Составные части бетонных смесей

Бетон это искусственный камень, состоящий из смеси вяжущего, воды и заполнителей: мелкого (песок) и крупного (щебень, гравий). Бетон в жидком виде можно заливать в любую форму, на этом основано изготовление бетонных конструкций. Особенно широко в индивидуальном жилищном строительстве при строительстве стен, фундаментов и цоколей применяется шлакобетон.

Бетон является искусственным камнем, который изготавливается из смеси вяжущего,воды и заполнителей, измеряется в кубометрах.

На увеличение прочности бетона влияет усиление его металлической арматурой.

Производством таких изделий в основном занимаются заводы железобетонных изделий (ЖБИ), где имеются лаборатории, в которых можно произвести расчет бетонной смеси.

В индивидуальном жилищном строительстве для приготовления бетонной смеси используются те же вяжущие материалы, что и при выполнении каменных работ (цемент, глина, известь). Гипс (алебастр) применяется для строительства шлакобетонных внутренних стен и перегородок. При соединении с гипсом опилок создается непроседаемый опилкобетон.

Составные части бетонной смеси

Поэтапная схема приготовления бетонной смеси.

Крупным заполнителем бетона считается шлак, щебень и гравий.

Щебень – строительный материал, представляющий собой дробленый до 8 см кирпич или камень.

Гравий – строительный материал (крупный заполнитель), который представляет собой мелкий камень, добываемый в карьерах. У него окатанные грани, и при использовании в качестве крупного заполнителя (по сравнению со щебнем) при одном и том же количестве вяжущего он дает менее прочный бетон. При добыче гравия в карьере возможно его загрязнение глиной, поэтому перед началом загрузки в смесь его тщательно промывают водой, иначе бетон будет слабым.

От прочности щебня напрямую зависит качество бетона. Щебень, сделанный из таких прочных камней, как диорит, гранит, песчаник и другие, обладает большим весом и является хорошим теплопроводником, поэтому стены из бетона с таким щебнем приходится делать утолщенными (холодный бетон). Гранитный щебень применяется только в холодных конструкциях (фундаменты, столбы).

Для строительства бетонных стен в основном применяются пористые и легкие заполнители: пемзовый щебень, пенобетонные куски, керамзит, кирпичный. В индивидуальном жилищном строительстве широко применяется просеянный шлак, как мелкий, так и крупный, который заменяет гравий.

Конструкция столбчатого бутового фундамента в пучнистых и непучнистых грунтах.

Бетон, приготовленный из смеси цемента, воды и шлака, в котором более 20% несгоревшего угля, не обладает высокой прочностью, что следует учитывать при строительстве. Он плохо противостоит воздействию влаги и морозов. В местности, где есть гравийные карьеры и нет песчаных можно готовить смеси бетона, в состав которых входит вяжущий строительный материал и гравий размером 5-50 мм (наилучший размер для качественного бетона – 10-20 мм). Можно применять и кирпичный щебень таких же размеров.

Крупнопористый (беспесчаный) бетон состоит из густого цементного теста, который, обволакивая поверхность кусков щебня или гравия, не заполняет пространство между ними. Для предотвращения появления трещин и в целях экономии вяжущего строительного материала в цементное тесто как заполнитель вводится песок (речной или горный).

Песок, добываемый в карьерах, имеет остроугольную форму, что улучшает прочность сцепления вяжущего строительного материала с песком. Речной песок больше подходит для приготовления штукатурных растворов.

Вяжущие строительные материалы

Соотношение между компонентами покупной бетонной смеси для стяжки полов

В основном это порошкообразные или кусковые строительные материалы. При соединении в определенной пропорции с водой они связывают отдельные кирпичи, песчинки, камни. Цемент, известь, гипс, глина и другие материалы применяются для приготовления строительных растворов и бетонов. Цемент – порошок разных оттенков. Цементы различают по наименованию (например: обыкновенный портландцемент, шлакопортландцемент и т.д.) и маркам. Бывают цементы марок 100, 200 и т.д. (до 600). Марка цемента обозначает величину давления в килограммах на 1 см² поверхности, при котором разрушается затвердевший цементный камень. Чем выше его марка, тем меньшее количество его расходуется для получения раствора и тем прочнее получается затвердевший раствор.

Для малоэтажного строительства в обычных условиях пригодны цементы самых низких марок (М200, М300). Цементы высоких марок (М400, М600) применяют для тех частей здания, которые будут находиться в условиях постоянной влажности (фундаменты ниже грунтовых вод, ямы).

Таблица 1

В таблице указано числовое соотношение количества цемента разных марок для приготовления растворов одинаковой прочности. Эта зависимость дается в виде коэффициентов – чисел, на которые надо умножить количество цемента марки М200, чтобы получить искомое количество цемента другой марки.

Схема определения подвижности (величины осадки конуса) бетонной смеси.

Пример: имеется раствор состава 1:5 (соответственно цемент и песок) при марке цемента 200. Для приготовления раствора той же прочности состав последнего будет 0,8:5.

Известь комовая перед применением должна быть погашена водой. При соединении с водой она в 4 раза увеличивается в объеме и разогревается. В зависимости от сорта извести определяется количество воды для гашения. От скорости и полноты распада кусков определяется сорт извести.

Первый сорт – куски извести распадаются за 10 мин. Заливаются водой на всю высоту слоя.

Второй сорт – куски извести распадаются в течение 15-25 мин. Заливаются водой на половину высоты, в дальнейшем воду добавляют до нужной консистенции известкового раствора после гашения.

Третий сорт – куски извести распадаются дольше 30 мин. Вода для гашения такой извести должна быть горячей и заливается небольшими порциями. Перед приготовлением известкового раствора в больших объемах необходимо сделать пробный раствор с небольшим количеством извести.

В строительных организациях, имеющих свои лаборатории, состав бетонной смеси определяют в соответствии с СНиП 52-01-2003 года. Предварительный расчет состава бетона (цемент, вода, заполнители, армирование) ведется по формулам в абсолютных объемах с учетом предъявляемых требований:

• долговечность;
• экономичность;
• прочность.

Состав бетонной смеси в ИЖС

Таблица для получения определенной марки бетона из цемента марки М 500 .

При индивидуальном жилищном строительстве, когда нельзя произвести исследования качества тяжелого бетона, застройщику нужно знать, что для состава цементного раствора количество воды и цемента одинаково и добавляется 0,07 от количества песка. Пример: в растворный ящик положена одна весовая часть (ведро) цемента и 7 весовых частей (ведер) песка; необходимое количество воды будет равным (расчет: 1+7×0,07=1,49) 1,5 ведра. При приготовлении бетонной смеси данное количество воды сначала может показаться недостаточным, но при более тщательном перемешивании вода снова выступит, так как в растворе не останется воздушных пробок.

Чтобы произвести расчет необходимого количества тяжелого бетона для строительства фундамента, нужно знать геометрические формулы расчета объемов. Строительство фундамента – самая большая статья затрат, и при расчете желательно не ошибиться, так как от него зависит количество закупаемых строительных материалов.

При повышении марки цемента на 100 количество заполнителя (мелкого и крупного) в формуле тяжелого бетона можно увеличить на одну объемную единицу, разложив ее соответственно на крупный и мелкий заполнитель. Например, при цементе М200 состав бетона 1:10 (цемент:песок); при цементе М300 состав бетона будет 1:11 и т.д.

С бетонной смесью, содержащей небольшое количество воды, работать труднее, она обладает большей трудоемкостью, но такие смеси, называемые жесткими, прочнее пластичных и быстро схватываются.

Таблицы для расчета смеси бетона в лабораторных условиях

В зависимости от места будущего применения бетона определяется его состав.

Значение водоцементного отношения (ВЦ)

Таблица 2

Расчет количества воды и песка в бетонной смеси

Таблица 3

Для расчета расхода строительных материалов на 1 м³ тяжелого бетона, обладающего требуемыми свойствами, должна быть определена его подвижность, которую в лабораторных условиях определяют по осадке конуса бетона (ОК) или по расплыву конуса (РК).

Для определения подвижности необходимы такие инструменты:

Кельма – это отшлифованная лопатка, которая необходима в строительстве при кладке блоков и удаления из швов излишек раствора.

• конус из листовой стали (1,5 мм.), высота которого 30 см, ширина верхнего основания 10 см, ширина нижнего – не более 20 см;
• стальная линейка, выполненная по ГОСТ 427;
• кельма;
• лист водонепроницаемого материала, размерами более 700×700 мм (пластмасса или металл);
• прямой, гладкий металлический стержень с закругленными концами.

Конус плотно устанавливают на гладкий, смоченный водой лист и заполняют его в три приема бетонной смесью разной консистенции. Слои должны быть одинаковой высоты. При укладке каждого слоя их штыкуют металлическим стержнем 25 раз. Время на заполнение конуса должно быть не более 3 мин.

Снятие конуса производится строго вертикально в течение 5-7 сек. Конус ставится рядом с бетонной смесью, на него кладется рейка. Расстояние от рейки до осевшего бетона определяет его пластичность. Чем больше содержание воды в смеси, тем больше она оседает: жесткая – 0-2 см, пластичная – 6-14 см, литая – 17-22 см.

Например: нужно сделать расчет расхода материалов на 1м³ бетона марки М200.

В лабораторных условиях определена подвижность тяжелого бетона (ОК) – 5 мм.

Размер щебня равен 40 мм.

Водоцементное соотношение В/Ц=0,69.

Плотность для портландцемента 1,3 кг/см³ (условная единица, принимается в уплотненном состоянии). При этом истинная плотность без добавок составляет 3,05-3,15 г/см³

Необходимо сделать расчет расхода цемента (М 400) на 1м³.

Формула: Ц (цемент)=В (вода)/ВЦ(водоцементный раствор).

По таблице 2, 3 находим значения В:(В/Ц) при применении заполнителем щебня (40 мм) и песка 41%.

Расчет: Ц=185:0,69=268 кг.

Расчет количества щебня и песка в 1м³ бетонной смеси.

Формула: А=1000-(Ц/Yп)+В

Где: А – абсолютный объем,

Ц – цемент,

В – вода,

Yп – плотность для портландцемента.

Расчет: А=1000-(268/3,1)+185=729 л.