Состав бетонной смеси и водоцементное отношение

Состав бетона

Состав бетона

Содержание:

Бетон – это строительный материал, образующийся после затвердевания бетонной смеси. В его состав входят в заданных пропорциях четыре основных компонента – цемент, песок, щебень и вода. Песок и щебень называют заполнителями смеси, цемент – вяжущим веществом. В качестве заполнителя могут также использоваться керамзит, шлак, бой кирпича.

В строительстве используется три вида щебня – гранитный, гравийный, известняковый. Наиболее высокими прочностными показателями обладает гранитный щебень, он же является самым дорогостоящим заполнителем. Гравийный щебень имеет более низкие прочностные характеристик, известняковый щебень – наименее прочный и наиболее дешевый материал. Соответственно марки бетона невысокой прочности (М100-300) могут быть изготовлены с применением любого щебня, в том числе известнякового. Бетон более высокой прочности (М350) может быть изготовлен с применением гранитного либо гравийного щебня. Наконец, в процессе изготовления высокопрочных марок бетона (М-400, М-450, М-500) допускается использовать в качестве заполнителя только гранитный щебень.

Бетоны, полученные на гранитном и гравийном щебне, могут применяться при возведении ответственных конструкций. Бетон марки М200 и выше, широко применяется в гражданском строительстве, в том числе при сооружении водонепроницаемых покрытий, изготовлении тротуарных плит и заливке фундаментов. Оптимальной маркой для разного рода фундаментов, исходя из совокупности требований, является марка бетона М350. Высокопрочная марка М-500 необходима для строительства наиболее ответственных конструкций — дамб, плотин, хранилищ. Бетон, полученный с применением известняка (М100, М150) используется в большинстве случаев в качестве материала для подготовительных работ.

Прочность цемента, как вяжущего вещества, также имеет принципиально важное значение для эксплуатационных характеристик бетона. Так, для каждой прочностной марки бетона существует соответствующая марка цемента, применение которой в смеси позволит обеспечить заданные свойства. Ориентировочное соответствие прочностных марок цемента и получаемых из них марок бетона представлено в таблице.


Данные таблицы имеют рекомендательный характер. На практике, взяв за основу конкретную марку цемента, можно определить оптимальные отношения по массе компонентов смеси для требуемой марки бетона. Пропорциональные составы марок бетона М200, М300,М400, полученных с применением цемента марок М400 и М500, представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Пропорции бетона в порядке цемент: песок: щебень.


Помимо указанных пропорций в процессе приготовления смеси необходимо соблюдать требуемое водоцементное отношение пропорцию цемента и воды в бетоне, которое показывает сколько литров воды необходимо использовать на 1 кг цемента, в процессе приготовления бетона. Рекомендуемые значения водоцементного отношения для бетона, изготовленного на гравии с применением различных марок цемента, приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Значения водоцементного отношения для марок бетона М200, М300, М400.


Обеспечение требуемой пропорции компонентов бетонной смеси не всегда является гаранти-ей её высоких эксплуатационных характеристик. С целью придания бетону, приготовленному на обычном сырье, специальных свойств и улучшения его качества без значительного повышения себестоимости применяются специальные добавки.

Добавки для бетонных смесей

Применение добавок позволяет существенно улучшить качество бетона без значительных материальных затрат. Добавки, применяемые для придания бетонным смесям специальных свойств, условно делятся на шесть следующих групп:

    • Суперпластификаторы– повышают подвижность бетонной смеси, увеличивают прочность, водонепроницаемость и плотность, позволяя снизить расход дорогостоящего цемента для обеспечения необходимой прочности.
    • Ускорители набора прочности– повышают скорость набора прочности в течение первых трех суток, повышают прочностную марку бетона.
    • Добавки, обеспечивающие сохраняемость подвижности бетона, — востребованы при длительных перевозках и в жаркое время года.
    • Добавки, повышающие морозостойкость, — востребованы при проведении работ в зимнее время.
    • Модификаторы – повышают эксплуатационные характеристики, в том числе позволяют получить высокопрочный бетон на основе обычных заполнителей и цемента.
    • Добавки для самоуплотняющихся смесей– упрощают процесс бетонирования густоармированных и тонкостенных конструкций.
    • Комплексные добавки– обеспечивают комплексное воздействие на бетонную смесь.Комплексные добавки удобны тем, что избавляют производителя от необходимости приобретать разные компоненты для обеспечения необходимых свойств бетона. Кроме того, применение комплексных добавок исключает взаимодействие отдельных химических элементов в смеси и связанные с этим побочные эффекты.Необходимый эффект от добавок можно наблюдать только в случае строгого соблюдения рекомендаций по их использованию. В некоторых случаях их оптимальную дозировку необходимо установить экспериментальным путем в процессе подбора состава бетона. Содержание химических, как правило, не должно превышать 2% от массы цемента. С целью экономии цемента в бетон вводятся тонко молотые добавки (или наполнители). Их количество в смеси может составлять 20% и более.

Применение тонкомолотых добавок оправдано в двух случаях:

  • если по условию прочности допускается большее водоцементное отношение, чем требуется по условию долговечности смеси;
  • если необходимую прочность бетона можно обеспечить, используя меньшее количество цемента в сравнении с требуемым по условию плотности. Благодаря применению пластификаторов требуемый расход цемента из условий прочности для целого ряда бетонов бывает ниже, чем его расход из условий плотности. В этих случаях для экономии цемента целесообразно использовать тонко молотые добавки.

Бетон для тротуарной плитки

Для получения тротуарной плитки с высокими прочностными характеристиками необходим бетон, содержащий следующие пропорции компонентов:

  • Первый вариант: вяжущая основа – портландцемент М500 и песок, максимально очи-щенный от глины. Соотношение по массе — 1:3 соответственно.
  • Второй вариант: портландцемент марки М500, песок и отсев гранитного щебня фракцией от 5 до 10 мм. Соотношение по массе 1:2:2 или 1:3:1 соответственно.

Рекомендуется в каждом случае использовать применять гидроизолирующую добавку и пластификатор.
С целью улучшить прочностные характеристики раствор для приготовления плитки армируют полипропиленовыми волокнами. Однако применение волокон более целесообразно в бетоне, состоящем из цемента и песка, поскольку бетон, содержащий гранитный отсев, сам по себе уже является достаточно прочным.

Если для бетона создается раствор из песка и цемента очень важно соблюдать их правильное соотношение, не снижая и не повышая рекомендуемую долю песка. Заниженное содержание песка (менее 2-х частей) может привести к образованию трещин в бетоне. Слишком высокое содержание песка (более 3-х частей) приводит к снижению твердости и постепенному разрушению плитки.

Содержание красителей в бетоне для тротуарной плитки не должно превышать 5 % от общего количества компонентов. В противном случае это приведет к существенному ухудшению качества продукции – снижению морозостойкости, прочности и других показателей.

Бетон для отмостки

Состав бетона для отмостки необходимо подбирать в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. В задачи отмостки входят отвод воды и обеспечение прохода вокруг здания. Отмостка должна быть простой по конструкции и экономичной в исполнении, иметь высокие прочностные характеристики и в случае необходимости легко демонтироваться.

Следует учитывать, что в зависимости от сезона отмостка подвергается перепадам температуры и другим атмосферным воздействиям. Поэтому применяемый бетон должен характеризоваться высокими показателями водонепроницаемости и морозостойкости.
Для отмостки должен применяться бетон марки не ниже М200. Рецепт его получения достаточно прост. В качестве вяжущего вещества целесообразно применять марки цемента М400 и М500.Чем выше марка цемента, тем меньшее его количество требуется для обеспечения заданной прочности.

За основу требуется взять цемент М400 и использовать его с остальными составляющими в следующих пропорциях:

  • Для бетона М200 в массовом отношении 1: 2,8: 4,8 (цемент: песок: щебень).
  • Для бетона марки М250 — 1:2,1:3,9.
  • Для бетона М300 — 1:1,9:3,7.

Воды в смеси должно быть как можно меньше. Её оптимальное соотношение с цементом составляет 0,65 с учетом присутствия воды в песке. В случае использования крупнозернистого щебня количество воды допускается уменьшить.

Порядок приготовления бетонной смеси следующий: в смеситель налить воду и добавить цемент, оба ингредиента перемешать до получения однородного «цементного молока», затем высыпать щебень в полученный раствор, в последнюю очередь ввести песок.

Бетон для фундамента

Для приготовления бетона рекомендуется использовать песок фракцией от 1,2 до 3,5 мм. Песок должен быть чистым, без ила и примесей, их содержание допускается до 5%. Проверить степень чистоты песка можно следующим образом: насыпать его в бутылку, налить туда воды, взболтать. Если после взбалтывания вода остается прозрачной или слегка мутнеет, значит, песок достаточно чист. Если же вода сильно мутнеет, приобретает цвет глины или после отстаивания поверх песка оседает глинистый осадок, значит, в песке содержится слишком большое количество глины, и он не пригоден для приготовления бетонной смеси.

Гравий (или щебень) также не должен содержать в большом количестве глину. Размеры его частиц должны находиться в пределах от 10 до 80 мм.

При закладке монолитного фундамента собственными силами в качестве вяжущего вещества оптимальным вариантом будет обычный портландцемент.

Ориентировочные пропорции составляющих для приготовления фундаментного бетона в частях от цемента следующие: 1:3:5 (цемент: песок: гравий) – на 10 кг цемента необходимо 30 кг песка и 50 кг гравия. Изменяя водоцементное отношение можно получать из одной и той же марки цемента различные марки бетона.

Приобретая цемент, важно обращать внимание на срок его изготовления. Цемент сохраняет свои первоначальные характеристики в течение трех месяцев, после превышения которых может утратить порядка 30% прочности.

В бетон для фундамента рекомендуется вводить модифицирующие добавки или сульфатостойкие элементы. Это повысит сопротивление бетонной смеси воздействиям агрессивной среды.

Как выполнить качественную заливку бетона?

Перед тем, как начать заливку бетона, необходимо проверить надежность опалубки, качественно армировать конструкцию композитной арматурой и подготовить землю, уплотнив грунт.
Очень важно в процессе строительных работ качественно залить и распределить бетон. Бетон представляет собой неоднородный состав, поэтому для его равномерного распределения требуется утрамбовка, которая позволит уплотнить заполнитель внутри раствора и исключить присутствие воздушных пузырей.

С этой целью применяется вибрация. Специализированные виброустановки позволяют качественно и быстро утрамбовывать бетон. Для фундаментов и стен применяется специальный инструмент с вибрирующим шлангом. Его погружают в раствор и производят таким образом утрамбовку. Для тонких слоев бетона, например, стяжек, применяются поверхностные аппараты с длинной рейкой. Под воздействием мелкой вибрации, исходящей от привода, она перемещается по поверхности, благодаря чему поверхностный слой бетона выравнивается и одновременно с этим утрамбовывается.

Читать еще:  Краска по бетону для пола в гараже

В процессе заливки следует прокалывать бетонный раствор на всю глубину заостренным прутом. Таким способом обеспечивается выход воздуха, который мог задержаться в растворе и сетке армирования. Поскольку заливка производится послойно, то при прокалывании очередной порции бетона, необходимо углубляться примерно на 10 см в предыдущий слой с целью обеспечения их надежного сцепления.

В результате проделанных операций заполнитель плотно утрамбовывается, а на поверхность выступает ровный слой раствора. На последнем этапе производится выравнивание верхнего слоя, которое можно выполнять в несколько приемов по мере сцепления и высыхания раствора в течение 2-х-3-х часов.

При отсутствии профессионального оборудования те же самые операции можно сделать вручную. Для обеспечения вибрации следует при помощи кувалды нанести одинаковой силы удары по бокам опалубки. При этом бить правильно не по доскам щитов, а по скрепляющим брусьям.

Для обеспечения равномерного высыхания бетона и защиты его от внешних факторов необходимо накрыть раствор пленкой. Это предотвратит слишком быстрое высыхание поверхности бетона в сравнении с его внутренними слоями и предохранит от воздействия солнца, жары, холода, осадков. Среднее время высыхания бетона, по истечении которого на его поверхность можно ступать, составляет около 36 час. На время затвердевания оказывает влияние толщина слоя. Полное высыхание может затянуться на период до 28 дней. Именно по окончании этого срока следует снимать опалубку. Еще в течение полугода после этого бетон будет высыхать и укрепляться, достигнув своей максимальной прочности через год с небольшим. Однако производить дальнейшие работы допускается уже через неделю.

Заливку фундамента рекомендуется выполнять в теплое время года (температура не ниже +5ْ С). Работы по заливке фундамента в холодный период также возможны, однако в этом случае необходимо подогревать воду и смесь, чтобы вода не успела замерзнуть до схватывания бетона.

Книга «Малозаглубленный ленточный фундамент» Страница 38

страница 38

Самостоятельное приготовление бетонной смеси в бетономешалке
Требования к составу бетона. Цемент.
В качестве вяжущего вещества в бетоне используется портландцемент – гидравлическое вещество, твердеющее на воздухе и в воде. Портландцемент изготавливают путем тонкого помола спекшихся при высокой температуре (1200-1450°С) зерен из известняка и глины (клинкера). Для регулирования сроков схватывания цемента, при помоле к смеси добавляют 1,5-3,5% гипса от массы цемента.
Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 20 %. Портландцемент по прочности при сжатии в 28-суточном возрасте подразделяют на марки: 400, 500, 550 и 600.
Условное обозначение цемента состоит из: обозначения вида цемента – ПЦ (портландцемент), ШПЦ (шлакопортландцемент); марки цемента (400, 500, 550 или 600); обозначения максимального содержания добавок: Д0 – добавки не допускаются, Д5 – количество добавок не более 5%, Д20 – количество добавок от 5 до 20%, обозначение быстротвердеющего цемента – Б; обозначение пластификации и гидрофобизации цемента – ПЛ и ГФ, обозначение цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава – Н.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного: ПЦ 400 – Д20 – Б – ПЛ – ГОСТ 10178
При контакте с водой цемент прогрессивно твердеет, набирая прочность. При гидратации цемент связывает 15-25 % воды от своей массы. Через 30-45 минут после контакта с водой цемент перестает быть пластичным, а примерно через 8-10 часов цемент отвердевает и набирает значительную прочность к седьмому дню (при нормальных условиях). Скорость схватывания можно увеличить, добавив в смесь хлористый кальций. При твердении цементный камень дает усадку на 1-2 мм на метр.

Заявленная производителем марка цемента по прочности сохраняется в течение 2 месяцев со дня производства. При хранении в нормальных условиях цемент теряет прочность на 20% в первые три месяца, на 30% за полгода хранения, и на 40% при хранении в течение года. Если вы используете лежалый цемент, то его количество в приготовляемой бетонной смеси нужно увеличить пропорционально потери прочности и в 4 раза увеличить время перемешивания смеси в бетономешалке.
Минимальное содержание портландцемента ПЦ-Д20 в армированном цементном бетоне подвергаемому атмосферному воздействию должно быть не менее 220 кг/м3, а портландцемента ПЦ-Д0 — не менее 200 кг/м3 (таблица №3 ГОСТ 26633-91).

Класс бетона (марка бетона)

B7,5 (М100)

B10 (М150)

B15 (М200)

B20 (М250)

B25 (М350)

B30 (М400)

Марка цемента

Расход цемента кг/м3

*Таблица приведена по Методическому пособию по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.

Заполнители бетона

Твердые заполнители в бетоне занимают до 80% объема и уменьшают расход дорогостоящего цемента. Также твердые заполнители уменьшают усадку цементного камня при твердении. Твердые заполнители бетона могут быть фракционные (близких вариантов размеров зерна – например 5-10 мм) или рядовым – содержащим зерна различных размеров.
Для бетона лучше использовать рядовой непрерывный заполнитель – когда в бетоне присутствует непрерывный ряд зерен различного размера. Такой бетон меньше склонен к расслоению, чем бетон с заполнителем, в котором отсутствует зерна какой либо фракции. Однако на практике подбора зернового состава заполнителя не производится в связи с трудоемкостью процесса. На практике используют смесь песка и щебня, так, чтобы песок заполнил собой пустоты между щебнем и увеличил плотность бетона. Количество песка составляет 30-35% от всего зернистого заполнителя.

Щебень и гравий

Для приготовления бетонов в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий. Щебень – это рыхлый материал, получаемый путем искусственного дробления изверженных, осадочных метаморфических горных пород или отходов различных производств. Гравий – это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным, речным и морским. Щебень и гравий состоят из отдельных зерен и кусков от 5 до 70 мм. Они могут быть как рядовыми, так и фракционированными.

Марки щебня, используемого в качестве крупного заполнителя в тяжелом бетоне должна быть не менее:

Марка щебня не менее чем:

Щебень из природного камня

Гравий

*Таблица составлена по требованиям пункта 1.6.8 ГОСТ 26633-91

Фракции щебня, используемые для приготовления тяжелого бетона, составляют от 5 мм до 70 мм. Делится щебень по фракциям следующим образом: 5-10 мм; 10-20 мм; 20-40 мм; 40-70 мм. В бетоне лучше использовать щебень или гравий максимально возможной крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью и меньше оказывает воздействие на цементное тесто, обеспечивая достаточную подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси.

По нормам DIN EN 12620 [таблица 2-7] содержание фракций заполнителей повышенной крупности должно составлять от 1 % до 20 % от массы, а содержание фракций пониженной крупности не должно превышать 20 % от массы заполнителя.
По требованию СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» [таблица 1] в состав бетонной смеси должен входить щебень как минимум двух разных фракций при максимальном размере зерна (щебня) до 40 мм, и не менее трех разных фракций щебня при максимальном размере зерна от 40 мм до 70 мм. Наибольшая крупность зерна заполнителя должна быть не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями продольной арматуры, и максимальный размер зерен не должен превышать 1/3 (а лучше 1/5) от минимального размера строительного элемента (например, ширины ленты).
Глинистые примеси могут создавать пленку на поверхности щебня и уменьшать сцепление щебня с цементным камнем до 30%. Загрязненный щебень можно промыть струями воды из шланга, для удаления глинистых примесей.

Песок

Песок для бетона может быть использован как естественный природный, так и дробленый (отсев) с крупностью зерен от 0,14 мм до 5 мм. Мелкие заполнители (песок) должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м3. Для бетона желательно использовать более крупные пески (модуль крупности МК от 2,1 до 3,25) но с содержанием зерен всех размеров, для уменьшения пустотности. Оптимальная пустотность для песка составляет 30%. Большая пустотность песка приводит к увеличению расхода цемента. Максимальная пустотность песка не должна превышать 38%.
В бетонах класса прочности до В30(М400), используемых для дачного строительства, допускается применять очень мелкие пески с количеством зерен фракции менее 0,16 мм до 20% по массе и с количеством глинистых частиц до 3% по массе природного песка пункт [1.6.12 ГОСТ 26633-91] и 5% для дробленого песка из отсева. Содержание особо мелких фракций размером менее 0,63 мм не должно превышать 3%. Если песок загрязнен органическими примесями (например, илом) то его можно отмыть с помощью известкового молока. Плотность песка должна быть не ниже 1400 кг/м3

Гравий с крупностью:

Щебень с крупностью:

10

20

40

10

20

40

Оптимальное содержание песка % от всего зернистого заполнителя

200 (бетон М100-М250)

300 (бетон М100-М250)

400 (бетон М300 и выше)

*Таблица приведена по Методическому пособию по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.
Для повышения плотности бетона и его морозостойкости может применяться пылевидный наполнитель – молотая каменная мука.

Вода

Для приготовления бетонной смеси используется водопроводная питьевая вода, а также природная очищенная вода, если она не содержит компонентов, отрицательно влияющих на твердение или других свойствах бетона или нарушающих антикоррозионную защиту его арматуры.
Вода необходима для твердения бетона. Как было сказано выше, цемент реагирует всего с ¼ массы воды от своей собственной массы. Однако при создании бетонной смеси воды использую гораздо больше – до 40-70% от массы цемента. Это нужно для придания бетонной смеси пластичности. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры. Все эти виды пор ослабляют бетон. Чем больше будет воды в бетонной смеси (водоцементное соотношение – в/ц = масса воды / масса цемента), тем больше будет пористость и меньше прочность бетона. Для увеличения морозостойкости рекомендуется водоцементное соотношение не больше 0,6 (60% воды от массы цемента) или 0,5 (150 литров воды на 300 кг цемента). Для бетонных изделий, работающих в особо тяжелых условиях (тротуарная плитка), водоцементное число назначают равным 0,4. Максимальное водоцементное число для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, составляет 0,75 [DIN EN 206-1, DIN 1045].

Читать еще:  Испытание бетонных кубиков на прочность

Водоцементное соотношение влияет на пористость (плотность) бетона и, соответственно, на водопроницаемость бетона. Так бетон марки W4 (нормальной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,6 , бетон марки W6 (пониженной проницаемости) готовится при готовится при водоцементном соотношении 0,55, а бетон марки W-8 (особо низкой проницаемости) – при водоцементном соотношении 0,45 [таблица 1, СНиП 2.03.11-85].
Наличие достаточного количества воды при наборе бетоном прочности в процессе гидратации обеспечивает морозостойкость бетона. Поэтому так важен правильный уход за бетоном, о котором мы поговорим подробно ниже. Бетон, гидратирующийся в условиях достаточного количества воды при поливке и укрытии бетона полиэтиленовой пленкой, имеет гораздо большую морозостойкость и прочность, по сравнению с бетоном который быстро высох. Прочность неукрытого бетона в первые 10-12 часов гидратации может понизиться в 3 раза по сравнению с укрытым бетоном. При быстром высыхании бетона в ранний период возникают также значительные деформации усадки и появляются микротрещины.

Для примера рассмотрим сравнительную таблицу морозостойкости бетонов, набиравших прочность в различных условиях:

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.

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

Читать еще:  Контроль качества бетона на стройплощадке

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector