Водоцементное соотношение бетонной смеси

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].

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.

Читать еще:  Дренаж в гараже своими руками

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

Пропорции состава бетона на 1 м³, технология приготовления, таблицы

Бетон — наверное, самый популярный из всех строительных материалов, поскольку из всего их спектра он самый универсальный. Чаще всего его приготовление осуществляется на специализированных растворно-бетонных узлах (РБУ), что связано с высокой потребностью застройщиков в больших объемах бетонной смеси. Но если требуется небольшой объем, то бетон можно приготовить своими руками. Главное здесь — знание пропорций и соблюдение технологии.

Состав смеси и ее характеристики

Бетонная смесь состоит из нескольких компонентов. Четыре из них являются обязательными:

  1. Вода.
  2. Цемент.
  3. Крупный заполнитель — щебень.
  4. Мелкий заполнитель — песок.

По мере необходимости в бетон вводятся специальные добавки — противоморозные, пластифицирующие, газообразующие, ингибирующие, катализирующие, гидроизолирующие, пигментные, увеличивающие прочностные характеристики.

Но все они имеют ограниченное применение и в частном домостроении используются редко.

Вяжущее и заполнители

Цемент является самым применяемым видом вяжущего в строительстве. Этот порошок, произведенный при помощи совместного обжига известняка и глины, связывает воду, образуя твердые соединения. В чистом виде цемент не применяется — при схватывании он трескается. Зато в сочетании с заполнителями он проявляет свои качества.

Характеризуется цемент маркой и классом. Марка — это усредненный предел прочности образца из нормативного состава смеси, приготовленной на основе цемента, а класс — гарантированная прочность такого образца.

Марка бетона, который получится при использовании цемента, зависит от характеристики как самого вяжущего, так и от водоцементного соотношения, являющегося базовым при расчете состава бетона.

Заполнителем чаще всего служит известковый щебень, хотя в ряде случаев используется гранитный. Мелким заполнителем служит песок. К их качеству есть определенные требования. Так, они не должны содержать глинистых частиц, органических загрязнений, химических примесей. Перед замесом все это нужно удалить, промыв заполнитель.

Параметры готовых составов

Замес бетона рассчитывается заранее, потому что от пропорций составляющих будут зависеть характеристики готовой конструкции. К ним следует отнести следующие параметры:

  • марка бетона;
  • морозостойкость;
  • водопроницаемость;
  • удобоукладываемость;
  • время затвердевания.

Класс получившегося бетона можно будет оценить позже, по истечении 28 дней.

Но запланировать соответствующую прочность можно и даже нужно. Если планируется бетонировать конструкцию при помощи бетононасоса, следует подумать о том, чтобы бетон имел хорошую осадку конуса, то есть был подвижным. В противном случае насос либо не станет работать, либо засорится.

Соблюдение технологии

При самостоятельном замесе бетона следует придерживаться правил по приготовлению смеси и ее укладке. Помнить нужно и о создании условий для отвердевания, особенно если это делается в жаркую сухую или напротив, морозную погоду. Последовательность действий при замесе будет следующая:

  1. Отмерить нужное количество ингридиентов.
  2. Залить в бетономешалку воду.
  3. Добавить туда весь цемент.
  4. Если планируется введение добавки, то ее добавляют в водоцементную смесь.
  5. Засыпать в смесь песок и щебень.
  6. Тщательно перемешать до получения однородной массы.

После замешивания бетон нужно проверить мастерком или лопатой. Он не должен расслаиваться, содержать в себе неперемешанные комки песка или цемента. Добавлять воду больше нежелательно, поскольку это снизит прочность.

Укладывается бетон в опалубку сразу. Не стоит делать большие перерывы, поэтому крупные конструкции лучше заливать товарным бетоном с миксера. Во время укладки залитую смесь нужно вибрировать. Для этого существуют специальные инструменты — вибраторы. Небольшие объемы можно утрамбовать лопатой или постучать молотком по опалубке. Несоблюдение этого правило снизит качество бетона — в нем образуются пузырьки воздуха, что негативно скажется на прочностных и других характеристиках застывшего бетона.

Приготовление и пропорции

Желающим приготовить бетон самостоятельно можно порекомендовать воспользоваться таблицами. Хотя для расчета состава существуют довольно простые формулы, вряд ли кто-то будет ими пользоваться — в конце концов далеко не все люди занимаются стройкой ежедневно. Поэтому таблица пропорций бетона на 1 м³ будет весьма кстати.

Табличные данные

В литературе можно встретить различные рекомендации по расчету пропорций. Кто-то дает их в массовых долях, кто-то в объемных, но чаще используются и те и другие. Для примера можно привести универсальную таблицу:

Таблица 1. Бетон, состав и пропорции на 1 м³.

В таблице представлен распространенный в частном домостроении бетон с маркой подвижности П2. Вариантов, как видно выше, много. Учтен и размер щебня, и марки цемента. Если в хозяйстве есть весы, то можно пользоваться ими, но их отсутствие неплохо компенсируется ведрами, объем которых составляет 12 л.

Встречаются и более детализированные таблицы, по которым можно рассчитать пропорции состава для определенной марки смеси. Например, состав бетона М300 на 1 м³ в таблице ниже дан в зависимости от степени подвижности:

Таблица 2. Состав бетона М300 разной степени удобоукладываемости. Все данные – в килограммах.

Часто можно встретить пропорции, выраженные в массовых или объемных долях. Главное здесь — уточнить, о массе речь идет или об объеме, поскольку только у воды 1 л весит 1 кг. Вот пример такой рекомендации в долях:

Таблица 3. Состав бетона М400 на 1 м³.

Таблица, к сожалению, не показывает, сколько воды требуется для замеса. Но зато она дает наглядное представление о том, как марка цемента влияет на необходимое количество заполнителя. Все данные в таблицах, касающиеся заполнителей, даны для сухого материала. Если у последнего присутствует влажность, то ее обязательно учитывают при определении количества воды.

Самостоятельный расчет

Рассчитать пропорции компонентов смеси можно и самостоятельно. Для этого существует отработанная методика, в которой учтены качественные показатели всех составляющих. Последовательность расчета проста и включает в себя следующие пункты:

  1. Определение соотношения воды и портландцемента.
  2. Расчет необходимого расхода воды.
  3. Расчет количества цемента.
  4. Нахождение коэффициента раздвижки щебня.
  5. Определение пустотности щебня.
  6. Нахождение массы щебня.
  7. Нахождение массы песка.
  8. Корректировка.

В расчетах будут использованы таблицы. Для иллюстрации удобнее всего воспользоваться практическими примерами приготовления бетона. Пропорции из таблицы на 1 м³ не всегда учитывают реальное положение вещей.

Задача: определить расход компонентов для заливки подготовки под ленточный фундамент. Требуемая марка бетона — М200. На участке имеются: мелкий не очень качественный песок (размер зерен 1,5 мм) влажностью 3%, гравий фракции 20 мм, цемент М300, пролежавший под навесом месяц. Количество полученного бетона должно быть 6 м³, подвижность — 5−7 см (показатель осадки конуса).

Для начала рассчитывается водоцементное соотношение. Для бетонов с низкой прочностью его формула будет такой:

Здесь R — планируемая марка бетона, R₀ – марка цемента, А — коэффициент из таблицы. Если нужно замесить бетон высокой марки, то вместо значка «+» в формуле ставится «-», а в качестве коэффициента используется А₁. Таблица этих коэффициентов учитывает качество исходных материалов:

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.

Читать еще:  Мелкозаглубленный ленточный фундамент для каркасного дома
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.

Значение водоцементного соотношения бетонной смеси

Изучать графики и таблицы, выясняя точные пропорции составляющих жесткой бетонной смеси, лишь ради того, чтобы залить фундамент или соорудить бетонное перекрытие в частном доме, захочется далеко не каждому. Тем не менее, очень важно знать, какие материалы и в каких количествах используются, чтобы бетон имел максимальную прочность на сжатие, какое значение при этом имеет водоцементное соотношение бетонной смеси, какими характеристиками обладает бетон марки 75, чтобы в последующем отлитая на участке конструкция вела себя так, как ей предназначено проектом.

Схема изготовления бетона.

Предварительный расчет

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

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

Технологическая схема приготовления бетонной смеси.

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

Требования к материалам

Грамотно выбранные по качеству и фракциям составляющие для получения прочного жесткого бетона 75 марки – половина успеха. На какие характеристики цемента и наполнителей следует обращать внимание?

Цемент, между качеством которого и прочностью затвердевшего бетона наблюдается прямая зависимость, из соображений экономии на его стоимости берется М200 или М300. Применение более высококачественных цементов обойдется значительно дороже, эту разницу невозможно покрыть за счет некоторого снижения процентного отношения цемента к наполнителям. Прочностные показатели указанных марок цемента при соблюдении водоцементного отношения для бетона позволяют получить на собственной строительной площадке качественный бетон не ниже 75 марки.

Таблица марок бетона и их основных характеристик.

Следует учесть, что марка бетона и марка цемента, который входит в состав смеси, – не одно и то же. Соотношение выглядит примерно таким: для получения бетона, например, 75 марки, потребуется цемент М200 или М300, то есть марка взятого цемента должна быть выше в 2,5-3 раза. Покупая цемент, следует обратить внимание на дату его выпуска, так как с увеличением срока хранения снижается качество, а через 1,5 года хранения даже в идеальных условиях цемент можно будет использовать разве что для обустройства садовых дорожек. На бытовом уровне можно проверить относительное качество цемента. Для этого на раскрытую сухую ладонь насыпается цемент, рука сжимается в кулак. Качественный материал практически без остатка “вытекает” сквозь пальцы.

Имеются требования и к песку. Предпочтительнее применять мелкозернистый (размер отдельно взятой песчинки до 1,25 мм). Он позволяет получить смесь, при использовании которой воздушные промежутки, снижающие жесткость бетона, сведутся к минимуму. Песок должен быть без пыли и инородных включений органического происхождения.

Читать еще:  Утепление стен из газобетона изнутри

Размер гравия или щебня не должен превышать 1/3 ширины опалубки.

Ни в коем случае для жесткого бетона нельзя использовать щебень из известковых пород.

Если производится армирование, размер частиц не может превышать 1/4 наименьшего размера отливаемой конструкции и 3/4 от просвета между прутьями арматуры. Несоблюдение указанных пропорций может привести к образованию в готовом бетонном изделии пустот, что неминуемо снизит показатели прочности.

Определение количества воды

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

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

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

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

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

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

Жесткий бетонный раствор

Жесткие бетонные смеси в отличие от пластичных чаще всего готовятся на месте укладки, так как они затвердевают значительно быстрее последних. При использовании таких смесей обязательно применение трамбовки из-за слабой их текучести.

Жесткая бетонная смесь — это увлажненный сыпучий материал с различными степенями подвижности.

Для индивидуального строительства наиболее предпочтительна приведенная в качестве примера 75 марка бетона из соображений экономичности и достаточной прочности. Экономия объясняется просто: чем выше марка цемента, тем дороже он стоит. Необходимой прочности бетона удается добиться путем правильного соотношения составляющих, в том числе водоцементного соотношения, и точным соблюдением всего технологического процесса – от замеса до полного затвердевания бетона. Точное соответствие получившегося бетона желаемой марке проверить в “домашних условиях” без соответствующего испытательного оборудования не удастся, однако проконтролировать достаточность прочности можно как после полного затвердевания (примерно через месяц), так и по результатам пробного замеса в процессе заливки.

Чтобы приблизиться к максимально возможной прочности бетона, но не особенно при этом занимаясь вычислениями (как, собственно, и поступает застройщик), можно взять за основу приведенное отношение, только не в весовых, а объемных частях. Как это происходит на практике?

Пробный замес

Схема приготовления бетона: 1 – Смешивание сухой смеси с водой, 2 – Замес на фанере, 3 – Бетономешалка, 4 – Шланг для добавления воды, 5 – Цемент, 6 – Песок.

Предполагается, что все работы производятся вручную при помощи совковой лопаты или мастерка (в этом случае порция получается минимальной, зато при неудачной попытке ее не жалко выбросить). Когда более точно будет определено соотношение, разумнее воспользоваться бетономешалкой, применение которой существенно влияет на качество и скорость замеса при сокращении физических нагрузок.

На подготовленную площадку или в емкость с низкими бортами насыпается лопата цемента и 3 лопаты песка. Добавляется немного воды для увлажнения смеси, которая тщательно перемешивается при помощи лопаты. После этого добавляется крупная фракция (5 лопат). В процессе перемешивания вода добавляется постепенно, до получения вязкой однородной смеси. Для пробного замеса, как и для последующих, воду желательно лить из ведра, а не из шланга, для того чтобы видеть, на каком ее количестве следует остановиться.

Проконтролировать качество получившейся бетонной смеси в первом приближении можно так. Руками набирается небольшое количество бетонной смеси, из нее формируется ком шарообразной формы и кладется на любую поверхность. В процессе лепки на руках не должно оставаться следов цемента. Если этот ком затвердевает, сохраняя форму, замес удался. Показатели готового бетона, изготовленного с сохранением полученного водоцементного отношения для бетона, позволяют утверждать о его соответствии 75 марке. Можно приступать к замесу больших объемов с сохранением полученных пропорций. Если ком “оплывает”, значит, существует переизбыток воды, если налицо признаки расслоения, воды недостаточно.

Можно также произвести проверку готового затвердевшего бетона на соответствие его характеристик марке 75, когда время позволяет дождаться полного затвердевания. Несколькими ударами молотка по зубилу можно попытаться расколоть бетон. Если зубило входит в бетон не более чем на 5 мм, бетон соответствует 75 марке. Если никак не удается отколоть кусочек бетона, качество его превосходно!

Нужно помнить основное правило замеса. Добавить в готовую смесь удастся только воду, остальные составляющие, особенно это касается цемента, насыпаются только в указанной выше последовательности. Если в результате пробного замеса не достигнуты необходимые показатели качества бетона, придется замес повторить, немного изменив пропорции. Скорее всего, придется увеличить долю цемента.

Советы по работе с бетоном М75

Жесткие бетонные смеси, в том числе и М75, при замесе и укладке требуют определенных физических усилий. Снизить нагрузку можно, используя бетономешалку небольшого объема и вибратор с вибронаконечником подходящего диаметра.

При работе нельзя забывать о том, что между слоями, если нижний простоял несколько дней, будет плохое схватывание. Поэтому при возведении высокого фундамента либо он сразу армируется вертикальными стержнями на всю высоту, либо, если армирование не применяется, следующий слой заливается, точнее, засыпается и утрамбовывается сразу. Когда трамбование происходит вручную, для более качественного распределения бетонной смеси по опалубке и вокруг прутьев арматуры, а также устранения воздушных полостей не рекомендуется заливать слой более 30 см (примерно на штык лопаты).

Залитая и утрамбованная бетонная смесь укутывается гидроизоляцией, например, полиэтиленовой пленкой, для того чтобы испарение воды не произошло раньше схватывания бетона. В зимнее время при отрицательных температурах свежий бетон желательно утеплить.

Несколько повышенное внимание следует уделить прочности опалубки: она должна выдержать не только массу заполнившей ее бетонной смеси, но и удары трамбовки или вибратора.

Застройщика не должен пугать вид фундамента после снятия опалубки. При применении жестких бетонных смесей, таких, как М75, не удается получить гладкую наружную поверхность. Допускается некоторое количество неглубоких раковин, следы от опалубки также хорошо просматриваются. Отделочные работы все это замаскируют.

Почему в индивидуальном строительстве применяется бетон марки 75? И какие показатели сответствуют ему? Число 75 в марке бетона показывает, что максимальное усилие на сжатие (прочность), которое выдерживает эта марка, 75 кг силы на 1 см² площади. Этой величины достаточно, чтобы обеспечить прочность и долговечность строения при любых нагрузках, которые могут быть произведены жильцами дома. Именно качество бетона определяет нагрузку на сжатие, а нагрузки на растяжение или изгиб помогает гасить армирование металлической арматурой и проволочными решетками.

Когда работы с бетонными смесями производятся со знанием дела, становится понятно, чего и сколько надо взять, в какой последовательности и как правильно со всем этим поступить. В этом случае успех обеспечен. И помните, что важно не переборщить с водой!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector