Состав бетонной смеси и водоцементное отношение

Что такое водоцементное отношение для бетона и почему его нужно учитывать

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

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

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

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

Предварительный расчет

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

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

Требования к материалам

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

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

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

Определение количества воды

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

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

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

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

Жесткий бетонный раствор

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

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

Пробный замес

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

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

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

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

Советы по работе с бетоном М75

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

О чем нужно помнить:

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

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

1. Определение водоцементного соотношения

— активность (марка) цемента

А — коэффициент, зависящий от вида бетона и качества заполнителей

Ц/В — соотношение цемента и воды

Для обычных бетонов

Для высокопрочных марок М500 — М800

Характеристика заполнителей и вяжущего

У нас – бетон товарный, заполнитель – щебень (это рядовой заполнитель среднего качества). →А₁=0,6 Простейшие математические преобразования приводят к формуле водоцементного соотношения для обычных бетонов: В/Ц=А₁Rц/(Rб+0,5А₁Rц) (Для обычных бетонов Ц/В=1,25-2,5 (В/Ц>=0,4)) У нас указан только класс бетона. Требуемую прочность бетона рассчитаем по формуле: R_б = 1,1*М, МПа, где М – марка бетона. У нас класс бетона В10, следовательно, марка бетона М150. R_б = 1,1*М = 1,1*15 = 16,5 МПа

2. Определение расхода воды Оптимальное количество воды в бетоне обеспечивает его удобоукладываемость (подвижность); для этого применяем таблицу расхода воды в л(кг) на 1м 3 бетонной смеси:

Характеристика бетонной смеси

Наибольшая крупность заполнителя d_g, мм

Осадка конуса (ОК), см

Примечание: — при изменении модуля крупности заполнителя на каждые 0,5 в большую сторону расход воды уменьшается на 5 л/м 3 Таким образом, в нашем случае расход воды составит 250-50=200 л/м 3

3. Вычисление расхода цемента Определяем расход цемента по простейшей формуле из самого определения водоцементного отношения: Ц=В/(В/Ц) где Ц — расход цемента; В – расход воды; В/Ц – водоцементное отношение Ц=В/(В/Ц) = 200/0,82 = 243,90 кг≈244 кг

4. Проверка минимального расхода цемента Необходимо сверить полученный расход цемента с минимально допустимым, используя данные таблицы:

Условия эксплуатации бетона

Уплотнение вибрацией

Без вибрации

Постоянно соприкасается с водой, подвержен частому замораживанию и оттаиванию

Не защищен от атмосферных воздействий

Защищен от атмосферных воздействий

Для нашего варианта бетона, не защищенного от атмосферных воздействий и укладываемого без вибрации, минимум расхода цемента 250 кг. Значит, мы взяли при расчете недостаточно цемента на 1 м 3 . Из условия получения плотной структуры бетона расход цемента увеличивают до требуемой нормы, соответственно увеличивая расход воды, чтобы сохранить рассчитанное В/Ц. Тогда расход воды должен составить: (4,1*250)/5 = 205 л/м 3 Получили:

расход цемента 250 кг/м 3

расход воды 205 л/м 3

Проверим водоцементное отношение: 205/250 = 0,82 → не изменилось.

5. Определение расхода крупного заполнителя Прежде, чем рассчитать расход крупного заполнителя (щебня или гравия), необходимо выбрать коэффициент раздвижки зерен, который характеризует заполнение раствором пустот между зернами щебня.

Расход цемента, кг, на 1 м 3 бетона

Для нашего варианта расход цемента 250 кг на 1 м 3 , и при водоцементном отношении 0,82 получаем К_раз=1,38 Теперь можно рассчитать расход крупного заполнителя (щебня или гравия) по формуле: К=1/(αК_раз/ρ_нас. _к+1/ρ_к),

где: К – расход крупного заполнителя на 1 м 3 ; α – межзерновая пустотность крупного заполнителя; ρ_нас.к – насыпная плотность крупного заполнителя; ρ_к – истинная плотность крупного заполнителя. Для нашего варианта получаем: К=1/(0,405*1,38/1460+1/2690)=1324,5 кг

6. Определение расхода песка Расход песка рассчитывается как остаток от кубометра за вычетом гравия, воды и цемента через плотность песка: П=[1-(Ц/ρ_ц+В/ρ_в+К/ρ_к)]ρ_п, где П – расход песка; Ц – расход цемента; ρ_ц – плотность цемента истинная; В – расход воды; ρ_в – плотность воды; К – расход крупного заполнителя; ρ_к – плотность крупного заполнителя истинная; ρ_п – плотность песка истинная. Для нашего варианта получаем: П=[1-(250/3030+205/1000+1324,5/2690)]*2630=581,2 кг

7. Определение плотности смеси Поскольку все расчеты велись для одного кубометра, то расчетная плотность бетонной смеси просто совпадает с суммой расхода всех компонентов: ρ р _б.с.=Ц+В+П+К Для нашего варианта получаем: ρ р _б.с.=250+205+581,2+1324,5 = 2360,7 кг/м 3

8. Определение коэффициента выхода Бетонная смесь по объему получается неизбежно меньше, чем объем составляющих ее компонентов из-за более плотной их упаковки в смеси, чем по отдельности. Поэтому немаловажное значение для расчета потребности материалов и бетонной смеси имеет коэффициент выхода, рассчитываемый по формуле через расход материала и его насыпную плотность: β=1/(Ц/ρ_нас.ц.+П/ ρ_нас.п.+К/ ρ_нас.к.), где ρ_нас. – насыпные плотности, соответственно, цемента, песка, крупного наполнителя. Для нашего варианта получаем: β=1/(250/1050+581,2/1560+1324,5/1460)=0,659 или 65,9%

9. Определение состава смеси Для нашего варианта получаем: Ц: П: Щ = 250: 581,2: 1324,5, сократим на 250 приблизительно и получим: Ц: П: Щ = 1: 2,3: 5,3 при В/Ц=0,82 и подробно: Цемент – 250 кг; Песок – 581,2 кг; Щебень – 1324,5 кг; Вода – 205 л.

Состав бетона

Товарный бетон (приготовленная в заводских условиях бетонная смесь) состоит из 4 главных компонентов. Это цемент, песок, щебень и вода, которые замешивают, придерживаясь определенной пропорциональности. Без щебня смесь получится совершенно другой и будет называться цементным раствором или пескобетоном с той лишь оговоркой, что в пескобетоне используется песок большего модуля крупности.

Чтобы получить бетон, компоненты для его приготовления применяют в следующем весовом соотношении:

• цемент — 1 доля;
• песок — 2 доли;
• щебень — 4 доли;
• вода — 0,5 доли.

Например, с 330 кг цемента используется 600 кг песка, 1,25 т щебня и 180 л воды. Цифры неточные, так как на практике большое значение имеет требуемая марка бетона, свойства используемых песка и щебня, марка цемента, использование или неиспользование пластификаторов, иных добавок и многие другие факторы. Условно говоря, если использовать цемент марки М-400, бетон получится соответствующим марке М-250, а с цементом М-500 марка бетона тоже повысится — до М-350. Вот почему при изготовлении бетонной смеси на заводе в расчет берут несколько десятков параметров.

Цемент и вода

Вода и цемент — основные компоненты бетона, которые выполняют главную функцию: связывают все составляющие смеси в единую цельную структуру. Одна из главных задач при производстве бетона — добиться правильного водоцементного соотношения. Причем речь идет не просто о количестве этих компонентов, а об учете таких характеристик, как влажность применяемого щебня и песка, степень их влагопоглощения и других подобных.

В процессе гидратации (контактирования с водой) цемент может схватываться и твердеть, в результате образуется цементный камень. Многие потребители сталкиваются с этим явлением в быту, когда, например, открывают мешок цемента, пролежавший длительное время в условиях сырости. Казалось бы, камень и так самодостаточен, для чего в этом случае вводить в смесь и другие компоненты? Дело в том, что цементный камень склонен к деформациям. Его объемная усадка может доходить до 2 мм/м. Несмотря на невысокий показатель, усадочные процессы приводят к внутренним напряжениям и образованию микротрещин, которые не видны, но отрицательно сказываются на прочности и длительности службы цементного камня. Уменьшить такие деформации позволяет введение в состав готовящейся смеси заполнителей.

Щебень и песок

Щебень используется в качестве крупного заполнителя, песок — мелкого. Роль этих компонентов в составе бетонной смеси — создать структурный каркас, противостоящий усадочным напряжениям. Благодаря добавлению заполнителей готовый бетон характеризуется меньшей усадкой. Кроме того, увеличивается его прочностной показатель и модуль упругости, т. е. конструкция меньше деформируется под воздействием нагрузки, уменьшается ползучесть, при которой бетон деформируется из-за длительных нагрузок. Помимо прочего, заполнители удешевляют материал, ведь цемент стоит намного дороже, чем песок или щебенка.

Прочность щебня подбирается исходя из расчетной марки бетона: щебень должен быть прочнее примерно в 2 раза. Объясняется эта закономерность тем обстоятельством, что проектная марка бетона всегда ниже реальных прочностных характеристик, которые он набирает спустя полгода-год. Тогда как прочность щебня со временем остается прежней. Поэтому на практике разницу между прочностными показателями стараются свести к минимуму, хотя делается это в виде нерегламентированного проектными нормативами запаса прочности.

При использовании щебня важно учитывать еще много других нюансов, в том числе лещадность, процентное количество зерен слабых пород. Большое внимание уделяется видам щебня, основные из которых следующие:

• Известняковый. Марка по прочности — 500-600. Отдельные виды наполнителя из известняка (до 800) подходят для производства бетона до марки по прочности М-350. Но из-за низкой морозостойкости известняк обычно не применяется при изготовлении высоких марок бетона. Его используют для получения марок от М-100 до М-300.
• Гравийный. Прочностных показателей основных видов гравия, как правило, достаточно для производства бетона до М-450. Это самый часто используемый вид наполнителя. Ему присущи все качества, нужные для получения разных типов бетонных смесей. Бетон на гравии получается в меру прочным и недорогим, что актуально для индивидуального строительства. К тому же радиационный фон такого материала меньше, чем гранитного.
• Гранитный. Относится к самым прочным среди других видов щебня. Отличается также более высокими показателями морозостойкости и низким водопоглощением. Поэтому используется в наиболее ответственных конструкциях, например, обязателен к применению (и не может быть заменен на другой в соответствии с ГОСТ) при строительстве дорог.

Процесс приготовления бетонной смеси

Если перевести весовые доли, указанные в начале статьи, в объемные, то получится, что для приготовления 1 м3 бетона требуется следующее количество материала:

• цемент при средней насыпной плотности 1300 кг/м3 — 0,25 м3;
• вода — 0,18 м3;
• щебень при плотности 1350 кг/м3 — 0,9 м3;
• песок при плотности 1400 кг/м3 — 0,43 м3.

При сложении показателей общий объем оказывается равным 1,76 м3. Как такой объем помещается в 1 м3 бетона, можно понять, рассмотрев простой пример. Если взять обычную литровую банку и заполнить щебенкой, то между зернами останется много межзерновой пустотности, т. е. свободного места. Эту пустотность можно засыпать, потряхивая и помешивая, двумя стаканами песка, стаканом цемента и залить стаканом воды. В результате всё вмещается и получается плотная консистенция. После этого бетон быстро начинает твердеть. Снова придать приготовленной смеси пластичности помогает вибрирование и перемешивание.

Готовая бетонная смесь имеет определенный буквенно-цифровой индекс и описывается с обязательным указанием марки (М) и класса (В) по прочности, подвижности (П), водонепроницаемости (W) и стойкости к морозу (F).

Из каких компонентов состоит бетон? Соотношение компонентов

Бетон – это важная составляющая практически любой работы. На возводящемся объекте предполагается этап бетонирования. Это может быть, например, фундамент, перекрытия, стены, пол, отмостка. Потребности крупномасштабного строительства обеспечиваются за счет товарной бетонной смеси, производимой заводами. Индивидуальные застройщики и хозяева частных домов предпочитают готовить раствор самостоятельно, экономя таким способом деньги. Если промышленный метод гарантирует контроль качества продукции, то частникам нужно самим следить за правильными пропорциями закладки компонентов, соблюдением последовательности замешивания и заливки смеси. Достигнуть нужного результата в бетонировании можно только неукоснительно следуя инструкциям и технологическим схемам.

Компоненты и пропорции

Бетонная смесь всегда готовится на основе 4 составляющих. Это:

• цемент;
• песок;
• вода;
• крупный заполнитель.

Все пропорции ориентируются на цемент. При этом важным показателем является его марка. Например, для одних видов бетона достаточно взять вяжущее М400, а для других обязательным условием будет использование М500 или шлакопортландцемента.

Базовое соотношение, часто применяемое на практике, составляет Ц:П:Щ:В = 1:3:5:0,5. Например, чтобы приготовить смесь на основе 100 кг вяжущего, нужно добавлять 300 кг песка, 500 кг щебня и 50 л воды. Тем, кто предпочитает замешивать бетон своими руками, будет легче определиться по количеству компонентов «в ведрах». О точности в таком случае говорят только условно. На 1 ведро вяжущего берется 2 ведра песка, 3 – щебня и приблизительно полведра воды.

Рассчитать ингредиенты можно для любого объема. Профессионалы утверждают, что для получения 1 м³ бетонной смеси разных марок нужно брать точный объем цемента. В таблице выйдет проследить эти данные. Соответственно, потом определяется количество щебенки, песка и воды, исходя из соотношений для необходимой марки.

В составе бетона порядка 10 % занимает цемент. На заполнители приходится 80-85%. Различают 2 их вида: мелко- и крупнозернистый. Роль наполнителя – формирование и создание жесткого бетонного «скелета», уменьшающего усадку и предотвращающего образование трещин и сколов в конструкции.

Мелкий заполнитель – это песок. Он должен быть максимально очищенным от примесей. Наиболее ценится речной. В карьерном могут присутствовать примеси (суглинки, комки глины). Хозяева частных домовладений не всегда соблюдают требования к чистоте песка и допускают засыпку загрязненного материала в емкость для замешивания. В ближайшем овраге, лесу или на берегу реки они набирают в ведра песок, и, не просеивая его, отправляют в бетоносмеситель. Как правило, готовый состав содержит «инородные тела», такие как стебли травы, корешки растений, грунт.

Что касается крупного наполнителя, то здесь допускается несколько вариантов: щебень, гравий, отсев, битый кирпич, раздробленные куски застывшего бетона.

Использование каждого из перечисленных видов регламентируется типом работ. Для черновой заливки в качестве заполнителя вполне подойдут битые куски бетона, дробленый кирпич. Выполняя чистовое бетонирование, следует добавлять щебень (5-20 мм), гравий и отсев.

1. Обзор разных видов
2. Бетонная смесь для фундамента и отмостки

Обзор разных видов

1. Легкие бетоны.

Марки ниже М200 считаются легкими. Их используют только для подготовительных работ. Например, из М100 заливается подушка для фундамента, тонкий слой под отмосткой либо монолитной плитой. Активное применение легкий бетон находит в дорожном строительстве. Готовая смесь содержит очень малое количество цемента (167 кг на 1 м³). Этого едва хватает для связывания заполнителя. Стандартные пропорции состава Ц:П:Щ=1:4,6:7.

Бетонная смесь М100 обладает низкими показателями морозостойкости (50 циклов) и водонепроницаемости (W2). Невысокие требования выдвигаются и к заполнителям. Кроме того, при изготовлении «тощего» бетона не используются добавки.

Один из самых распространенных видов. Его показатели морозостойкости (100 циклов) и водонепроницаемости позволяют применять бетон в самых различных строительных процессах. Улучшить качественный состав материала позволяют также добавки и пластификаторы.

Тяжелая бетонная смесь М200 подходит для обустройства ленточных фундаментов под одно- и двухэтажными строениями, заливки отмосток, полов, стяжек, плит перекрытия. В промышленных целях марка используется при производстве железобетонных перемычек, плит забора, колец, ограждений.

На 1 м³ понадобится почти 10 мешков весом 25 кг каждый, точнее – 241 кг. Базовые пропорции компонентов бетона определяются так: Ц:П:Щ=1:2,8:4,8. Соотношения ингредиентов рассчитаны, исходя из цементной марки М400. Измеряя в ведрах, добиться такой точности достаточно сложно.

Изготовляется в том же соотношении, что и М200, но за счет добавок имеет более высокие параметры морозостойкости, водонепроницаемости, пластичности. Качественные показатели материала при том же количестве основных компонентов можно улучшать за счет изменения вида заполнителя. Самым лучшим вариантом будет гранитный щебень.

Область применения М250 аналогична марке М200:

• строительство зданий;
• обустройство фундаментов, ростверков;
• заливка плит перекрытий, полов.

Второй по популярности вид после М200. Применяется для создания ответственных конструкций, дорог, заливки лестничных маршей. Незаменим при производстве прочной тротуарной плитки. Соотношение компонентов рассчитывается как 1:1,2:2,7. Для 1 м³ необходимо 320 кг цемента марки М400.

Состав бетонной смеси на 1м³ бетона определяется из пропорций: Ц:П:Щ=1:1,5:3,1 (цемент М400) или Ц:П:Щ=1:1,9:3,6 (цемент М500). Материал используется для заливки аэродромных плит, строительства крупных объектов, производства железобетонных изделий. Для бытовых целей практически не применяется.

Состав и пропорции бетона принято брать такими – Ц:П:Щ=1:1,1:2,5. Подходит для обустройства полов особой прочности (производственные цеха, подвалы, мастерские, гаражи), а также для фундаментов. В случае проведения индивидуального строительства (бетонирования) правильного соотношения компонентов достичь несложно. Измерение «в ведрах» предполагает, что разницу между количеством песка и цемента, составляющую всего одну десятую (0,1), можно учесть, насыпав емкость с «горкой».

Можно обобщить сведения о составе бетона и соотношении компонентов в таблице.

Пропорции для цемента

Бетонная смесь для фундамента и отмостки

Обустройство различных фундаментов и заливка отмосток – часто выполняемые работы в индивидуальном строительстве. Большинство хозяев предпочитает проводить эти процессы собственными силами. Состав бетона всем известен, а соотношение вяжущего М400 и наполнителей определяется в ведрах как 1:3:5:0,5. При этом важно помнить, что указанные пропорции дают на выходе М200. Если требуется другая марка по прочности и параметрам, следует менять количественные показатели.

С увеличением процентного соотношения добавок улучшается состав смеси. При этом пропорции бетона для фундамента или отмостки не меняются. На упаковке любой присадки или пластификатора есть инструкция. Добавляя средство в раствор, необходимо соблюдать рекомендации. Чрезмерное «увлечение» добавками чревато негативными последствиями.

1. Нюансы бетона для отмостки.

Отмостка как элемент строительства выполняет сразу 2 важные функции:

• защиту фундамента от размывания;
• эстетическую.

Поэтому конструкция должна быть водонепроницаемой, морозоустойчивой, прочной. Для ее обустройства применяется бетонная смесь М200 (класс В15) и выше. В состав входят стандартные компоненты. Важно только взять правильный щебень и чистый просеянный песок. Камень может быть горного происхождения, подойдет и речной гравий. Необходимая фракция – 5-20 мм.

Советы специалистов по поводу соотношения такие: Ц:П:Щ:В = 1:3:4:0,5. На 1 м³ смеси, приготовленной по классической рецептуре, понадобится 280 кг вяжущего М400, 840 кг песка, 1400 кг щебня, 190 л воды.

Замес начинается соединением цемента и воды. Причем количество жидкости должно быть минимальным. По технологии предполагается, что вода полностью впитывается вяжущим. Излишки жидкости негативно сказываются на прочности. Далее в водно-цементную массу добавляются части песка и щебня.

2. Изготовление бетонной смеси для фундамента.

Марка определяется, исходя из параметров строящегося объекта. При этом учитываются:

• тип грунта;
• вес здания;
• тип армирования;
• наличие или отсутствие цоколя.

Минимально допустимая марка – М150. Ее используют на песчаных грунтах при строительстве хозяйственных и вспомогательных помещений. Если почва глинистая, то применяется смесь М200 и выше. Эта разновидность или М300 подходит для обустройства ленточного фундамента зданий этажностью 2-3 этажа.

Соотношение компонентов при приготовлении фундаментного бетона определяется как Ц:П:Щ=1:2,8:4,8 (цемент М400). На практике пропорции обычно округляются до 1:3:5, чтобы удобнее было считать в ведрах.

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.

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

Водоцементное соотношение

в/ц = 0,4

в/ц = 0,5

в/ц = 0,6

Марка морозостойкости

Твердение в атмосферных условиях

Твердение в воде

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

При меньшем количестве воды в бетонной смеси бетон быстрее набирает прочность, особенно в первые дни твердения. Однако в дальнейшем на сроке в три месяца и на сроке в один год, бетон с меньшим водоцементным соотношением будет иметь меньшую прочность.

Относительная прочность бетона через сут.