Состав бетона — соотношение цемента, песка и щебня
Бетон представляет собой универсальный строительный раствор с широкой сферой применения: от заливки фундамента до тротуарной плитки. Вяжущим компонентом (самым дорогим) в нем является цемент, для увеличения прочности и объема в смесь вводятся щебень или гравий, а для равномерного заполнения пустот — мелкофракционный песок.
В некоторых случаях используются специальные присадки и добавки-пластификаторы: армирующие, гидроизоляционные или противоморозные, но их процентная доля в общей массе весьма незначительна. От выбранных пропорций приготовления бетона напрямую зависят его свойства и эксплуатационные характеристики: прочность, сопротивление нагрузкам и деформациям, водонепроницаемость. Также многое связано с чистотой и качеством компонентов, для получения раствора определенной марки необходимо подбирать соответствующие стройматериалы.
При проведении расчета соотношения используемых ингредиентов, за единицу измерения принимается количество цемента. Пропорции исчисляются весом или объемом, чаще всего под одной частью подразумевается 10 кг или 1 ведро стройматериалов. На практике это означает, что если рекомендуемое нормами соотношение составляет 1:2:4, то для 10 кг цемента потребуется 20 песка и 40 щебня или гравия. Вода, как правило, не указывается, подразумевается, что ее расход стандартный (1:0,5), то есть для упомянутого примера нужно развести сухие компоненты пятью литрами. Многое зависит от марки связующего, для приготовления раствора с высокими прочностными характеристиками обычно применяется портландцемент М400 или М500. Соотношение компонентов определяется СНиП 5.01.23-83, в частности:
| Марка бетона | Пропорции, Ц:П:Щ, кг | Итоговое количество бетона, получаемое из 10 л цемента, л | Соотношение песка и щебня на 10 л цемента, л |
| 100 | 1:4,6:7,0 | 78 | 41:61 |
| 150 | 1:3,5:5,7 | 64 | 32:50 |
| 200 | 1:2,8:4,8 | 54 | 25:42 |
| 250 | 1:2,1:3,9 | 43 | 19:34 |
| 300 | 1:1,9:3,7 | 41 | 17:32 |
| 400 | 1:1,2:2,7 | 31 | 11:24 |
| 450 | 1:1,1:2,5 | 29 | 10:22 |
| 100 | 1:5,8:8,1 | 90 | 53:71 |
| 150 | 1:4,5:6,6 | 73 | 40:58 |
| 200 | 1:3,5:5,6 | 62 | 32:49 |
| 250 | 1:2,6:4,5 | 50 | 24:39 |
| 300 | 1:2,4:4,3 | 47 | 22:37 |
| 400 | 1:1,6:3,2 | 36 | 14:28 |
| 450 | 1:1,4:2,9 | 32 | 12:25 |
Рекомендуемое и чаще всего используемое соотношение в бетоне цемента, песка и щебня — 1:3:6, вода добавляется в зависимости от требуемой пластичности (но не более 1 части). Многое зависит от качества приобретенного сырья, отдельно учитываются такие факторы, как: способ замеса (ручной или с помощью бетономешалки), рыхлость и влажность песка, лещадность и прочность щебня и другие характеристики. Рекомендуется провести представительный расчет параметров заполнителя и определиться с методом отмеривания ингредиентов. Взвешивать стройматериалы неудобно, к тому же одно ведро или часть песка имеют разный вес, в зависимости от рыхлости и влажности.
Поэтому отмер проводится для просушенных компонентов, с раздробленного камня или гравия вода стекает быстро. Существует способ для определения нужного соотношения и величины порций: в одно ведро поочередно (без трамбовки) засыпаются цемент, песок и щебень. Масса или объем вводимых модифицирующих добавок обычно игнорируется: на 10 л бетона приходится не более 50 г клея ПВА или других пластификаторов. После взвешивания ведра (или любой подходящей емкости) легко перевести нормативные пропорции цемента и песка в число отмеряемых частей. Таким образом определяется рыхлость наполнителей и снижается влияние величины влажности.
Существуют определенные требования при подготовке компонентов, в частности:
1. Песок используется мытый, без глины и посторонних примесей, желательно однородный (с разбегом фракций до 1–2 мм). Большие объемы просеивать трудно, но любые крупные органические элементы (корни или щепки) сгнивают и ухудшают прочность бетона, поэтому их следует убрать.
2. Не рекомендуется покупать в качестве наполнителя речную гальку. Оптимальную прочность раствору дает шероховатый щебень из размолотых твердых пород с квадратными фракциями.
3. Для приготовления нужен сухой и сыпучий цемент с высоким содержанием силикатов кальция (не ниже 78 %). Для долговечных конструкций из бетона следует купить портландцемент не ниже М400, причем лучше сделать это не раньше, чем за две недели до начала работ (иначе он отсыреет).
При замесе большого объема раствора требуется бетономешалка, в данном случае составляющие засыпаются в воду (а не перемешиваются между собой). Для получения бетона хорошего качества целесообразно использовать наполнитель разных фракций. Большое количество пустот увеличивает расход самого дорогого компонента — цемента, а это недопустимо.
Источник
Пропорции цемента в бетоне
Свойства бетона делают его незаменимым при изготовлении объектов самого разного назначения. От того, насколько точно выдержаны пропорции, зависит однородность и пластические характеристики смеси, окончательная прочность готовых конструкций.
В формулу состава, предназначенного для создания монолита, обязательно входит щебневый или гравийный наполнитель (иногда керамзит, лом кирпича) и связующая часть – ЦПС с добавлением воды. Чтобы задать соотношение названных компонентов, подбор и расчет осуществляют по определенной схеме.
1. Оптимальная марка. Это нормируемый параметр, в числовом выражении равный прочности готового продукта на сжатие (в кг/см2). Выбирают в зависимости от назначения сооружения:
- подушка для бордюра, ремонт дороги – М100;
- свайный или ленточный фундамент, стяжка, садовые дорожки, бетонирование ступеней лестницы – М200;
- плитный фундамент, монолитные стены, перекрытия, лестничные марши – М300;
- железобетонные изделия, колонны, ригели – М350, М400;
- мосты, дамбы, перекрытия в метро – М500
2. Выбор марки цемента. Обычно она на 1-2 единицы опережает марку бетона.
3. Водоцементное отношение (В/Ц) по массе. Соотношение цемента и воды влияет на норму времени твердения и колеблется от 0,4 до 1,0. Его подбирают с учетом заданной прочности и типа наполнителя. В таблице приведены значения В/Ц при условии использования гравия и застывания смеси в течение 28 дней.
Примечание: если наполняют более легким щебнем, В/Ц увеличивают на 0,05.
4. Пропорции воды и готовой смеси. От массовой доли жидкости в кубометре бетона зависит его пластичность (подвижность). Очень пластичный раствор необходим для заливки армированных колонн и других ЖБИ, менее подвижный готовят для фундамента или стен. Чем крупнее фракция наполнителя, тем меньше нужно воды для получения куба.
Превышать нормативное количество воды не следует – бетон при этом теряет прочность. При снижении нормы жидкости готовый продукт расслаивается.
5. Весовая пропорция цемента и песка, а также наполнителя:
Рекомендации при изготовлении смеси
Зачастую компоненты набирают ведрами, не взвешивая. Если для мерной емкости выбрано 10-литровое ведро, учитывают, что в него входит по 15-17 кг гравия или щебня, 13-15 цемента и 14-17 песка.
Материал должен быть сухим, не слежавшимся, а сыпучим. Порошок быстро поглощает влагу даже при непродолжительном хранении, теряя при этом вязкость и прочность: за месяц утрачивается 10%, а за полгода – более 30% качественных характеристик. Поэтому рекомендуется производить закупку не ранее чем за 2 недели до использования.
Нужную разновидность вяжущего выбирают в зависимости от его особенностей и сферы применения:
- со спецдобавками, ускоряющими твердение – за счет них бетон созревает вдвое быстрее нормы (за 2 недели);
- портландцемент – пригоден для любого типа строительных работ, в том числе заливки фундамента; из него удобнее всего готовить смесь своими руками;
- шлакопортландцемент – он отличается от предыдущего варианта примесью гранулированного доменного шлака, большей тонкостью помола; подходит для изготовления массивных сооружений, контактирующих с морской водой;
- пуццолановый портландцемент – благодаря высокой влагостойкости, нашел применение в создании подводных и подземных систем.
Чтобы приготовить бетон, рекомендуется брать песок фракции 1,2-3,5 мм (более мелкий для этой цели не годится). Сыпучий материал должен быть чистым: допустимый уровень глинистых включений либо ила – не более 5%, наличие грязи и мусора не допускается. Наиболее однороден и меньше всего содержит глины речной песок, поэтому он предпочтительнее карьерного. Для проверки качества его в небольшом количестве насыпают в ведро с водой и взбалтывают. Если жидкость сразу приобретет цвет глины или на дне появится осадок, то песок не имеет нужных кондиций.
3. Щебень или гравий.
Оптимальные размеры фракции наполнителя – от 8 до 35 мм, а если смесь готовится самостоятельно – от 10 до 20 мм. За счет однородности размеров элементы плотнее прилегают друг к другу, состав легко укладывается, а готовая конструкция получается более прочной. Нежелательно использовать гравий или щебень с пылью, мусором, глиной.
Чтобы с жидкостью в бетон не попали примеси кислот, щелочей, нефтепродуктов, солей, применяют питьевую воду.
Для приготовления состава отмеряют или взвешивают компоненты, выдержав нужное соотношение между ними. В бетономешалку вливают небольшое количество воды (сначала ведро, потом можно добавить еще немного), засыпают весь цемент. После перемешивания вводят песок, затем опять включают смеситель. В однородную массу добавляют щебень и остаток воды согласно пропорции. Перемешав еще раз, ее тут же используют для строительных операций. Все работы проводят при положительных температурах, чтобы цемент и вода вступили в реакцию, и продукт качественно затвердел. На морозе вода замерзает и разрушает искусственный камень изнутри.
Расчет количества компонентов для приготовления бетона
В качестве примера предлагается рассчитать весовой состав компонентов для получения среднепластичного раствора марки М300 при условии набора прочности через 28 дней. Исходное сырье: портландцемент М400, щебень фракции 20 мм.
1. Определяют водоцементное отношение по таблице 1 (см. примечание): В/Ц = 0,55.
2. Выбирают количество воды для замеса 1 куба средней пластичности с использованием щебня 20 мм. Согласно таблице, для этого потребуется 205 л воды.
3. Учитывая В/Ц, рассчитывают вес цемента: 205:0,55 = 373 кг.
4. Выбирают из таблицы соотношение составляющих бетона: Ц/П/Щ =1/1,7/3,2. Исходя из него, находят массу песка и щебня – умножая коэффициенты на 373:
- песок – 373*1,7 = 634 кг;
- щебень – 373*3,2 = 1194 кг.
Вывод: для приготовления 1 м3 М300 нужно 373 кг цемента М400, 634 кг песка, 1194 кг щебня размером 20 мм и 205 л воды. В пересчете на ведро понадобится следующее количество компонентов: цемент – 27; песок – 41; щебень – 74; вода – 20,5 ведра.
Источник
