Состав бетона

В строительстве частных и многоквартирных домов, при благоустройстве территории один из самых часто используемых материалов – бетон. Сфера его применения широка: заливка фундамента, создание опор сооружений, садовых дорожек, возведение стен, перекрытий, лестниц, заделка трещин. Бетонные конструкции многофункциональны и устойчивы к внешним воздействиям, что делает материал таким востребованным.

Что такое бетон

Бетон относится к искусственным строительным материалам. Получается путём смешивания связывающего вещества, заполнителя и воды. В состав бетона преимущественно входят цемент, песок и щебень. В зависимости от задач раствора минеральное вещество может заменяться органическим, а специальные добавки используются вместо воды.

Характеристики бетона

После замеса компонентов получается густая, вязкая масса. При высыхании раствор твердеет и становится прочным. Приготовление бетона с соблюдением технологии из качественного сырья обеспечивает длительную эксплуатацию изделия в любых условиях. Степень проявления свойств раствора зависит от его класса по ГОСТ.

Водонепроницаемость

Готовое изделие из бетонной смеси способно противостоять воздействию влаги и агрессивной среды. За счёт добавок в составе структура представляет собой систему замкнутых пор, в которые не проникает вода. Тем самым увеличивается плотность материала. Установленные марки по водонепроницаемости – W2-W20. Сделать бетон более прочным помогают специальные добавки.

Морозостойкость

Бетонные конструкции переносят замораживание и оттаивание в течении длительного времени без внешних дефектов и потери прочности. Количество циклов определяется маркой – F50-F1000. Качественный материал сохраняет устойчивость к температурам по нескольку десятков лет. Это имеет большое значение для наружных конструкций или если готовят раствор для фундамента или заливки опор зданий.

Прочность

Максимальное давление, которое может выдержать бетонное изделие, указывает на его прочность. Установлены следующие виды классов по прочности:

1. На сжатие (B3,5- B80).
2. На осевое растяжение (Bt0,4-Bt4,0).
3. На растяжение при изгибе (Btb0,4-Btb8,0).

Чем выше числовой показатель, тем более прочный бетон получится. Максимальная прочность достигается спустя 28 дней после полного высыхания раствора. При этом на конечный результат влияют условия изготовления и заливки.

Пластичность

Способность массы растекаться по поверхности и заполнять пустоты определяет степень пластичности. Встречаются 3 типа смеси:

1. Сухой – без добавления воды, обладает длительным сроком хранения.
2. Полусухой – количество воды меньше необходимого для использования в строительстве.
3. Готовый – материал, готовый к эксплуатации.

Высокая подвижность (пластичность) позволяет улучшить заполняемость и ускорить выполнение работ.

Компоненты бетона

В бетонный раствор 4 ключевых компонента: песок, цемент, щебень и вода. Для разных строительных задач используются определённые пропорции бетона. Доступность материалов позволяет изготовить смесь самостоятельно.

Песок

Прочность застывшему бетону придаёт песок. Высокое качество готового материала обеспечивает чистое сырьё. Поэтому в раствор для фундамента рекомендуется добавлять речной или морской песок. При наличии пыли, глины или органического мусора, их необходимо удалить – промывкой и просеиванием. Важно учитывать влажность песка, чтобы соблюсти пропорции при смешивании.

Цемент

Связывающим веществом для компонентов является цемент. При смешении с водой порошок образует клейкую массу, покрывающую наполнитель и отвердевающую при высыхании. Обладает свойством набора прочности во влажных условиях. Соблюдение пропорции цемента и других веществ влияет на долговечность использования.

Требования к цементам для бетонов

В первую очередь смесь должна быть сухой и однородной. Это сказывается на сроке годности готового изделия. Правильно подобранное соотношение цемента к другим материалам повысит качество. При выборе материала следует учитывать свойства расширения и усадки, скорость схватывания и отвердения, влаго- и морозостойкость. Основные характеристики отражены в маркировке и нормативных документах. Цемент для бетонной смеси подбирается по назначению на основе указанных свойств.

Виды портландцементов и их хранение

Одна из разновидностей цемента, наиболее подходящая для изготовления бетона – портландцемент. Его состав на 70-80% состоит из силиката кальция (измельчённого клинкера) с гипсом или минеральными добавками. Он более прочен, чем обычный цемент. Скорость схватывания раствора выше, а осадочная деформация ниже. Основные виды портландцемента:

• Быстросохнущий – скорость отвердевания выше за счёт гранул шлака и активных минералов;
• Пластифицированный – обладает большей плотностью благодаря добавлению гипса и пластифицирующих веществ;
• Гидрофобный – подлежит длительному хранению, не впитывает влагу, но при этом имеет меньшую скорость схватывания;
• Сульфатостойкий – противостоит воздействию химическим агрессивным веществам;
• Белый портландцемент – проходит дополнительное отбеливание, используется в отделочных работах.

Хранить цементы нужно в сухих условиях, чтобы добавки не вобрали влагу. Помещение должно быть хорошо проветриваемым. При отсутствии подходящего места мешки можно укутать в плёнку. За месяц смесь теряет около 10% своих свойств, поэтому приобретать его лучше со свежим сроком изготовления, непосредственно перед тем, как приготовить бетон.

Маркировка цемента

Маркировка содержит:

• Информацию об изготовителе;
• Полное наименование;
• Класс прочности/марка;
• Наличие добавок;
• Вес нетто.

Данные обозначения помогают подобрать цемент, подходящий под рецепт бетона.

Щебень

Наряду с песком объём и прочность раствору придаёт щебень. В некоторых случаях допустимо использование гравия размером 3-20 мм. Однако он имеет меньшую морозостойкость и водонепроницаемость, поэтому подходит не для всех условий эксплуатации готовой конструкции. От добавления в смесь гальки лучше отказаться, т.к. гладкая поверхность ухудшает сцепление с остальными составляющими.

Гранитный щебень считается самым прочным, его добавляют при строительстве массивных конструкций из бетона марок М1200-М1400. Для марок М600-М800 применяется наполнение из гравийного щебня. Наименее прочный известковый щебень добавляется в бетон марок М300-М600. Использование щебня разных фракций улучшит заполнение пустот бетонной смесью.

Вода

Подвижность раствора зависит от количества воды. Жидкость должна быть чистой, без дополнительных примесей. Лучше всего, чтобы замесить бетон высокого качества, подходит вода для бытовых нужд и питьевая. Соблюдение пропорций продлит срок службы изделия. Излишняя влага ухудшает характеристики и приводит к деформации.

Добавки

Различные вещества, добавляемые в смесь, могут улучшить свойства.

1. Пластификаторы и уплотняющие примеси повышают прочность.
2. Противоморозные и воздухововлекающие добавки повышают устойчивость к низким температурам.
3. Ингибиторы коррозии помогают сделать бетон устойчивым к разрушениям.
4. Примеси для ускорения твердения или замедления схватывания изменяют скорость реакции.

Также некоторые добавки позволяют сокращать общий расход компонентов.

Хранение заполнителей

В состав бетона включены сухие компоненты, подверженные влиянию атмосферных явлений. Перепады температур, высокая влажность, попадание сора влияют на качество готового продукта. Поэтому для хранения заполнителей должны быть созданы условия, чтобы воздействие внешней среды не ухудшало свойств материалов. Это могут быть ящики, бумажные и полипропиленовые мешки, оставленные в закрытых, сухих помещениях.

Читайте также

Этапы строительства дома
Такой процесс, как строительство дома может осуществить даже не специалист. Для этого ему потребуются теоретические знания и желание. Чтобы вы не тратили время на поиск этих знаний, мы собрали их для…

 

Расчёт состава бетона по весу

Объём необходимых ингредиентов рассчитывается, исходя из параметров:

• Марка смеси;
• Марка цемента;
• Необходимая пластичность;
• Объём заливки.

Так, например, пропорции для бетона под фундамент высчитываются исходя из его длины, высоты и ширины. Зная объём и нужную марку на основе таблиц соотношения определяется количество затрачиваемого материала. Для точного расчёта можно использовать онлайн-калькулятор.

Согласно нормативным документам на 1 м3 потребуется в кг (марка – цемент/песок/щебень):

• М100 – 230/850/1200;
• М250 – 368/775/1160;
• М400 – 483/695/1080.

Рассмотрим на примере расчёт состава среднепластичного бетона М200 с фракцией щебня 40 мм и портландцементом М400.

Определяем водоцементое отношение. Сделать это можно либо по формулам, либо с помощью пробного замеса бетона, либо по таблицам.

Согласно данным таблицы В/Ц отношения, соответствующее нашим заданным параметрам, будет равно 0,68.

Далее определяем расход воды и цемента на м3 бетона.

В нашем примере расход воды будет равен 190 литров на 1 м3.

Для определения массы цемента делим величину расхода воды на В/Ц отношение: 190/0,68=279,4 кг.

Следующим шагом определяем соотношение цемента, песка, щебня на 1 м3 бетона.

Согласно этой таблицы получаем, что Ц:П:Щ согласно нашим условиям будет равно: 1:2,8:4,8.

Таким образом на 1 м3 бетона М200 потребуется:

• Цемента — 279,4 кг;
• Песка — 279,4*2,8=782,32 кг;
• Щебня — 279,4*4,8=1341,12 кг
• Воды — 190 литров.

Способы замеса бетона

Готовую смесь можно заказать с завода. Но доступность материалов позволяет сделать бетон своими руками. Существует 2 технологии: ручная и механизированная. Каждая обладает рядом преимуществ и недостатков.

Ручной способ замешивания бетона

Специальных инструментов и техники не требуется, чтобы замешать бетон вручную. Достаточно ёмкости подходящего размера, лопаты или мастерка. Такой способ подходит, когда будет использоваться небольшой объём раствора.

Подготовка

Приготовление бетонный смеси ручным замешиванием занимает довольно много времени. Требуется больше усилий, чтобы раствор получился равномерным. Поэтому необходимо заранее подготовить компоненты и инструменты. Размещать ёмкость лучше ближе к месту заливки, это предотвратит расслоение состава.

Сухое смешивание

Смешивание сухих ингредиентов позволяет получить однородную массу, а также обеспечит длительное хранение смеси. В дальнейшем её можно брать нужными объёмами и делать из неё раствор, что удобно для приготовления бетона в домашних условиях. Расфасованная смесь хранится до полугода при соблюдении условий.

Поверхность для смешивания должна быть ровной и чистой. Сначала выкладывается песок и цемент, а затем добавляется щебень. Качество подготовленной смеси определяется по окрасу – отсутствуют полосы.

Добавление воды

Объём воды, добавляемый при замешивании раствора, рассчитывается с учётом влажности других компонентов. Чем она выше, тем меньше жидкости потребуется. Добавлять воду следует постепенно в углубление, а затем компоненты замешиваются от верхнего края.

Замес в бетоносмесителе

Перемешивание механическим способом ускоряет процесс получения однородной смеси и позволяет изготовить больший объём, например, бетон для фундамента. При этом длительность хранения готовой массы увеличивается до 1 часа без потери рабочих качеств, если правильно замешивать бетон в бетономешалке.

Вариантов последовательности добавления компонентов существует несколько. Наиболее распространённый начинается с вливания воды. Если аппарат чистый и сухой, воды может потребоваться чуть больше для увлажнения поверхности. Далее засыпается щебень, за ним – песок и в последнюю очередь цемент. Время вымешивания занимает около 5 минут.

Пропорции бетона разных марок

На прочность бетонной смеси и длительность эксплуатации влияет соблюдение пропорций при приготовлении раствора. Универсальной формулой считается 1/3/6 (цемент/песок/щебень) и вода в половину от общего веса сухих веществ. Однако она не учитывает цели применения готового продукта. Так, в раствор для фундамента или раствор для заливки столбов необходимо добавлять щебень разных фракций, а для стяжки пола он не используется. В последнем случае пропорции цементного раствора и песка будут 1/3-1/6.

В ГОСТе прописаны пропорции компонентов в зависимости от марки бетона. К примеру, формула бетона марки М150 (цемент/песок/щебень):

• Марка цемента М400: 1/3,5/5,7;
• Марка цемента М500: 1/4,5/6,6.

Как уже было сказано выше, для каждой конструкции применяется своя марка бетона. Так, например:

• Для бетонной подушки подойдёт марка М100 и М150;
• Для стяжки применяют бетона марки М200;
• Для фундамента используют марку М350;
• Для устройство гидросооружений применяют марку от М400 и выше.

Пропорции в вёдрах

При поставке материалов в фасованных упаковках рассчитать необходимый вес проще, чем в случаях свободного хранения. Для этого необходимо наличие промышленных весов. Поэтому бывает удобнее измерять вёдрами.

У каждого материала есть своя объёмная масса. В среднем вес 10-литрового ведра с цементом 12 кг, с песком – 15 кг, с щебнем – 17 кг. Пропорции раствора для фундамента из бетона М200 предполагают 2/5/9 (цемент/песок/щебень) при использовании цемента М400. Для изготовления свай из бетона марки М300 с цементом М500 – 1/2/4. Куб бетона в среднем будет весить 2500 кг.

Области применения

Бетон широко применяется в строительстве, дорожных работах, благоустройстве, для изготовления уличной мебели и инженерной области.

В строительстве:

• Фундамент и опоры;
• Стены;
• Потолочные перекрытия;
• Лестницы;
• Колодцы;
• Септики.

В дорожном строительстве:

• Бордюры;
• Плиты;
• Взлётно-посадочные полосы.

В благоустройстве территории и декоре:

• Дорожки;
• Фонтаны и бассейны;
• Искусственные водоёмы;
• Веранды;
• Перегородки;
• Скульптуры;
• Лепнина;
• Столбы заборов и колонны.

В инженерной сфере:

• Мосты;
• Каналы;
• Шахты;
• Обустройство ГЭС, ТЭЦ и др.

Каждая марка имеет свою область применения, основанную на требуемой прочности и условиях эксплуатации.

Транспортировка бетона

Для перевозки готового раствора подходят самосвалы, миксеры и цистерны. При транспортировке должно быть учтено расстояние и предусмотрена защита от атмосферных факторов. Ультрафиолетовые лучи, высокая влажность и низкие температуры могут ухудшить качество. Длительное пребывание в ёмкости приведёт к схватыванию и застыванию раствора. Расслоение массы не произойдёт, если в течение пути его постоянно мешать. Поэтому специализированная техника необходима при долгой транспортировке.

Нормативная документация

Ряд документов регламентирует изготовление бетона, контроль качества и применение изделий из него. Чтобы сделать бетон самостоятельно, можно обратиться к следующим:

1. ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности.
2. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
3. ГОСТ 24211-2003 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические требования.
4. ГОСТ 25820-2000 Бетоны лёгкие. Технические условия.
5. ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия.
6. ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава.
7. ГОСТ 28013-98 Растворы строительные. Общие технические условия.
8. ГОСТ 30459-2003 Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности.
9. ГОСТ 31189-2003 Смеси сухие строительные. Классификация.
10. ГОСТ 4.212-80* Бетоны. Номенклатура показателей.
11. ГОСТ 4.233-86 Растворы строительные. Номенклатура показателей.
12. ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия.
13. СН 290-74 Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов.

Уход за бетоном

После заливки бетонного раствора за ним необходим внимательный уход, особенно в первые дни. Задачи различаются в зависимости от сезона.

В летнее время важно поддерживать поверхность увлажнённой. Это поможет избежать появления усадочных трещин, т.к. снаружи бетон просыхает быстрее, чем внутри конструкции. Не позднее, чем через 12 часов должно быть обеспечено укрытие с помощью плёнки, брезента или опилок, чтобы уберечь от воздействия ветра и солнечных лучей. Несколько раз в день над поверхностью распыляется вода. В жаркую погоду залитый раствор для фундамента необходимо поливать чаще. В среднем такой уход требуется первые 7-14 дней.

В зимний период основная задача – поддержание тепла для предотвращения замерзания воды, входящей в состав бетонной смеси, что может привести к нарушению плотности. С этой целью применяются электронагреватели, а поверхность накрывается чехлом. Также утепляется опалубка.

Важно помнить о том, что залитая смесь должна предохраняться от механического воздействия. Особенно в случаях, когда нужна ровная поверхность.