Пропорции бетона, качество компонентов и правильное приготовление смеси. Цементно бетонная смесь
особенности марки 400, для пола, таблица
Пропорции бетонной смеси – это, пожалуй, наиболее важный критерий качества будущего материала. Соблюдение правильной рецептуры и способа приготовления раствора оказывают определяющее влияние на характеристики получаемого бетонного камня, поэтому каждый грамотный строитель должен разбираться в правилах приготовления смеси для бетонирования.
Пропорции бетона марки 400 зависят от качества компонентов
Состав и компоненты
Бетонная смесь
Классическая смесь песка, цемента, гравия и воды.
Сначала мы хотим напомнить, что такое бетон, и какие компоненты входят в его состав. Это может показаться лишним, однако понимание роли каждого ингредиента поможет не допускать распространенных ошибок во время приготовления смеси.
Итак, бетоном называют искусственный камень, приготовленный путем смешивания вяжущего вещества с наполнителями. Мы не будем вдаваться в теорию и классификацию, скажем лишь, что мы рассматриваем частный случай бетона – цементобетон. Для этого материала требуются следующие компоненты:
| Компонент бетона | Описание и назначение |
| Цемент | Основным вяжущим веществом бетона является портландцемент или шлакоцемент. Это вещество вступает в реакцию гидратации с водой, в результате которой наблюдается его твердение и образование цементного камня, который и обеспечивает схватывание всех остальных ингредиентов в единую структуру |
| Песок | Песок является мелким заполнителем, основная функция которого – предотвращение растрескивания цементного камня в процессе твердения за счет перераспределения внутренних напряжений и создания прочного каркаса. Также песок экономит цемент, снижая его расход |
| Щебень | Щебень играет роль крупного заполнителя, который также участвует в распределении нагрузок и предотвращает появление трещин. Обеспечивает основную экономию цемента и снижает стоимость бетона |
| Вода | Вода необходима для гидратации цемента и получения камня. Также она выступает в качестве несущей среды, в которой происходит равномерное перемешивание и распределение всех компонентов смеси по объему раствора |
Добавление воды в цементную смесь приводит к образованию камня.
Кроме того, в состав современных бетонных смесей включают различные добавки:
- пластификаторы,
- аэраторы,
- ускорители и замедлители твердения,
- противоморозные добавки,
- гидрофобизаторы и т.д.
Важно!Следует учитывать, что включение химических добавок необходимо производить крайне аккуратно, с расчетом дозировки и согласно правилам их замешивания.В противном случае добавки могут испортить бетон.
Цемент
На фото типичный цементный порошок.
В подавляющем большинстве случаев для гражданского строительства используется портландцемент.
Этот материал на 78 – 80% состоит из силикатов кальция, которые придают ему уникальные свойства:
- быстрое твердение;
- достаточно высокую активность;
- хорошую адгезию с наполнителями;
- влаго- и морозостойкость.
В отдельных случаях, например, при работе в жаркую погоду, используют шлакоцементы. Для строительства некоторых видов гидротехнических сооружений и военных объектов применяют специальные виды цементов, которые дают максимальную прочность, водостойкость и морозоустойчивость.
Наиболее подходящая для бетона марка цемента.
Важно!Для приготовления бетона своими руками чаще всего применяют портландцемент марки М500 или М400, но не ниже.Применение более высоких марок нецелесообразно, так как их цена будет слишком высокой, а избыточная прочность полученного бетона ощутимой пользы не принесет.
При выборе и покупке цемента следует внимательно смотреть на качество и состояние упаковки. Если ее целостность нарушена, на поверхности имеются следы влаги, высолы или пятна – такой товар приобретать не стоит. Также важно обратить внимание на дату изготовления материала: наиболее качественным считается порошок, который произведен не менее месяца назад, но при этом не позднее двух.
Обращайте внимание на качество упаковки, состав, производителя и маркировку.
Также не следует экономить за счет качества.
Не покупайте:
- уцененный товар;
- рассыпанный;
- перемешанный с другими марками;
- отсыревший;
- скомкавшийся или грязный.
Также важно, чтобы на упаковке были указаны его параметры:
- марка,
- производитель,
- состав,
- количество примесей,
- тип.
Порошок должен быть сухим, чистым и рассыпчатым.
Важно!Количество примесей указано в маркировке после числового индекса прочности.Например, М500-Д20 обозначает, что в составе цемента имеется до 20% примесей, выбирать следует материал с количеством примесей от 0 до 20%, то есть маркировка будет М500-Д0 или М500-Д20, но не выше.
Вода и заполнители
Песчаный карьер – место добычи заполнителей для бетона.
Для приготовления бетона используют обычную пресную воду. Каких либо особых требований инструкция и СНиП к ней не предъявляют, поэтому можно руководствоваться простым правилом: если вода пригодна для бытовых нужд, значит, ее можно использовать и для бетона.
Песок используют средней и крупной фракции (1 – 5 мм), но лучше всего материал смешанного и подобранного фракционного состава, где представлены частицы разных размеров. Обычно применяют материал двух видов – речной и карьерный, причем речной считается более качественным.
Используйте только просеянный и промытый песок.
Важно!Песок обязательно должен быть промыт от глинистых, пылевидных и илистых включений, а также от примесей органики.Иначе качество бетона заметно пострадает.
Щебень применяют средний (5 — 20 мм), иногда мелкий (пропорции бетона для пола могут требовать мелкой мраморной крошки, заливка в сложные и густоармированные формы также не исключение). Наиболее качественным считается гранитный щебень и гравий, однако часто используют и другие разновидности.
Совет!По возможности смешайте средний щебень с мелким, это повысит плотность бетона и его прочность.
Гранитный щебень наиболее качественный.
Применение добавок для бетона – дело тонкое. Рассчитать их количество, а тем более обеспечить правильную дозировку и добавление в условиях стройплощадки не так и просто. Поэтому мы не советуем злоупотреблять химией без крайней необходимости или руководства профессионала.
Рецептура и пропорции
Важно не только качество компонентов, но и их соотношение.
Марки бетона и пропорции компонентов связаны напрямую. Для получения заданной марки необходимо максимально точно следовать рецептуре, которая приведена в нормативных документах: ГОСТ 7473-94, СНиП 5.01.23-83, а также в некоторых компиляциях и выдержках.
Мы упростили для вас эту задачу и представили наиболее актуальные соотношения ингредиентов бетона:
Таблица пропорций по маркам бетона для цемента М400 и М500.
Количество воды обычно подбирается с учетом нужной консистенции. Водоцементное отношение – важный параметр для бетонной смеси, однако выдержать его точно в условиях самостоятельного приготовления на стройплощадке невозможно.
Важно!Считается удачным соблюдение такого отношения воды к цементу: 0.6 – 0.9, при этом идеальным будет 0.5 – 0.7.
Состав раствора может меняться в зависимости от его назначения. Для получения разной подвижности и пластичности используют такие соотношения:
Рецептура для растворов различной жесткости.
Важно!При дозировке компонентов по объему следует использовать сухие порошки, насыпать их без трамбовки и горки.Желательно предварительно взвесить ведро песка, цемента и гравия, затем согласно с полученными значениями откорректировать данные таблицы и перевести их в ведра.
Вывод
Пропорции бетона определяют его качество и марочную принадлежность. Видео в этой статье поможет вам правильно подобрать компоненты и приготовить бетонный раствор в условиях строительной площадки.
masterabetona.ru
Подбор состава бетонной смеси: особенности тяжелых изделий, ГОСТ
Когда строительные работы осуществляются своими руками, зачастую возникают очень важные вопросы. Возводя самостоятельно собственный дом, дачу, облагораживая садовый участок, мы сталкиваемся с проблемой, как осуществить подбор состава тяжелого бетона для их сооружения. Данная статья поможет вам решить эти проблемы.
Чтобы приготовить качественный бетон, имеющий заданные свойства, нужно осуществить подбор его компонентов.
Номинальный состав
Определение точного номинального состава смеси производят в лабораториях бетонных заводов.
При этом учитывается:
- оптимальная марка нужного цемента и его тип от конкретного производителя;
- свойства крупного наполнителя (гравия, щебня) из конкретного добывающего карьера;
- качества мелкого заполнителя (песка) из конкретного места добычи;
- необходимость добавления в бетон модификаторов и их свойства и пр.
В заводских лабораториях качества материала проверяют на отлитых кубах, итоги испытаний заносятся в специальную карту.
По итогам проверки пробной партии такого приготовленного материала создается карта подбора бетона. После ее утверждения заказчиком, необходимое для него количество раствора запускается в производство.
Обратите внимание!Исходя из этого, для создания ответственных сооружений и конструкций: усиленных (армированных фундаментов), плитных перекрытий, лестничных площадок и маршей, следует использовать раствор, изготовленный на бетонном заводе.Он производится с учетом результатов лабораторных исследований, основанных на нормативной базе и проектной документации.
Если конструкция не является ответственной или когда все риски строительства вы принимаете на себя, бетонная смесь может быть приготовлена самостоятельно на строительной площадке. Об этом ниже.
Полевой метод
Гравий и щебень являются крупными наполнителями в бетоне.
Данный способ нахождения состава бетонной смеси является наиболее распространенным в среде самодеятельных строителей.
Заключается он в нижеследующем.
- Пустую емкость (ведро) наполните гравием или щебенкой.
- Встряхните ее, чтобы крупный наполнитель распределился равномерно.
- Далее в ведро, мерным сосудом (например, банкой на 1 литр), наливайте воду, пока она не покроет гравий. Объем затраченной при этом воды укажет нужное количество песка.
При полевом методе значение имеют объемные доли компонентов в смеси.
- Уберите из емкости щебенку и насыпьте в нее тем же сосудом песок, в объеме, указанным водой.
- Залейте ведро водой, вровень с песком. Ее вымещенный объем в этот раз укажет на нужное количество цемента.
- Последнее, что нужно для замеса бетонного раствора – это собственно вода. Ее требуется обычно в объеме, который составляет 50/60% от необходимого количества вяжущего вещества.
Полевой способ определения композиции раствора, зиждется на том допущении, что цемент должен заполнить промежутки меж частицами песка. Он, в свою очередь, забьет пустоты меж зернами гравия.
Иными словами, песчано-цементный состав применяется в данном случае, как клей. Инструкция говорит, что приготовленный таким методом бетон будет иметь прочность, сопоставимую с аналогичным параметром щебня.
Обратите внимание!Данный способ не может учесть раздвижки частиц наполнителя, а также некоторых прочих объективных факторов.Однако он легок, и его без опаски можно использовать, заливая не ответственные конструкции.Обработка их, например, алмазное бурение отверстий в бетоне , также может осуществляться без проблем.
Нахождение состава по таблицам
| Класс смеси | Прочность бетона, в кг на см² | Приближенная марка смеси | Разница значений прочности меж маркой и классом, в % |
| В-2 | 26.2 | М-25 | -4.6 |
| В-2.5 | 32,.7 | М-35 | +7 |
| В-3.5 | 45.8 | М-50 | +9.1 |
| В-5 | 65.5 | М-75 | +14.5 |
| В-7.5 | 98.2 | М-100 | +1.8 |
| В-10 | 131 | М-150 | +14.5 |
| В-12.5 | 163.7 | М-150 | — 8.4 |
| В-15 | 196.5 | М-200 | +1.8 |
| В-20 | 261.9 | М-250 | -4.5 |
| В-22.5 | 294.4 | М-300 | +1.9 |
| В-25 | 327.4 | М-350 | +6.9 |
| В-30 | 392.9 | М-400 | +1.8 |
| В-35 | 458.4 | М-450 | -1.8 |
| В-40 | 523.9 | М-500 | -4.8 |
| В-45 | 589.4 | М-600 | +1.8 |
| В-50 | 654.8 | М-700 | +6.9 |
| В-55 | 720.3 | М-700 | -2.8 |
| В-60 | 785.8 | М-800 | +1.8 |
Более грамотно подобрать состава раствора можно, используя таблицы, содержащиеся в нормативных документах: СНиПах, СП и пр.
Приведем развернутый пример подбора состава бетона таким способом. Нам надо приготовить смесь М-300, которая имеет удельный вес 2400 кг на 1 куб. По верхней таблице находим, что данной марке бетона по прочности при сжатии соответствует класс В-22.5.
Содержание цемента
По ниже приведенной таблице находим, что для замеса 1м3 подобного бетона нужно 350 кг цемента.
| Класс бетона | Норма затрат цемента м-400 для монолитных сооружений, в кг на м³ |
| В-7.5 | 180 |
| В-10 | 200 |
| В-12.5 | 225 |
| В-15 | 260 |
| В-20 | 320 |
| В-22.5 | 350 |
| В-25 | 380 |
| В-30 | 440 |
Эту таблицу содержит СНиП №82/02/95 «Типовые элементные нормы расхода цемента при заливке железобетонных и бетонных конструкций и изделий».
- Из нее следует, что базовая норма расхода приведена для общестроительного портландцемента М-400.
- При использовании вяжущего вещества М-500 норму надо перемножить на коэффициент 0.88. Если применяется аналог М-300 — на цифру 1.13.
- При выборе шлако-портландцемента или сульфатоустойчивого шлако-портландцемента, базовая величина перемножается на 1.1.
- Если используется пуццолановый портландцемент, то базовая норма затрат вяжущего вещества умножается для бетона классов до В-22.5 — на цифру 1.08, для бетона классов В-25/В-30 — на величину 1.15.
Крупные и мелкие наполнители
- Допустим, что в нашем примере используется щебенка, имеющая размер зерен до 20 мм. Замесить надо подвижный раствор, имеющий усадку конуса 2/2.5 см.
| Примерный расход воды в бетоне, в л на 1 м3 | |||||||
| Характеристика бетонной смеси | Наибольшая фракционность, в мм | ||||||
| усадка конуса, в см | жесткость, в сек. | гравий | щебенка | ||||
| 10 | 20 | 40 | 10 | 20 | 40 | ||
| х | 150/200 | 145 | 130 | 120 | 155 | 145 | 130 |
| х | 90/120 | 150 | 135 | 125 | 160 | 150 | 135 |
| х | 60/80 | 160 | 145 | 130 | 170 | 160 | 145 |
| х | 30/50 | 165 | 150 | 135 | 175 | 165 | 150 |
| х | 20/30 | 175 | 160 | 145 | 185 | 175 | 160 |
| 1 | 15/20 | 185 | 170 | 155 | 195 | 185 | 170 |
| 2/2,5 | х | 190 | 175 | 160 | 200 | 190 | 175 |
| 3/4 | х | 195 | 180 | 165 | 205 | 195 | 180 |
| 5 | х | 200 | 185 | 170 | 210 | 200 | 185 |
| 7 | х | 205 | 190 | 175 | 215 | 205 | 190 |
| 8 | х | 210 | 195 | 180 | 220 | 210 | 195 |
| 10/12 | х | 215 | 200 | 190 | 225 | 215 | 200 |
- По выше приведенной таблице затрат воды определяем, что будет ее нужно 190 кг на 1 куб смеси.
- По таблице под данным пунктом находим, что песка в растворе должно быть 40% от общего веса наполнителей. Значит, вес песка для нашего примера: (2400 кг-350 кг-190 л)∙40:100=744 килограмм.
| Процентное отношение песка к весу всего наполнителя | ||||
| Расход вяжущего состава в кг на м³ | Наибольшая фракционность щебня/гравия, в мм | |||
| 10/20 | 40 | 60 | 80 и больше | |
| Содержание песка, в % по массе | ||||
| 200 | 46-40 | 42-38 | 39-36 | 37-35 |
| 250 | 44-38 | 40-36 | 37-34 | 35-33 |
| 300 | 42-36 | 38-34 | 34-32 | 33-30 |
| 350 | 40-35 | 36-32 | 33-30 | 31-28 |
| 400 | 38-34 | 35-31 | 32-29 | 30-27 |
| 500 | 34-32 | 32-28 | 30-27 | 28-25 |
| Первая цифра показывает процент песка, при использовании щебенки, вторая — при применении гравия. | ||||
- Затем находим вес щебенки: 2400 кг-190 кг-350 кг-744 кг=1116 килограмм.
Подведем итоги, для замеса одного метра кубического бетона М-300 нам будет нужно:
- 350 кг портландцемента М-400;
- 1116 кг щебенки;
- 744 кг кварцевого песка;
- 190 л воды.
СНиП предусматривает использование гравия/щебня с наибольшей фракционностью 40 мм. Он должен соответствовать требованиям ГоСТ на подбор состава бетона №8267 либо №10260, №23254. Песок должен иметь модуль зерен 2.1/3.25 мм и отвечать нормам ГоСТ №8736.
Если вы будете использовать щебень/гравий, обладающий иной крупностью частиц, нормы затрат вяжущего вещества необходимо перемножать на цифры, которые приведены в нижней таблице.
| Поправочный коэффициент к норме затрат | ||
| Наибольшая фракционность наполнителя, в мм | Коэффициенты для классов бетонов | |
| до В-25 | В-30 и более | |
| 20 | 1.08 | 1.05 |
| 70 | 0.97 | 0.97 |
Обратите внимание!В приведенном нами примере табличного определения состава смеси, итоги приблизительны.В лабораториях бетонных заводов производят несколько отличающихся по своему составу замесов и делают образцы бетона в виде небольших кубиков.Далее они испытываются и по результатам проверки материалу присваиваются номинальные классы по прочности на сжатие, влагостойкости, морозоустойчивости.
Рекомендуемые классы бетона, исходя из назначения конструкции
Когда вами определяется класс бетона, который будет применяться, следовательно, и его цена, следует учесть рекомендации СНиП.
В таблице ниже приведена желаемая классность раствора для конструкций одно- либо двухэтажных строений.
| Конструкция | Консистенция раствора | Класс бетонной смеси |
| Массивный фундамент в сухой почве с наполнителем из щебенки, в том числе и кирпичной | жесткий | В-7.5 |
| Массивный фундамент во влажной почве | жесткий | В-10 |
| Массивный фундамент в насыщенной водой почве | жесткий | В-15 |
| Подготовительное покрытие (стяжка) для пола | жесткий | В-12.5 |
| Наружная либо подвальная лестница | пластичный | В-7.5 |
| Выгребная яма, колодец-отстойник и прочие канализационные элементы | пластичный | В-15 |
| Балки и плиты перекрытий с большим расстоянием между арматурными стержнями | пластичный | В-20 |
| Плиты и балки для перекрытий с частым армированием. Тонкостенные изделия, например, перегородки | жидкий | В-22.5 |
- Жесткие растворы имеют небольшое содержание теста из цемента.
- У подвижных бетонов прослойки вяжущего вещества меж частицами наполнителя обладают размером больше 30 мкм. У жестких растворов данный показатель равен всего 2/5 мкм.
- Поэтому жесткие смеси плохо укладываются и нуждаются в уплотнении при помощи вибро-инструментов. Это увеличивает стоимость работ. Использовать такой бетон лучше всего, когда для продолжения работ нужна быстрая и легкая распалубка сооружения. Для обработки материала применяется резка железобетона алмазными кругами.
- Для сооружений с частым армированием, в жесткую смесь рекомендуется присаживать пластификатор.
- Малоподвижные и подвижные бетоны используются шире, благодаря тому, что их сравнительно легко замешивать и укладывать. Они обеспечивают создание плотного отвердевшего бетонного материала.
Период набора бетоном прочности
На фото степени жесткости раствора, определяемые по осадке конуса.
- При отвердении бетонных изделий без дополнительной термической обработки, оптимальный процесс высыхания протекает при температурах 15/20°. При этом потери влаги из смеси нужно предотвращать.
- Бетон набирает прочность в 60%, если приготовлен на общестроительном портландцементе или быстротвердеющем шлако-портландцементах, за 3/5 дней. 70% прочности раствор достигает в течение 6/10 дней. Нормативный класс по прочности достигается бетоном за 28 дней.
- Нагружать в умеренной степени конструкции из монолитного железобетона можно уже по достижении ими прочности в 50%.
- Так, укладывать кирпич на бетонный фундамент можно уже по истечении 3 дней после его заливки, при условии, что температура окружающей среды составляла 15/20°.
Обратите внимание!Снимать опалубку с монолитных бетонных конструкций лучше всего через 72 часа.Чем сооружение дольше простоит в опалубке, тем тяжелее ее будет снимать, конечно, если она не отделена от бетона гидроизоляцией.
Методика компьютерная
Онлайн-калькулятор для расчета состава бетона.
Состав бетонной смеси можно подобрать и при помощи компьютерной программы, например, «Concrete» или «Ksybs-6.3». Сразу следует указать, что данные ресурсы немного отличаются по методам вычислений и приводят различные итоговые составы растворов.
Однако не следует думать, что это критично, разница в вычислениях небольшая. Для самостоятельного бытового строительства часто практикуются запасы прочности бетона, превышающие необходимые величины в несколько раз. Вы также можете увеличить значение прочности нужной смеси, для подстраховки.
Помимо стационарных программ, существуют и размещенные в интернете онлайн-сервисы для подбора композиции бетона. Вы можете воспользоваться одним из них.
Вывод
От того, как грамотно вы подберете компоненты бетонного раствора, зависят многие характеристики полученной конструкции. Очень внимательно отнеситесь к данному процессу, и тогда начатое строительство будет успешным.
Видео в этой статье поможет вам наглядно сориентироваться по этим вопросам, посмотрите!
masterabetona.ru
Свойства бетона и бетонной смеси
Свойства бетона и бетонной смеси
Важнейшими свойствами обыкновенного (тяжелого) бетона являются прочность и долговечность, которые зависят от качества материалов, от метода и качества укладки смеси в форму (или опалубку), от соотношения в бетоне вяжущего, воды, песка и щебня (гравия), от условий твердения.
К бетонной смеси предъявляют требования определенной степени подвижности и удобоукладываемости, что необходимо., ля плотной укладки смеси в опалубку или форму. Бетонная смесь не должна также расслаиваться на заполнители и цементное тесто до укладки и в ее процессе.
Свойства бетона
Прочность бетона. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, поэтому для лучшего использования его механических свойств все бетонные и железобетонные конструкции проектируют из условия передачи на бетон только сжимающих нагрузок.
В отдельных случаях строителей интересует прочность бетона при растяжении, но она невелика и обычно в 10-15 раз меньше прочности при сжатии.
Величина предела прочности при сжатии положена в основу деления бетонов на марки.
Марка бетона устанавливается по пределу прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 20 см, изготовленных из бетонной смеси и испытанных в возрасте 28 суток. До испытания образцы должны храниться во влажных условиях при температуре 15-20°; такие условия твердения бетона называются нормальными.
Усадка бетона может повлечь образование трещин в массивных и длинных конструкциях. Для уменьшения усадки следует избегать применения жирных бетонов (с большим расходом цемента), а использовать крупные заполнители хорошего зернового состава и соблюдать влажный режим твердения бетона.
Стойкость бетона. Долговечность бетонных конструкций зависит от способности бетона сопротивляться внешним воздействиям (воды, мороза, высоких температур). В зависимости от эксплуатационных условий стойкость бетона характеризуется морозостойкостью, коррозийной стойкостью и отношением к действию высоких температур.
Морозостойкость бетона особенно важна для конструкций, находящихся в условиях систематического увлажнения и замерзания. К ним относятся гидротехнические сооружения (плотины, шлюзы), дорожные покрытия, а также фундаменты, наружная поверхность стен и другие элементы зданий. Перед применением в таких конструкциях бетон должен испытываться на морозостойкость и выдерживать без видимых признаков разрушения заданное количество циклов замораживания и оттаивания, не теряя более 25% прочности.
По степени морозостойкости бетоны разделяются на марки Мрз от 10 до 200.
Степень морозостойкости бетона устанавливается проектом в зависимости от вида конструкции, класса сооружения и условий его эксплуатации. Для гражданских и жилых зданий морозостойкость бетона не требуется выше Мрз 50.
Жаростойкость бетона. При длительном воздействии высокой температуры бетон несколько теряет свою прочность, но не разрушается. Это позволяет отнести бетон к огнестойким материалам и применять его для железобетонных дымовых труб и некоторых печей. Специальные жаростойкие бетоны применяются также для футеровок тепловых аппаратов.
Коррозия бетона под действием различных вод и газов чаще всего происходит в результате разрушения цементного камня, поэтому все виды коррозии портландцемента, рассмотренные ранее, остаются справедливыми и для бетона. Кроме того, при выборе заполнителей следует учитывать не только их прочность, загрязненность, зерновой состав, но также и химический состав породы. Иначе в агрессивной среде может произойти разрушение заполнителей, а затем и бетонной конструкции.
Свойства бетонной смеси
Подвижность бетонной смеси. По степени подвижности различают бетонные смеси жесткие, подвижные и литые. Для оценки подвижности бетонной смеси имеется несколько способов. В практике широко применяется способ «осадки конуса», которым устанавливается степень растекаемости и связности бетонной смеси. Испытание производится с помощью металлической формы без дна в виде усеченного конуса высотой 30 см с диаметрами оснований — верхнего 10 и нижнего 20 см. Форма имеет две ручки и два упора.
Конус устанавливают на горизонтальный металлический лист или кусок линолеума, смачивают внутреннюю его поверхность и укладывают бетонную смесь в конус последовательно тремя слоями одинаковой высоты, штыкуют каждый слой 25 раз металлическим стержнем диаметром 16 мм и длиной 60 см с округленным концом. Наполнив конус, поверхность смеси приглаживают вровень с краями формы, после чего строго вертикально поднимают форму за ручки и ставят рядом с полученным образцом бетона. Освободившись от формы, смесь в той или иной мере оседает. Величина осадки в миллиметрах характеризует подвижность бетонной смеси: жесткая смесь не оседает, т.е. осадка ее равна О, подвижная дает осадку от 10 до 180 мм, а литая — более 180 мм. Литые смеси требуют большого расхода цемента для получения заданной прочности бетона и в настоящее время применяются редко.
Одновременно с осадкой устанавливается и степень связности бетонной смеси. Если связность не выходит из пределов нормы, смесь оседает правильно, не разваливаясь, и из нее не вытекает цементное молоко.
Рис. 1. Форма-конус для определения подвижности бетонной смеси: 1 — форма, 2 — ручки, 3 — упоры
Различают два состава бетона: номинальный, рассчитанный для сухих материалов, и полевой (рабочий), для которого учитывается естественная влажность материала.
Самым прочным и долговечным будет бетон наиболее плотный. Бетон высокой плотности может быть получен за счет большого расхода цемента или правильно выбранного соотношения между мелким и крупным заполнителем. Естественно, что второй способ более выгоден. Если соотношение между песком и щебнем (или гравием) выбрано правильно, то в таком бетоне зерна песка заполняют пустоты в щебне, а цементное тесто расходуется на обволакивание зерен заполнителя, обеспечивая этим необходимую подвижность бетонной смеси, и после затвердения — заданную прочность бетона.
Если песка в бетоне недостаточно для заполнения пустот в щебне, то для этого потребуется избыточное количество цементного тес, та. Иначе бетон будет пористым. Если количество песка больше оптимального (наиболее выгодного), то расход цемента тоже будет больше. На обволакивание поверхности мелких зерен песка нужно больше цементного теста, чем на обволакивание зерен крупного заполнителя.
Подбор-состава бетона заключается в следующем. Вначале рассчитывается ориентировочное количество материалов на 1 замес или на 1 мг бетонной смеси при условии получения абсолютно плотного бетона. Затем на этом количестве материалов приготовляется бетонная смесь, проверяется ее подвижность и готовятся образцы для определения прочности бетона.
Если подвижность бетонной смеси не соответствует заданной, то производят корректировку состава бетона способом, приведенным ниже.
Порядок подбора состава бетона следующий: — устанавливают характеристики исходных материалов (цемента, песка и гравия или щебня): их удельные и объемные веса, пустотность гравия (щебня), марку цемента; определяют водоцементное отношение;— устанавливают расход цемента и воды на 1 м3 бетонной смеси, а также расход заполнителей;— проверяют подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси и при необходимости вносят поправки до получения требуемой подвижности;— находят окончательный номинальный состав бетонной смеси; пересчитывают номинальный состав бетонной смеси на полевой;— проверяют прочность бетона при испытании пробных образуют.
Рис. 2. График зависимости подвижности бетонной смеси от расхода воды: а — для бетона на заполнителе наибольшей крупности 10 мм, б — 20 мм, в — 40 мм, г. — 80 мм
Определение расхода заполнителей на 1 мг бетонной смеси. Если исходить из условия получения предельно плотной бетонной смеси, то сумма абсолютных объемов израсходованных цемента, воды, песка и гравия (щебня) на 1 м3 бетона должна быть равна 1000 л.
Абсолютный объем сухих материалов равен весу, деленному на их удельный вес, а абсолютный объем воды (В) соответствует ее весу.
Два первые числа этого уравнения (расход цемента и воды) известны. Остается определить расход песка и щебня, для этого предполагают, что цементно-песчаный раствор (цемент, вода и песок) должен заполнить пустоты в крупном заполнителе. Но если количество раствора будет строго соответствовать объему пустот в крупном заполнителе, то такая бетонная смесь окажется жесткой, неудобоукладываемой, потому что зерна щебня (гравия) будут соприкасаться между собой, и при этом возникнет большое трение. Чтобы получить удобоукладываемую бетонную смесь, следует несколько раздвинуть зерна крупного заполнителя, поместив между ними немного цементного раствора. Он будет выполнять роль смазки и уменьшит трение между зернами щебня (или гравия). Следовательно, количество раствора должно быть несколько большим, чем пустотность крупного заполнителя.
Величина, учитывающая раздвижку зерен щебня цементным раствором, называется коэффициентом раздвижки зерен и обозначается греческой буквой а (альфа). Этот коэффициент бывает тем больше, чем подвижнее нужно получить бетонную смесь. Для жестких бетонных смесей он равен 1,05-1,10 (т. е. раствора берут на 5-10% больше объема пустот в крупном заполнителе), а для подвижных смесей его принимают равным 1,20- 1,30 и более.
Проверка подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси. После предварительного расчета состава делают пробный замес бетонной смеси (объемом 10 л), определяют осадку конуса и удобоукладызаемость, если бетонная смесь получилась менее подвижной, чем требуется, увеличивают количество цемента порциями по 10% от первоначально взятого и одновременно добавляют соответствующее водоце-ментному отношению количество воды. Если же смесь оказалась слишком подвижной, то добавляют песок и щебень тоже порциями (10% первоначального количества), проверяя при этом каждый раз осадку конуса и удобоукладываемость.
При подборе состава бетона рекомендуется одновременно производить три замеса, отличающихся расходом песка. В первом замесе расход песка равен расчетному, а в других на 10 и 20% больше. Из трех составов выбирают тот, в котором меньше расход цемента при заданной подвижности смеси.
Пересчет номинального состава бетонной смеси на полевой. Номинальный состав бетонной смеси пересчитывается на полевой на основании установленной естественной влажности песка и гравия (щебня).
Количество влажных заполнителей увеличивается настолько, чтобы содержание в них сухого материала равнялось расчетному, а количество вводимой в замес воды уменьшается на величину, равную содержанию воды в заполнителях.
Проверка прочности бетона. Из подобранного состава бетонной смеси готовят бетонные образцы кубической формы размером 20×20×20 см, уплотняя при этом смесь вибрированием или штыкованием. До момента испытания образцы должны выдерживаться в нормальных условиях.
В результате произведенных расчетов получен следующий ориентировочный номинальный состав бетона: цемента — 235 кг\ воды — 190 л; песка — 614 кг; щебня — 1370 кг. Водоцементное отношение 0,81.
Принимая этот состав бетона за исходный, готовим 10 л бетонной смеси. Количество материалов на этот замес берем в 100 раз меньше рассчитанного: цемента 2,35 кг, воды 1,9 л, песка 6,14 кг, щебня 13,7 кг.
Второй состав бетона дал требуемую осадку конуса 50 мм, а показатель удобоукладываемости ее составил 15 сек. Тогда номинальный состав бетона будет следующий: цемент — 259 кг\ вода — 209 л; песок — 614 кг; щебень — 1370 кг.
Из бетона второго состава приготовляем шесть образцов размером 20X20X20 см и испытываем три образца через 7 дней и оставшиеся 3 — через 28.
Если средний предел прочности при сжатии образцов в возрасте 28 дней окажется либо равным, либо превышающим не более чем на 15% заданную марку бетона (200), то этот состав бетона считается удовлетворяющим заданию. Если же средний предел прочности образцов будет меньше или превысит более чем на 15% заданную марку бетона, — следует соответственно увеличить или уменьшить на 10% расход цемента. Затем снова приготовить и проверить подвижность, удобоукладываемость и прочность бетона с новым расходом цемента.
Приведенный выше состав бетона дает объем бетонной смеси несколько больший, чем 1000 л. В данном случае, разделив расходы сухих материалов на их удельные веса и сложив полученные таким образом абсолютные объемы цемента, воды, песка и щебня, получим абсолютный объем бетонной смеси, который составит 1100 л. Превышение в 100 л объясняется тем, что был увеличен на 20% объем цементного раствора для раздвижки зерен крупного заполнителя (коэффициент раздвижки зерен был принят равным 1,20) и на 10% -абсолютный объем цемента и воды для получения бетонной смеси заданной подвижности.
В данном случае, чтобы расход материалов точно соответствовал 1000 л бетонной смеси, следует расчетное количество всех материалов уменьшить на 10%, так как 100 л составляет 10% от 1000 л.
Тогда окончательный номинальный состав бетона будет равен:цемент — 233 кг;вода — 188 л;песок — 553 кг;щебень — 1233 кг.
Обозначается этот состав бетона таким образом: при расходе на 1 м3 бетона 233 кг цемента и при водоцементном отношении — 0,81 отношение сухих материалов будет 1: 2,37: 5,30 (по весу).
При выражении состава бетона по объему требуется вес материалов перевести в насыпной объем.
По техническим соображениям для бетона в зависимости от условий службы конструкций установлены допустимые наименьшие расходы цемента. Если при подборе состава бетона расход цемента меньше, указанного ниже, его следует соответственно увеличить.
Так, для надземных конструкций, не подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, минимальный расход цемента установлен для неармированных конструкций 200 кг, а для армированных 225 кг на 1 м3 бетона. В конструкциях, подверженных замерзанию в насыщенном водой состоянии, расход цемента на 1 м3 бетона соответственно увеличивается на 25 кг. Для неармированных конструкций расход цемента составит 225 кг/м3, а для армированных — 250 кг/м3. Если же эти конструкции дополнительно испытывают напор воды, минимальный расход цемента установлен еще выше: для неармированных — 250 кг/м3, для армированных — 275 кг/м3.
Читать далее:Битуминозные кровельные и гидроизоляционные материалыАсфальтовые и дегтевые растворы и бетоныДегти и пекиПриродные битумыБитуминозные материалыНеорганические теплоизоляционные материалыОрганические теплоизоляционные материалыАсбестоцементные изделияМатериалы и изделия на основе магнезиальных вяжущих веществИзделия на основе гипса
stroy-server.ru
