конечные идеальные значения. На практике воды может понадобиться больше или меньше в зависимости от влажности ингредиентов.

В древности бетонные смеси готовили, перемешивая ингредиенты вручную. Это очень кропотливый и трудоемкий процесс. Дачнику ручное смешивание можно рекомендовать только в случае малых объемов работы и их редкой периодичности во времени. В любом случае, использование бетономешалки предпочтительнеее, так как происходит сокращение трудозатрат и улучшается качество смешивания составляющих, от которого напрямую зависит прочность бетона и его долговечность.

Как правильно заливать опалубку?

Основная трудность при заливке опалубки — уплотнение бетонной смеси. Наличие пустот снижает прочность. Чтобы заполнить все пустоты, применяют электрические вибраторы. При их отсутствии бетон в опалубку заливают слоями 10-15 см, тщательно уплотняя каждый слой штыкованием металлическим штырем или деревянной палкой, а также несильным, но частым постукиванием по опалубке деревянной колотушкой.

Ссылка на основную публикацию
"
×
×
"
Adblock
detector