Состав бетонной смеси и водоцементное отношение

Что такое водоцементное отношение для бетона и почему его нужно учитывать

Водоцементное отношение – это отношение объема воды к массе цемента в бетонном замесе. От величины данного параметра напрямую будет зависеть непроницаемость бетона. В строительстве водоцементное отношение высчитывается по формуле в/ц = масса воды/масса цемента, обычно равно 0.25, что в пропорциях получается как 1:4.

Некоторые добавляют воду в соотношении 0.35-0.6 для облегчения работы с раствором, что сказывается на прочности кладки или монолита. Поэтому если есть необходимость сделать раствор более текучим, но сохранить прочность, можно использовать специальные пластификаторы.

Соотношение песка, воды и цемента влияет на стойкость бетона к усилию на сжатие. Чем больше воды в смеси, тем менее прочным будет бетон, более проницаемым и менее плотным, что соответствующим образом сказывается на прочности и долговечности всего здания или конструкции. Лишняя вода, которая не вступила в реакцию, в процессе застывания бетона будет испаряться и может стать причиной появления трещин, пустот, иных дефектов.

Бетон затвердевает при прохождении химической реакции воды с цементом и песком – реакции гидратации, сопровождаемой выделением тепла (теплота гидратации). Для получения качественного раствора для каждого кг цемента берут 250 миллилитров воды.

Предварительный расчет

Для расчета потребности материалов берут распространенное соотношение 1:3:5 – первая цифра указывает на вес цемента, вторая обозначает песок и третья гравий. Воду добавляют в соотношении 0.25 к весу цемента. Погрешность может составлять около 10%.

Перед тем, как готовить бетон, необходимо посчитать, сколько всего понадобится смеси для выполнения работ. Так, если заливается ленточный фундамент, то значение (по проекту) периметра здания умножают на высоту основания (все расчеты в метрах). В других случаях используют подходящие методы вычисления объема. Полученное число умножается на 250 килограммов, ведь именно столько цемента нужно для замеса куба бетонной смеси хорошей жесткости.

Требования к материалам

При покупке цемента обязательно нужно обращать внимание на дату производства – чем больше срок хранения, тем хуже качество цемента. После полутора лет хранения цемента в идеальных условиях для выполнения серьезных работ он непригоден. Чтобы проверить качество цемента в бытовых условиях, можно насыпать его на сухую ладонь и сжать ее в кулак – цемент оптимального качества почти полностью «вытечет» сквозь пальцы.

Песок лучше выбирать мелкозернистый – до 1.25 миллиметров, что позволит понизить объем воздушных промежутков. В песке не должно быть пыли, других включений органики. Фракция щебня/гравия не должна превышать треть ширины опалубки. Для приготовления жесткого бетона недопустимо использовать щебенку известковых пород.

Если планируется выполнять армирование, фракция частиц должна быть равна максимум четверти наименьшего размера конструкции и трем четвертям просвета между стержнями арматуры. Несоблюдение этих правил приведет к появлению пустот в бетонном монолите, что значительно понизит прочность и долговечность конструкции.

Определение количества воды

Водоцементное отношение для бетона очень важно. Без воды не пройдет реакция затвердения цемента и не удастся получить желаемый результат. Для прохождения реакции достаточно воды в объеме, равном четверти веса цемента. Но мешать такую смесь достаточно сложно, поэтому обычно воду берут в большим объемах, повышая его текучесть (пластичность).

С добавлением воды в смесь нужно быть очень осторожным, так как лишняя вода способствует заполнению смесью формы самотеком, просачивается через опалубку, долго испаряется, способствует появлению пор в бетоне, распространению трещин. Бетон точно не будет прочным, если в раствор влито много воды.

Для того, чтобы цементный раствор поддавался укладке и плотно заполнял форму, гарантируя максимальную прочность, обычно берут показатель 0.6. Нужно отметить, что такое водоцементное отношение актуально для бетона марки М75: для приготовления кубического метра раствора берут около 150 л (кг) воды.

Чтобы понять, сколько воды нужно, желательно понять принцип ее действия в растворе. Вода нужна для двух функций: прохождения химической реакции схватывания и отвердевания цемента (около 30% от общего веса воды, что используется) и придания текучести бетону (чтобы с ним можно было работать). Таким образом, большая часть воды нужна для повышения комфорта работы со смесью – ее-то и можно уменьшать: добавлять пластификаторы, работать с жестким бетоном, трамбуя его специальными вибраторами или вручную.

Жесткий бетонный раствор

Жесткий бетон содержит небольшой объем воды в составе. В процессе укладки требует мощного механического уплотнения, прессования или трамбовки. Для приготовления жесткой смеси берут сравнительно немного цемента. Использование такого бетона актуально для создания сборных железобетонных конструкций в условиях заводов, оборудованных мощными машинами для уплотнения. В индивидуальном строительстве такие бетоны редко применяют.

Нужную прочность получают посредством соблюдения пропорций ингредиентов в бетоне. Чтобы понять, подойдет ли выбранная пропорция для приготовления прочного бетона и выполнения работ, желательно сделать пробный замес.

Пробный замес

Чтобы в домашних условиях приготовить бетон нужной консистенции и характеристик, выполняют пробный замес. Сначала все работы выполняются с использованием мастерка или лопаты совкового типа, потом же, после определения нужной пропорции, используют бетономешалку.

В емкость или на стальной лист, подготовленную площадку насыпают лопату цемента, 3 полных лопаты песка, увлажняют смесь, тщательно перемешивают лопатой. Далее всыпают крупную фракцию в объеме 5 лопат, добавляют по чуть-чуть воду и мешают, пока не получится вязкая консистенция. Воду лучше лить из емкости, чтобы определить нужный объем.

Потом бетонную смесь берут в руки, делают шар, кладут на любую площадку. На руках явных следов цемента быть не должно, а ком затвердеет и сохранит форму – значит, замес правильный. Такой бетон соответствует марке М75. Если же ком плывет – в нем много воды. Расслоение говорит о недостаточном объеме воды.

Если есть время ожидать затвердения раствора, можно провести другую проверку: залить бетон, выждать нужный период, потом ударить по монолиту зубилом в попытках расколоть. Если зубило вошло в толщу максимум на 5 мм, водоцементное отношение правильное, это бетон М75. И кусочки от монолита откалываться не должны.

Советы по работе с бетоном М75

В процессе замеса и укладки жесткие цементные смеси требуют знания правил работы с ними. Бетон марки М75 довольно часто применяется в частном строительстве, так как демонстрирует хорошие показатели усилия на сжатие (до 75 килограммов силы на квадратный сантиметр площади). Этого достаточно для гарантии надежности и долговечности конструкции. Нагрузки на изгиб/растяжение компенсируются армированием.

О чем нужно помнить:

  • Для снижения нагрузки берут небольшую бетономешалку и ручной вибратор с наконечником соответствующего диаметра.
  • Между слоями, залитыми в разное время, схватывание будет плохим. Поэтому необходимо армирование либо заливка (засыпка) за один раз.
  • При ручной трамбовке больше 30 сантиметров слоя заливать нежелательно.
  • После заливки и трамбовки смесь укутывают гидроизоляцией – накрывают полиэтиленовой пленкой, к примеру, чтобы избежать преждевременного схватывания бетона. Зимой конструкцию нужно утеплить.
  • Опалубка должна быть очень прочной, чтобы выдержать заливку и вибрацию, трамбовку.
  • После демонтажа опалубки вид фундамента будет не очень эстетичным – это нормально, все несовершенства будут сглажены отделочными работами.

Водоцементное отношение – очень важный параметр для замеса правильной бетонной смеси с нужными характеристиками. Поэтому всегда до начала приготовления раствора нужно все тщательно просчитывать, чтобы получить желаемый результат.

Водоцементное отношение бетонной смеси (В/Ц) — что это такое?

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

  1. Почему это важно?
  2. Расчет количества воды
  3. Распространенные ошибки
  4. Вывод

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200. После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента. Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

Нелинейность характеристик связана с тем, что химический процесс отвердевания бетона достаточно сложен. Например, влага, которая не участвует в гидратации, остается несвязанной, в результате чего в монолите остаются капилляры и поры, снижающие его плотность и прочность. При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной. Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

Читайте также  Шпатлевка по дереву для внутренних работ

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Класс бетона (марка) ПЦ 400 ПЦ 500
В 7,5 (М100) 1,3
В 12,5 (М150) 0,85
В 15 (М200) 0,69 0,79
В 20 (М 250) 0,57 0,64
В 22,5 (М300) 0,53 0,61
В 25 (М300-М350) 0,5 0,58
В 27,5 (М350) 0,48 0,55

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Подбор состава бетонной смеси и расчет материалов на замес бетономешалки

Прочность и долговечность монолитных бетонных конструкций фундаментов напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но, главным образом, и от рационального подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов на замес бетономешалки.

Если объем строительства находится недалеко от бетонного завода (бетонного узла), то лучше заказать доставку бетона нужной марки с определенной подвижностью и крупностью щебня. Транспортирование бетонной смеси необходимо осуществлять автобетоносмесителями, которые не допускают потерю цементного молока, исключают попадание атмосферных осадков и прямое воздействие солнечных лучей, расслоение и нарушение однородности смеси.

В большинстве случаев при «самострое» с помощью наемных рабочих или небольших строительных фирм, не имеющих опытного специалиста или договора со строительной лабораторией, подбор состава бетона и дозировка материалов производятся «на глазок» лопатами. Подвижность бетонной смеси не контролируется (рис. 54), а для облегчения укладки в смесь добавляют излишнее количество воды, что приводит к нарушению водоцементного (В/Ц) отношения и потере прочности бетона.


Рис. 54. Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси

Конечно, в условиях строительной площадки невозможно выполнить весь комплекс работ по определению качественных характеристик применяемых материалов: песка (удельный вес, объемная масса, пустотность, влажность, зерновой состав и модуль крупности, содержание глинистых частиц и органических примесей и др.); щебня (объемная масса, прочность, влажность, объем пустот, загрязненность, содержание пластинчатых и игловатых зерен и др.); цемента (удельный вес и удельная поверхность, сроки начала и окончания схватывания, активность и др.); бетонной смеси (подвижность, прочность, объемная масса, водоотделение, водонепроницаемость и др.).

Однако и в построечных условиях можно с достаточной точностью оценить некоторые свойства материалов и с помощью справочных данных выполнить подбор составов бетонных смесей различных марок.

Исходные данные для расчета состава товарного бетона

При приготовлении бетонных смесей на цементе и песке без крупного заполнителя (щебня) значения В/Ц для получения мелкозернистого бетона требуемых марок уменьшают на 0,1 против указанных в табл. 20.

Приведенные в табл. 20 значения В/Ц предусматривают получение соответствующих марок бетона при твердении его в нормальных условиях, т.е. при относительной влажности воздуха 90-100% и температуре 15-20°С. Указанные в таблице значения В/Ц являются ориентировочными. Однако, как показал опыт, они обеспечивают получение бетона заданной марки лишь с незначительными отклонениями.

При использовании табл. 21 надо иметь в виду, что в ней приведены данные, полученные на основе изучения бетонов, приготовленных из смесей на природном песке с модулем крупности Мк = 2,7, при В/Ц = 0,57 и подвижностью бетонной смеси, соответствующей 5 см осадки стандартного конуса (см. рис. 54). Для бетонов, приготовленных на песке с другим модулем крупности (табл. 22), а также имеющих иные подвижность и В/Ц, данные табл. 21 следует принимать с поправками.

Определение расхода материалов на 1 м3 бетона

Требуемая прочность бетона М200

Подвижность бетонной смеси — ОК = 5 см

Наибольший размер щебня — 40 мм

Водоцементное отношение В/Ц = 0,57

Плотность цемента для портландцемента принята Yц = 3,1 г/см3

Плотность песка Yп = 2,63 г/см3, объемная масса щебня Yоб.м = 2,6 кг/л

Расход цемента Ц, кг, на 1 м3 бетона подсчитывают по формулам Ц = В : (В/Ц) или Ц = В (Ц/В), где В — расход воды, л, на 1 м3 бетона.

По табл. 21 находим расход воды — 185 л при применении щебня размером 40 мм и содержание песка — 41% общего количества заполнителей.

Ц = 185 : 0,57 = 325 кг.

Далее определяем абсолютный объем смеси песка и щебня Асм, л. Для этого из 1 м3 бетона вычитают сумму абсолютных объемов цемента и воды, т.е. абсолютный объем, занимаемый в бетоне цементным тестом:

Асм = 1000 — ((Ц/Yц)+В) ,

Асм = 1000 ((325/3,1)+185) = 1000 — 290 = 710 л.

Минимальный расход цемента для бетонов на портландцементе, твердеющих в естественных условиях, приведен в табл. 23.

Абсолютный объем песка Ап, л, определяем по формуле

Ап = (Асм*r)/100

где r — найденное по табл. 21 процентное содержание песка (41%),

Ап = (710*41)/100 = 290 л

Абсолютный объем щебня Ащ, л, находят как разность между абсолютными объемами смеси заполнителей и песка:

Ащ = Асм — Ап

Ащ = 710 — 290 = 420 л

Зная плотность песка Yп и объемную массу щебня Уоб.щ, определяют расходы песка П и щебня Щ, кг, на 1 м3 бетона:

Читайте также  Как установить буржуйку в деревянном доме

П = 290*2,63 = 763 кг

Щ = 420*2,6 = 1092 кг

Расход материалов на 1 м3 бетона: Ц = 325кг; В = 185 л; П = 763кг; Щ = 1092 кг.

Объемная масса бетонной смеси: Yоб.б.см = 325 + 185 + 763 + 1092 = 2365 кг/м3.

Состав бетонной смеси может быть выражен весовым соотношением цемент : песок : щебень: (325/325) : (763/325) : (1092/325) = 1 : 2,3 : 3,4

Для приготовления пробных замесов количество цемента, песка, щебня и воды уменьшают в соответствии с принятым объемом пробного замеса. Затем делают пробные замесы и путем корректирования устанавливают окончательный расход воды на 1 м3 бетона, обеспечивающий заданную подвижность смеси. В том случае, когда заданное количество воды не обеспечивает требуемой подвижности бетонной смеси, в приготовленную смесь добавляют воду порциями по 2-3% от заданного количества. Для сохранения принятого В/Ц добавляют также соответствующее количество цемента. Если смесь получилась с избыточной подвижностью по сравнению с требуемой, в замес добавляют песок и щебень, сохраняя между ними принятое по расчету соотношение. Песок и щебень также добавляют порциями, по 3-5% от их веса. После корректировки пробного замеса окончательно устанавливают состав бетона.

Определение подвижности бетонной смеси

От конструктивных особенностей изделий зависит в значительной мере выбор метода их формования, а это, в свою очередь, предъявляет соответствующие требования к консистенции бетонной смеси в отношении ее подвижности и удобоукладываемости.

Бетонные смеси бывают подвижными и жесткими. Подвижные смеси при укладке легко заполняют форму и уплотняются в ней под действием собственной силы тяжести. Жесткие смеси для указанных выше операций требуют приложения подчас значительных внешних сил. Независимо от того, к какой из этих групп относится бетонная смесь, каждая из них в производственных условиях характеризуется определенной степенью подвижности. Подвижность бетонной смеси определяется по величине осадки стандартного конуса, отформованного из данной смеси (см. рис. 54).

Для определения осадки конуса потребуются средняя проба бетонной смеси, деревянная или металлическая площадка, форма конуса, стержень для стыкования смеси, стальная линейка длиной не менее 70 см, стальная линейка с делениями длиной 20-50 см, кельма.

Ход работы. На деревянную, обшитую листовой сталью площадку толщиной

25 мм, размером 70×70 см устанавливают металлическую форму в виде усеченного прямого конуса высотой 30 см, диаметром нижнего основания 20 см и верхнего 10 см. Внутреннюю поверхность формы и площадку, на которой она установлена, увлажняют водой. Затем, прижав форму к площадке (наступив на педали), в нее в три приема равными частями помещают бетонную смесь. Каждую порцию бетонной смеси в форме уплотняют 25-кратным штыкованием стальным гладким стержнем диаметром 16 мм, длиной 650 мм. Стержень при каждом штыковании должен проникать через всю толщу бетонной смеси.

После уплотнения излишек бетонной смеси срезают вровень с верхними краями формы, заглаживая кельмой поверхность смеси. Затем форму медленно поднимают строго вертикально и ставят рядом с конусом, отформованным из смеси. На форму конуса по его диаметру кладут на ребро стальную линейку длиной 70 см так, чтобы свободный конец линейки проходил через центр конуса, изготовленного из бетонной смеси. Расстояние между поверхностью бетонной смеси и ребром линейки измеряют другой линейкой с делениями с точностью до 0,5 см. Результат промера характеризует величину осадки конуса. Как правило, определение для одной и той же смеси повторяют дважды. Результат двух параллельных измерений не должен отличаться больше чем на 2 см.

Выбор подвижности бетонной смеси зависит от вида конструкции. Например, для бетонных набивных свай O.K.

4-5 см, для густоармированных плит перекрытий и монолитных фундаментных столбов O.K. = 6-8 см и т.д. В каждом случае учитываются конструктивные особенности элементов, густота армирования, воспринимающие элементом нагрузки, марка бетона и используемые фракции (размеры крупного заполнителя — щебня, гравия).

Расчет расхода материалов на один замес бетономешалки

В зависимости от объема бетонных работ на строительных объектах используются в основном бетоносмесители гравитационного типа емкостью от 60 до 3000 л. Для расчета расхода материалов на один замес примем бетономешалку с емкостью смесительного барабана (Vб) 1200 л. Производственный расход материалов на 1 м3 бетона следующий:

Цпр — 312 кг, Впр — 153 л, Ппр — 612 кг, Щ — 1296 кг.

Объемный вес влажных песка и щебня принят 1,6 и 1,495 кг/л соответственно, объемный вес цемента 1,3 кг/л, щебень применяется двух фракций: 40% щебня крупностью 10-20 мм и 60% щебня крупностью 20-40 мм. Вычислим расход материалов на один замес. Для этого определим коэффициент выхода бетонной смеси:

β = 1000/(Vц+Vп+Vщ) = 1000/((Цпр/Vоб.ц)+(Ппр/Vоб.п)+(Щпр/Vоб.щ))

β = 1000/((312/1,3)+(612/1,6)+(1296/1,495)) = 0,672

Расходы материалов на один замес бетономешалки:

цемента Ц = (Vб*β/1000)*Цпр

Ц = (1200*0,672/1000)*312 = 0,806*312 = 252 кг

воды В = (Vб*β/1000)*Впр

В = 0,806*153 = 123,4 л

песка П = (Vб*β/1000)*Ппр

П = 0,806*612 = 493 кг

щебня Щ = (Vб*β/1000)*Щпр

Щ = 0,806*1296 = 1044 кг, в том числе:

Щ10-20 = 1044*40/100 = 436 кг

Щ20-40 = 1044*60/100 = 626 кг

Материал подготовил Т. Майдалян

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Как произвести типовой расчет состава бетона

Чтобы технологии производства были правильными, нужно произвести верный расчет состава бетона. Целью расчета выступает наиболее экономичный путь получения бетона и заданная марочная прочность. На настоящий момент не существует для отечественных производителей стандартов бетона, чтобы получить точный результат, и весь процесс выходит достаточно трудоемким. Расчет делают исходя из таких параметров:

  • требуемая марка,
  • срок получения,
  • нужная пластичность бетона,
  • марка цемента,
  • состав песка,
  • фракции щебня или гравия.

Схема составляющих компонентов бетона.

Между используемыми материалами отношение устанавливается согласно их объему и весу. Вес или объем принимают за единицу, количество прочего выражают как долю веса и объема по отношению к цементу. На примере этот расчет выглядит следующим образом: если на замес бетона потребуется 10 кг цемента, 30 кг мелкого песка и 50 кг щебня, то расчет состава, записанный для дальнейшего применения, будет выглядеть как 10:30:50 или 1:3:5 по весу.

Кроме того, подборка составляющих бетона подразумевает в первую очередь определение номинального состава, а после пробного применения повторный расчет или корректировку.

Как рассчитать состав бетона

Таблица состава бетона разных марок.

Подбор и расчет бетона включает в себя 3 метода расчетно-экспериментального характера, а именно:

  • расчетная часть,
  • экспериментальная проверка,
  • корректировка состава (при необходимости).

Основные свойства бетона, как и его состав, можно вычислить по графикам и формулам. Таким же образом определяют, какое требуется количество для самого прочного в состоянии подвижности и затвердевания смеси бетона. Точное количество некоторых компонентов можно определить только опытным путем, например, так поступают с крупными заполнителями и песком. Чтобы провести эксперимент такого рода, берется смесь воды и цемента по параметрам согласно формуле и делится на несколько малых частей. В каждую часть кладется различное количество песка и крупного наполнителя. Этот опыт наиболее ясно показывает, какое соотношение компонентов будет иметь лучшие характеристики.

Расчет объем бетона для фундаментов разных типов.

Вышеприведенный метод очень затратен и трудоемок, поэтому нередко при замесе пользуются установленной аналитической зависимостью этих величин. Соотношение песка и крупного заполнителя тогда считается оптимальным, когда полученная в результате смесь может с легкостью заполнить все пустоты между зернами с минимальным расходом количества бетона, а также обволочь тонкой пленкой все зерна заполнителя, чтобы в целом смесь было удобно укладывать.

Для изменения удобства укладки смеси при постоянном водоцементном соотношении требуется изменить толщину слоя бетона вокруг фракций заполнителя, при этом соотношение заполнителя с песком должно оставаться прежним. Чтобы уменьшить при работе количество времени, которое расходуется на подбор оптимального состава для бетона с естественным затвердеванием, требуется изготовление 3 образцов. Возраст их должен быть 3, 7 и 28 суток. Испытание образцов покажет, насколько удачно был подобран состав, а при необходимости можно будет скорректировать его в нужную сторону.

Формула расхода материалов на 1м3 бетона.

Если все заполнители соответствовали принятым стандартам, соответствие с желаемым будет близким. Если же применялись нестандартные материалы или расчеты на глаз, то, скорее всего, корректирование составляющих придется производить еще несколько раз, фиксируя результаты. При подборе составляющих для получения качественных и прочных конструкций будут играть роль установленные стандартами показатели качества. Не следует забывать и про технические условия и проектные документы именно на определенные конструкции, в которых будет указано минимальное количество вяжущего материала, в данном случае бетона.

Для подбора составов бетона к компонентам приходится предъявлять дополнительные требования. При этом учитывают в первую очередь качество материала, а затем выбранную исходя из свойств бетона технологию приготовления. В случае если требования прочности бетона подтверждены, проверяют следующие показатели. А если при проверке обнаружилось, что качество у бетона не соответствует нужному, подбирают новый состав. Чтобы получить качественный раствор и не увеличить при этом расходов на цемент, существует немало технологий.

Вернуться к оглавлению

Расчет водоцементного отношения

В частях веса цемента обычно берется и количество воды. Для состава бетона, приведенного выше в качестве примера, потребуется 5 л воды, и выраженное в формуле водоцементное отношение выглядит как ВЦ=5:10=0,5.

Расчет водоцементного отношения бетона выражает различное количество воды в частях, отталкиваясь при этом от веса цемента. Разные комбинации позволяют получить бетон требуемой прочности к определенному времени, которое нужно для его схватывания или твердения. Найти точные параметры этого соотношения можно либо при помощи формул, либо путем собственного опыта. Если при замешивании раствора применяется не гравий, а щебень, то к вычисленному по формуле водоцементному отношению прибавляют еще 0,5.

Читайте также  Верстак столярный деревянный своими руками

Вернуться к оглавлению

Определение подвижности бетонной смеси

Таблица расчета по расходу цемента.

Выбор методов формирования для изделий будет впоследствии влиять на их конструктивные особенности, то есть бетонная смесь при ее приготовлении должна быть в такой консистенции, которая подразумевает степень ее подвижности и удобство укладки.

Для различных целей требуются различные бетонные смеси, как подвижные, так и жесткие. В укладке удобнее подвижные, так как они легко заполняют собой нужные формы и распределяются в них под действием силы тяжести достаточно ровно, не образуя пузырей и пустот, не предусмотренных при замешивании раствора. Чтобы те же операции произвести с жесткими смесями, требуется применить значительную силу. Но и жесткие, и подвижные смеси имеют такую характеристику, как подвижность раствора. Этот параметр определяется по вычислению времени, которое нужно на осадку сформированного из смеси конуса.

Вернуться к оглавлению

Практические исследования определения подвижности

Таблица пропорций марки бетона, песка и щебня.

Чтобы произвести вычисления такого рода, нужно взять среднюю пробу исследуемой смеси, потребуется также ровная площадка с основанием из металла или дерева, полая форма конуса, стержень для стыкования смеси и две стальные линейки. Одна из них обыкновенная, но длиной не меньше 70 см, а величина делений на другой должна равняться 20-50 см.

Для начала работ устанавливается ровная площадка из дерева, металла или их комбинаций, а на нее полый конус без вершины, высота которого не менее 30 см. Диаметр верхнего основания такого конуса должен быть 10 см, а верхнего 20 см. Площадку, на которой установлен конус, и его внутренние поверхности увлажняют перед началом работ. Форму после этого следует прижать к площадке и равными по возможности частями в три приема заполнить смесью. Каждую вновь положенную порцию уплотняют путем штыкования с использованием стального гладкого стержня, диаметр которого примерно равен 16 мм. При каждом движении штыкования стержень должен проникнуть через всю толщу смеси.

Если в процессе уплотнения выявился излишек бетонной смеси, то его необходимо срезать наравне с верхним краем формы, загладив затем поверхность при помощи кельмы. После этого форма медленно поднимается, движения должны быть строго вертикальными, и ставится с бетонным конусом, оставшимся без опоры, рядом. На форму конуса по диаметру сверху кладется на ребро стальная линейка, длина которой не менее 70 см. Свободный конец этой линейки должен проходить через центр сформированного из бетонного раствора слепка. Линейкой, точность делений которой равна 0,5, измеряют затем расстояние, увеличивающееся по мере осадки, между бетоном и ребром линейки. Это число, полученное в результате промеров, характеризует величину осадки раствора. Чтобы произвести вычисления с максимальной точностью, для одной смеси их делают дважды. При этом параллельные измерения не должны иметь разницу более 2 см.

Нужную величину подвижности смеси выбирают в зависимости от задуманной конструкции.

Для изготовления бетонных набивных свай осадка конуса допустима на величину около 4-5 см, а для заливки армированных плит перекрытий и фундаментных монолитных столбов осадка конуса может быть от 6 до 8 см. Учитывают для каждого конкретного случая воспринимаемые нагрузки, густоту армирования, марку используемого бетона и величину фракций бетонного наполнителя гравия или щебня.

Что такое бетон: состав, характеристики, стоимость

Из строительных материалов бетон часто применяется в работах. Бетонный раствор — смесь ряда компонентов. Материал сложен в использовании. Свойства бетона регулируемы при создании.

При строительстве объектов требуются большие объемы бетонной смеси. Для подрядчиков, выбирающих стройматериалы и составляющих смету, важны стоимость и способы получения экономии при сохранении качества материалов. Рекомендовано учитывать свойства бетонной смеси, исходя из состава. Для каждого вида работ предусмотрен тип раствора.

Виды бетона, применение, составные компоненты, а также варианты экономии, при сохранении должного качества рассмотрены далее.

Состав бетонной смеси

Бетонная смесь (раствор) — это многокомпонентная полужидкая масса, превращающаяся в бетон при затвердевании. В составе: элемент вязкости, вода, наполнитель. В качестве связующей составляющей выступает цемент.

Цемент — содержит много компонентов. Подвержен твердению при замешивании с водой. Состав определяет процесс гидратации цемента, который протекает неравномерно. Это объясняется разницей во времени вступления в реакцию компонентов. Часть реагирует мгновенно. Другие проявляют реакцию позже. Этим объясняется постепенное нарастание прочностных свойств бетона. На 28 день происходит формирование расчетной прочности. Гидратация приводит к образованию кристаллообразных соединений. Это гарантирует прочностные качества бетона.

Тип вяжущего компонента определяет деление бетонных смесей по видам.

Выделяют бетонные смеси на основе:

  • цемента;
  • силикатов;
  • гипса;
  • полимерного цемента;
  • шлаков и щелочи;
  • специального компонента.

Типы цемента. Устаревшая и обновленная классификация

Уровень качеств цемента напрямую определяет степень прочности бетона.

Важно! «Активность» — параметр, определяющий деление цемента по маркам. Под ним принято понимать предел прочности, проявляемый четырехнедельными цементными образцами при сжатии.

В устаревшей классификации используется обозначение литерой М с численным показателем. Обновленная классификация пользуется иными обозначениями, состоящими из первых трех букв компонента «ЦЕМ», римских цифр (I, II, III, IV, V) и литер (А, В). Последний показатель говорит о количестве добавок, доля которых доходит до 30%.

Следующее за ними число, означает параметр предела прочности четырехнедельного образца, проявляемый при сжатии, без разрушения.

Последним размещается обозначение скорости затвердевания (Н — нормально, Б — быстро).

Факторы, определяющие «активность» цемента:

  • Размер помола. Тонко смолотый цемент характеризуется большей удельной поверхностью. Чем выше показатель тонкости, тем быстрее цемент вовлекается в процесс гидратации. Большее содержание тонких частиц ускоряет превращение бетонной смеси в прочный бетон. Средний размер цементных фракций гарантирует прочность четырехнедельного бетона. Крупноразмерный помол подвергается гидратации частично, оставляя в структуре не среагировавший цемент. Это снижает показатели прочности бетона.
  • Химические компоненты клинкера.
  • Наличие минералов.
  • Дата выпуска цемента. Свежесть цемента определяет качество бетона. Воздействие углекислого газа и влажности влияет на «активность» цемента. Этот показатель снижается, если допустить увеличение влажности. Хранение в открытой упаковке не рекомендуется.

Для каждой марки производители указывают срок хранения:

  • М600 – три месяца;
  • М500 – полгода;
  • М400 – полгода.

Методы активирования «просроченного» цемента

Наличие лежалого цемента в больших объемах превращается в головную боль застройщика. Главный риск — потеря денег. Применив следующие способы активации «просроченного» цемента, возможно получение бетона с требуемыми показателями качества:

  • Активация мокрым способом. Изначально «проблемный» цемент не размешивают рассчитанным объемом воды. Добавляют часть жидкости, наполнитель (щебень, гравий) и цемент. Затем размешивают 5-6 минут, позволяя заполнителю протереть цементные зерна. Следующим шагом становится добавление песка и остатков воды с доведением раствора до нужной кондиции.
  • Активация вибрированием. Цементная «активность» увеличится до 40%, если перемешивать, применяя вибрирование вместе с песочной смесью до полного замешивания.
  • Добавка пластификаторов. Увеличивает «активность» цемента и качество полученного бетона, несмотря на дату выпуска.

Наполнители

В бетонной смеси присутствуют наполнители разнокалиберных размеров. Это делает бетон структурным и увеличивает прочность.

Внимание! Бетонная смесь именуется раствором, если величина частиц не превышает 5 мм.

«Крупным» наполнителем считаются гравий и щебень. Выделяют следующие фракции:

  • крупноразмерная;
  • среднеразмерная;
  • мелкоразмерная.

«Мелкий» стоит дороже остальных. Причина — необходимость приложения больших сил на обрабатывание камня. В строительстве пользуются щебнем размером 5-70 мм. Под фракцией понимается «максимальный» размер зерновой единицы. Меньшее число указывает на мелкость зерен.

«Максимальный» размер зерновой единицы рекомендуется подбирать с учетом межстержневого расстояния арматуры и меньшего размерного показателя изделия (к примеру, ширины ленты). Так, зерно подбирают из расчета:

  • меньше двух третей наименьшего расстояния между стержнями;
  • меньше одной трети меньшего размера изделия.

Острая огранка, шероховатости на поверхности материала помогают сцеплению раствора.

«Мелкий» наполнитель — это песок, добытый в природе или искусственным способом. Для замешивания бетона рекомендуется использование среднеразмерного песка.

Стандарты по использованию песка:

  • ГОСТ 8736 — применение песка, добытого в природе;
  • ГОСТ 31424 — применение песка полученного путем отсеивания горных пород при дроблении;
  • ГОСТ 5578 — применение песка, добытого из шлаков железных сплавов;
  • ГОСТ 25592 — применение песка, добытого из мелкоразмерных помесей золы и шлака.

Плотность «мелкого» наполнителя рекомендована в диапазоне 2-2,8 тонн на метр включительно.

Виды наполнителей конкретизированы ГОСТ. Тип бетона, условия использования определяют выбор заполнителей.

К примеру, эксплуатация бетона в агрессивных средах подразумевает использование:

  • песок (кварцевый 1 класса или пористый);
  • фракционный щебень, гравий, гравийный щебень с показателем дробления >800 («крупный» наполнитель);
  • щебень с показателем дробления >600 и поглощением воды

Добавить комментарий Отменить ответ

Адрес офиса: 127495, г. Москва, Дмитровское шоссе, д. 163Ак2, БЦ «SK Plaza».

Адреса узлов: РБУ №1 — г. Москва, 3-й Лихачевский пер., д. 10;

РБУ №2 — ул. Монтажная, д. 5;

РБУ №3 — ул. Шеногина, д. 2, стр. 11;

РБУ №4 — ул. Новохохловская, д. 91, стр. 17;

РБУ №5 — г. Долгопрудный, пр. Строителей, мкр. Гнилуши.