Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Бетон — это что такое? состав, производство и применение бетона

Основные компоненты бетона, оптимальные пропорции и состав

Бетон в жидком состоянии представляет собой раствор. Его состав зависит от области применения. Обязательными компонентами являются: песок, цемент, вода. Раствор используют при кладке кирпича, шлакоблоков, для штукатурки, чистовой стяжки.

При заливке фундамента, черновой стяжки, сооружении других объемных конструкций в раствор добавляют третий компонент – мелкий камень. Это может быть щебень, гранулированный отсев, другие виды каменной крошки.

 Правильная пропорция цемента и воды рассчитывается в килограммах. В идеале оптимальное водоцементное отношение (ВЦО) имеет показатель 0.5, то есть, на 2 кг сухого цемента требуется 1 кг воды. ВЦО напрямую влияет на прочность и пористость застывшего бетона. Лишняя вода не вступает в реакцию с цементом. Она остается внутри бетона в неизменном состоянии, образуя пустоты. Недостаток воды тоже ухудшает качество бетонной конструкции, так как не весь цемент прореагирует в растворе.

Зависимость прочности бетона от водоцементного соотношения.

При расчете количества воды учитывают поглотительные свойства наполнителей. Тот же песок бывает сухой и влажный. Воду даже поглощает каменная крошка. Иногда наполнителями используют древесные опилки. Материалу свойственен большой показатель поглощения. Перед внесением опилки нужно смочить, чтобы они вобрали нужную норму воды и не вытягивали ее из раствора.

Выполнение определенных видов работ может потребовать нарушения норм. При соблюдении водоцементного отношения бетон получается жесткий. Таким раствором сложно заполнять опалубку с армированным каркасом, так как остаются пустоты, ослабляющие монолитную конструкцию. Существует 2 варианта решения этой проблемы:

  1. В раствор для разжижения добавляют воды. Чтобы не снизить прочность бетона, пропорционально увеличивают количество сухого цемента. В разжиженным бетоне улучшается текучесть, сохраняется марка, но увеличивается расход сухого материала.
  2. В раствор добавляют пластификатор. Специальная добавка увеличивает пластичность массы. В этом случаем раствор приобретает текучесть, но марка бетона и расход сухого цемента остается неизменный.

Пластификатора добавляют маленький процент (зависит от используемой марки добавки), но он остаточно дорогой. Поэтому в быту нашли ему замену. Вместо пластификатора добавляют различные моющие средства. Независимо от выбранного вещества, его сначала растворяют в воде. Только после оседания пены вливают в раствор.

Точные пропорции компонентов бетона в килограммах соблюдать на стройке сложно. Поэтому в качестве единицы меры обычно используют ведро.

Пропорции компонентов каждый раз будут разные и они зависят от того, какую марку бетона необходимо получить, и какая марка цемента будет использоваться. Допустим, требуется залить фундамент или черновую стяжку. Имеется сухой цемент М-400. Бетон нужен марки М-200.

Используя мерником десятилитровое ведро, в бетономешалку засыпают следующее количество ингредиентов в соотношении 2:5:9:

  • цемент – 2 ведра;
  • песок – 5 ведер;
  • щебень – 9 ведер.

Для сохранения правильного водоцементного соотношения воду добавляют примерно в количестве 50% от общего веса цемента. Масса двух ведер цемента примерно равна 25 кг (12,5+12,5), поэтому воды отмеряют 12,5 кг. Здесь проще один раз взвесить массу воды в ведре, сделать отметку, чтобы потом каждый раз не хвататься за весы.

Ниже даны две таблицы пропорций компонентов бетона для марки цемента М400 и М500. Главная колонка – соотношение компонентов по объему. Компоненты можно отмерять в ведрах при необходимости уменьшив их число. Например, пропорцию 10:41:61 если разделить на 5, то получим пропорцию 2:8:12. Так как цемента понадобится два ведра общим весом примерно 25 кг, то воды добавляем в раствор примерно половину от этого веса, то есть 12.5кг.

Как рассчитать состав бетона

Чтобы правильно произвести расчет состава бетона, важно обладать определенными данными. Сюда входят:

Сюда входят:

  • Требуемая марка бетона;
  • Нужная пластичность смеси;
  • Марка цемента;
  • Данные о гранулометрическом составе песка и щебня.

Можно выделить два способа расчета состава бетона — по весовому соотношению цемента, песка и щебня и объемному соотношению этих материалов. И в первом и во втором случае цемент всегда принимают за единицу (за одну часть), а все остальные составляющие бетонной смеси в виде части веса или объема цемента. 

Расчет состава бетона по весу

Произведем расчет состава, для получения бетона средней пластичности, марка прочности которого на 28 сутки будет М200. 

Предположим, что мы имеем:

  • Портландцемент М400;
  • Щебень средней фракции;

Для начала нам необходимо определить водоцементное отношение (В/Ц). В/Ц — это пропорция веса воды и цемента, которая необходима для приготовления бетона определенной прочности. Определяют этот показатель по формулам или опытным путем. Мы предлагаем уже найденные значения В/Ц, которые собрали в виде таблицы.

Таблица № 2. Значения В/Ц для различных марок бетона. 

Марки цемента Марки бетона
  100 150 200 250 300 400
300   0,75 0,65 0,55 0,50 0,40 — 
  0,80 0.70 0.60 0.55 0.45  —
400   0,85 0,75 0,63 0,56 0,50 0,40
  0,90 0,80 0,68 0,61 0,55 0,45
500   0,85 0,71 0,64 0,60 0,46
  0,90 0,76 0,69 0,65 0,51
600   0,95 0,75 0,68 0,63 0,50
  1 0,80 0,73 0,68 0,55
 — показатели для гравия.   — показатели для щебня.

Зная необходимую марку бетона и используемую марку цемента находим значение В/Ц. В данном случае оно составит 0,63.

Теперь из таблицы № 1 находим необходимо количество воды для получения бетона средней пластичности, при размере щебня 40 мм. В результате получаем значение 190 л/м3. 

После этого мы можем рассчитать необходимое нам количество цемента на 1м3 бетона. Для этого 190 л/м3 разделим на 0,68 и получим 279 кг. цемента. Из таблицы № 3 находим пропорции бетонной смеси, для необходимой марки бетона М200 и марки цемента М400. 

Таблица № 3. Весовые соотношения цемента, песка и щебня.

Марка бетона Марки портландцемента
400 500
Пропорции по массе, Цемент : Песок : Щебень
100 1 : 4,6 : 7,0 1 : 5,8 : 8,1
150 1 : 3,5 : 5,7 1 : 4,5 : 6,6
200 1 : 2,8 : 4,8 1 : 3,5 : 5,6
250 1 : 2,1 : 3,9 1 : 2,6 : 4,5
300 1 : 1,9 : 3,7 1 : 2,4 : 4,3
400 1 : 1,2 : 2,7 1 : 1,6 : 3,2
450 1 : 1,1 : 2,5 1 : 1,4 : 2,9

Соотношение Ц:П:Щ будет 1 : 2,8 : 4,8. Если цемента нам необходимо 279 кг, то 279 × 2,8 = 781 кг. песка и 279 × 4,8 = 1339 кг. щебня. Итого получается, что для приготовления 1 м3 бетона средней пластичности и марки М200 из портландцемента М400 и щебня средней фракции, необходимо:

279 кг. цемента.

781 кг. песка.

1339 кг. щебня.

190 л. воды.

В домашних условиях для измерения различных сыпучих материалов часто используют 10 литровое ведро. Чтобы вам было проще замерять материалы, мы приведем данные о массе того или иного материала содержащегося в одном 10 литровом ведре:

  • Цемента — 13 — 15 кг, зависит от уплотнения.
  • Песка — 14 — 17 кг, зависит от влажности.
  • Щебня или гравия — 15 — 17 кг, в зависимости от размера фракции.

Необходимо понимать, что методика этого расчета немного уступает методикам применяемым при строительстве крупных объектов, но это куда лучше принципа — давай цемента побольше, чтобы получилось покрепче.

Кроме применения пропорций по массе применяют и пропорции состава бетона по объему. Однако этот способ менее точен. 

Таблица № 4. Объёмные соотношения цемента, песка и щебня для бетона разных марок:

Марка портландцемента Марка бетона Пропорции по объему, л Объем бетона, л, при расходе 10 л. цемента
Цемент Песка Щебня
400 100 1 4,1 6,1 78
150 1 3,2 5,0 64
200 1 2,5 4,2 54
250 1 1,9 3,4 43
300 1 1,7 3,2 41
400 1 1,1 2,4 31
450 1 1,0 2,2 29
 
500        100 1 5,3 7,1 90
150 1 4,0 5,8 73
200 1 3,2 4,9 62
250 1 2,4 3,9 50
300 1 2,2 3,7 47
400 1 1,4 2,8 36
450 1 1,2 2,5 32
 Количество воды не указанно и зависит от требуемой консистенции и пластичности бетона.

Добавки для бетона

Применение добавок позволяет существенным образом влиять на смеси, бетоны и растворы придавая им специфические свойства. ГОСТ 24211-2008 предлагает следующую классификацию добавок:

  1. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных смесей:
    • пластифицирующие добавки повышают подвижность бетонной смеси, тем самым позволяя получить заданную консистенцию при меньшем расходе воды;
    • водоредуцирующие добавки позволяют получить высокоподвижные смеси с низким водосодержанием, следовательно, с относительно небольшим объемом цементного камня;
    • стабилизирующие добавки обеспечивают сохранность консистенции, тем самым предотвращая расслоение смеси при укладке и уплотнении;
    • добавки регулирующие сохраняемость подвижности смеси востребованы в жаркое время года, при необходимости длительной транспортировки смеси;
    • добавки увеличивающие воздухо- (газо) содержание смеси или воздухововлекающие добавки повышают морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии, но несколько снижают прочность будущей конструкции;
  2. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
    • регулирующие кинетику твердения бетона:
      • замедлители применяют, когда возникает необходимость увеличить время до начала схватывания бетонной смеси в случае длительной транспортировки;
      • ускорители сокращают время твердения бетона;
    • повышающие прочность бетона — добавки этого типа увеличивают стойкость бетона к истиранию, ударам и раскалыванию;
    • снижающие проницаемость — вещества, повышающие плотность структуры бетона;
    • добавки повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре применяют для предотвращения коррозии при непосредственном контакте бетона с арматурой в железобетонных конструкциях;
    • добавки повышающие морозостойкость увеличивают количество циклов попеременного замерзания и оттаивания бетона без потери прочностных свойств;
    • добавки повышающие коррозионную стойкость бетона в условиях среды, вызывающей ухудшение свойств материала;
    • расширяющие добавки применяют с целью компенсировать усадку бетона в процессе эксплуатации конструкции;
  3. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
    • противоморозные добавки при растворении в воде сильно понижают температуру замерзания смеси, предотвращая ее замерзание при транспортировке, а также препятствуют промерзанию свежеуложенного бетона в холодное время года;
    • гидрофобизирующие добавки придают стенкам пор бетона водоотталкивающие свойства, увеличивая водонепроницаемость бетона, а также препятствует возникновению капиллярного эффекта;
    • фотокаталитические добавки придают бетону свойства самоочищаться, в результате такой реакции происходит разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д.
  4. Минеральные добавки для бетона:
    • тип I — активные минеральные:
      • обладающие вяжущими свойствами;
      • обладающие пуццолановой активностью;
      • обладающие одновременно вяжущими свойствами и пуццолановой активностью.
    • тип II — инертные минеральные.

Пропорции компонентов бетонного раствора

Схема приготовления бетонной смеси.

Какого-то единого универсального рецепта для приготовления бетонных смесей не существует. Есть общие рекомендации соотношения пропорций цемента, песка, щебня и воды при приготовлении различных марок бетона с использованием для приготовления цемента марки М400 (таблица 1). Если вместо М400 используется для приготовления М300, то расход цемента нужно увеличить на 15%, а при использовании М500 — наоборот, на столько же уменьшить.

Для приготовления обычного бетона можно воспользоваться следующими пропорциями компонентов в бетонной смеси: 1:2:4:0,5, где компоненты расположены в следующем порядке: цемент/песок/щебень/вода. В пересчете компонентов на килограммы, для изготовления 1 м³ бетонной смеси понадобится:

  • цемент — 350 кг;
  • песок — 650 кг;
  • щебень — 1300 кг;
  • вода 180 л.

Это ориентировочные цифры, точные пропорции компонентов в любом случае придется подбирать опытным путем. Поэтому гораздо удобнее при приготовлении бетона вручную вести учет использованных материалов не в килограммах и литрах, а в ведрах. Примерное соотношение будет таким:

  • цемент — 25 ведер;
  • песок — 43 ведра;
  • щебень — 90 ведер;
  • вода 18 ведер.

Схема процессов при твердении бетона.

При использовании в качестве мерной единицы ведра вы всегда сможете повторить точные пропорции для новой порции бетона. Это позволяет выполнять заливку однородным по своим свойствам составом бетонной смеси. Помимо этого, есть еще одно удобство такого учета.

Воды в приготавливаемый раствор может понадобиться больше или меньше рекомендуемого. Ее количество во многом зависит от влажности используемого песка: чем она выше, тем воды нужно меньше. Поэтому никогда не следует заливать все количество воды сразу, лучше залить 80-85% от рекомендуемого количества, а затем постепенно доливать, доводя смесь до требуемой густоты.

Заливать бетоном нужно одновременно весь предназначенный для заливки объем. Готовить бетонную смесь легче и удобнее, используя бетономешалку. Можно готовить и вручную, с помощью лопаты, но это длительная и очень физически тяжелая работа, поэтому при значительных объемах может попросту не хватить времени и сил для ее приготовления. Такой способ можно использовать только при небольших объемах, например, при устройстве садовой дорожки или отмостки.

Но независимо от выбора способа приготовления рецепт качественного бетона предусматривает не только соблюдение нужных пропорций компонентов в его составе, но и правильность чередования при их смешивании. Сначала всухую смешивают цемент с песком до получения из них однородной смеси, а затем ее затворяют водой. Подливая воду, нужно довести смесь до состояния густой пасты. Непосредственно в конце процесса в готовящуюся смесь добавляют щебень и тщательно все перемешивают, чтобы все без исключения камешки были обернуты цементно-песчаной пленкой.

Соблюдая в точности все рекомендации, вы сможете приготовить вполне «съедобный» бетон, даже если прежде вам никогда не приходилось этим заниматься.

Удачи!

Состав бетона — основные компоненты

Чтобы быть уверенным в качестве бетонной смеси, ее изготовление лучше всего заказать на специальном заводе. Но при строительстве частных домов и небольших хозяйственных построек их хозяева нередко изготавливают бетон самостоятельно. Преимущественно в таких случаях изготавливается классический вариант бетона, состоящий из песка и щебня в качестве наполнителей, цемента и воды.

Входящий в состав бетона песок должен быть средней или крупной фракции — песчинки от 1,2 до 3,5 мм в диаметре. Мелкие фракции песка для изготовления бетона не подходят, их трудно связать в единый монолит. Поэтому бетонные конструкции с использования песка мелких фракций быстро раскрошатся.

Помимо фракции для прочности бетона важное значение имеет и чистота песка. В теории песок должен быть чистым, без примесей, но в реальности это пока неосуществимо

Поэтому допускается наличие в его составе небольшого количества глины или ила, но общее количество таких примесей не должно превышать 5%.

Другой материал, используемый для приготовления бетона, — щебень или гравий. К ним тоже есть свои требования: размеры используемых для наполнения бетона материалов должны быть в диапазоне от 1 до 8 см. Наполнителями могут быть не только эти материалы, но и керамзит, а для обустройства бетонного фундамента часто используют битый кирпич.

Чем мельче фракция наполнителя, тем прочнее будет искусственный камень. При его самостоятельном изготовлении лучше использовать наполнитель размером не более 2-3 см, максимально очищенный от глины и других примесей.

Используемая для приготовления бетона вода тоже должна быть максимально чистой. Чем больше в ней будет растворенных солей и посторонних примесей, тем хуже будет качество искусственного камня.

В роли вяжущего при производстве классического бетона используют различные виды цемента:

  • портландцемент;
  • шлакопортландцемент;
  • пуццолановый цемент.

Портландцемент является основным видом при изготовлении строительных конструкций и заливке фундамента. Шлакопортландцемент обладает пониженной морозостойкостью, а — высокой влагостойкостью. Последний используют для приготовления бетонных конструкций, предназначенных для подземных и подводных сооружений.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации