Но опять же, бывают ситуации, когда обрабатываемость превалирует над структурной целостностью, а вода является секретом работы.
Состав бетона: из чего состоит бетонная смесь, пропорции и соотношение компонентов
Бетон является широко используемым строительным материалом в городском и промышленном строительстве. Имеется множество сортов.
Наиболее популярным является тяжелый бетон, в котором в качестве связующего материала используется цемент. Его функция регламентируется ГОСТ 26633-2015. Повышенные требования к теплоизоляционным свойствам, легкий бетон — используется газобетон, пенобетон, пористые инертные материалы соответствуют ГОСТ 25820-2014.
В составе легких бетонов отдельные производители используют вспученные глиняные агломераты и чаще выбирают смеси, в которых в качестве вяжущего материала используются вспученные глиняные агломераты.
Рабочее место имеет решающее значение при перекачке бетона. Миш используется с насосом не ниже P4.
Содержание
Заливка бетонных смесей насчитывает более 6000 лет (Месопотамия) и широко применялась в Древнем Риме1.
После падения Римской империи рецепт приготовления бетона был забыт на тысячелетия. Современный бетон известен с 1844 года (И. Джонсон). Патент на портландцемент был выдан Джозефом Аспдином в 1824 году. Патент на «римский цемент» был приобретен Джеймсом Паркером в 1796 году.
Мировыми лидерами по производству бетона являются Китай (430 миллионов кубических метров в 2006 году)2 и США (345 миллионов кубических метров в 2005 году и 245 миллионов кубических метров в 2008 году).2 Россия произвела 52 миллиона кубических метров в 2008 году.
Изготовление
Бетон изготавливается путем смешивания цемента, песка, связующих веществ и воды (пропорция смешивания зависит от качества цемента, фракции песка, влажности и инертности), а также небольшого количества добавок (пластификаторов, водоплавающих и т.д.). Цемент и вода являются основными соединительными элементами при производстве бетона. Например, если для производства высококачественного бетона 200 используется цемент марки 400, то применяется соотношение 1:3:5:0,5. Однако, если используется цемент марки 500, эта условная зависимость приводит к качеству 350. Чем ниже В/Ц, тем выше прочность бетона. Теоретически для регидратации цемента достаточно 0,2 ПДК, но из-за низкой пластичности этого типа бетона на практике используется ПДК = 0,3-0,5.
Распространенной ошибкой при производстве бетонных изделий является чрезмерное добавление воды, что увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность.
Сопротивление сжатию
Основной характеристикой бетона является его устойчивость к горю. Он используется для определения конкретных классов. Согласно СниП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», эта категория обозначается латинской буквой «B», с цифрой, указывающей на давление сопротивления в мегапаскалях (МПА). Например, наименование B25 означает, что бетон этой категории выдерживает давление 25 МПа в 95% случаев. При расчете значений долговечности необходимо учитывать коэффициенты. Стандартное сопротивление для класса B25 составляет 18,5 МПа. Возраст бетона, соответствующий категориям прочности на сжатие и осевого напряжения, регистрируется в проекте на основе возможных реальных условий расчетной нагрузки, метода строительства и зрелости бетона. При отсутствии этих данных категория бетона определяется в возрасте 28 дней.
Помимо марки, на прочность бетона указывает класс, обозначаемый латинской буквой «М», и прочность на сжатие, выраженная в кгс/см², от 50 до 1000. ГОСТ 26633-91 «Бетон из тяжелых и мелкозернистых материалов. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между категориями и классами, где коэффициент вариации прочности бетона составляет 13,5%.
| Классы бетона по прочности | Ближайшая прочность бетона |
|---|---|
| B3.5 | M50 |
| B5 | M75 |
| B7.5 | M100 |
| B10 | M150 |
| B12.5 | M150 |
| B15 | М200 |
| B20 | M250 |
| B22.5 | M300 |
| B25 | M350 |
| B27.5 | M350 |
| B30 | M400 |
| B35 | M450 |
| B40 | M550 |
| B45 | M600 |
| B50 | M700 |
| B55 | M750 |
| B60 | M800 |
| B65 | M900 |
| B70 | M900 |
| B75 | M1000 |
| B80 | M1000 |
Проверьте прочность незатвердевшей смеси с помощью обычной камеры твердения и проверьте прочность конечной конструкции с помощью молотка Кашкарова, Физделя или Шмидта.
Упрощенный
ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические характеристики», в зависимости от обрабатываемости (обозначается буквой «Р»), бетон можно разделить на следующие типы
- Очень твердые (твердость более 50 секунд), и
- Жесткий (жесткость от 5 до 50 секунд), и
- Мобильные (жесткость менее 4 секунд, подразделяются в зависимости от посадки конуса).
ГОСТ называет следующие бетонные смеси в соответствии с их обрабатываемостью
| Степень обрабатываемости | Правило жесткости, s | Усадка конуса, см |
|---|---|---|
| Очень жесткая смесь, с | ||
| SZH3 | Более 100. | -s |
| СЖ2 | 51-100 | -s |
| SG1 | Менее 50 | -s |
| Ж4 | ||
| 31-60 | -30 | -s |
| 21-30 | — Ж2 | -s |
| 11-20 | — Ж1 | -s |
| 5-10 | — Ж2 | -s |
| P1 | ||
| 4 или менее | 1-4 | P2 |
| -5-9 | -s | P3 |
| P4 — P5 — P6 — P7 | -s | P4 |
| — | -s | P5. |
| — 21 | -s | Конечный продукт не подлежит длительному хранению, а используется сразу же на различных строительных площадках. Для небольшого частного строительства можно приготовить смесь вручную непосредственно на строительной площадке, но этот вариант не подходит для более крупных проектов. Бетон должен производиться в промышленных масштабах. |
Основными характеристиками, отличающими бетон, являются прочность и предел прочности на сжатие. Класс прочности на сжатие обозначается буквой «В», за которой следует число от 3 до 40, а класс долговечности обозначается буквой «М», за которой следует число от 50 до 1000. Это максимальная нагрузка для бетона. Например, маркировка M300 означает, что максимальная нагрузка на квадратный сантиметр не должна превышать 300 кг.
Принцип маркировки бетона
Бетон М200-М250 используется для частного строительства, бетон М300-М350 может применяться для фундамента двухэтажных домов, а М400 реже используется для тяжелых зданий на сложном рельефе. Оценки редко бывают выше. Самые высокие используются редко, особенно в тяжелых зданиях со сложным рельефом. Они варьируются от промышленных зданий и зданий с особыми характеристиками (например, колонны зданий, набережные, дороги).
В таблице показано соответствие между прочностью бетона и прочностью на сжатие (используется в частных зданиях).
Классы бетона по прочности на сжатие
| Прочность бетона на сжатие кг/см2 | Ближайшая прочность бетона | Ближайшая прочность бетона |
|---|---|---|
| 65.5 | M 75 | B 7.5 |
| 98.2 | M 100 | B 10 |
| 131.0 | M 150 | B 12.5 |
| 163.7 | M 150 | B 12.5 |
| 196.5 | M 200 | B 20 |
| 261.9 | M 250 | B 22.5 |
| 294.4 | M 300 | B 25 |
| 327.4 | M 350 | B 30 |
| 392.9 | M 400 | B 35 |
| 458.4 | M 450 | B 40 |
| 523.5 | M 500 | Какая пропорция и качество бетона требуется? Это зависит от назначения конструкции и условий, в которых она будет использоваться. Зная, для чего может использоваться бетон какого качества, легче сориентироваться (рассматриваются только те, которые используются при строительстве частных домов, их реконструкции или благоустройстве территории). |
M100 (B7.5). Это очень закрытый тощий бетон. Он используется для подготовки пространства для критических структур. Например, при устройстве ленточных фундаментов на гравийно-песчаное основание укладывается слой тощего бетона, после чего начинаются работы по армированию. Такой же состав используется при размещении пчел. Например, при строительстве дорожек и тропинок вокруг домов.
M150 (B12.5). Эта смесь используется для подготовки оснований под укладочные плиты для заливки бетонных полов и садовых дорожек. Этот тип бетона можно использовать для создания небольших легких конструкций, таких как деревянные ванные комнаты и небольшие общежития на деревьях или стволах.
M200 (B15). Одно из самых популярных качеств бетона. Используется для строительства фундаментов легких домов любого типа на нормальном грунте, закладных деталей, лестниц, настилов и дорожек. Бетон этой марки производится в домашних условиях, а также используется на заводах для изготовления фундаментов и строительных блоков.
Соотношение бетона и цемента влияет на прочностные характеристики
M250 (B20). Сфера применения почти такая же, но с более жесткими условиями. Все фундаменты делаются на сложных или нормальных грунтах, но для домов из более тяжелых материалов. Из них делают отмостки, которые можно использовать в качестве тропинок, наружных лестниц, бетонных террас, заборов и т.д. Они также используются для изготовления плит перекрытия для легких грузов.
M300 (B22.5). Также подходит для всех вышеперечисленных областей, но в более сложных условиях. Его можно использовать для создания тяжелых сооружений на рассыпчатых почвах, монолитных стен, троп и брезентов. Этот тип бетона в основном используется для плит перекрытия и колонн.
M350 (B25). Долговечность этой категории чрезмерна, в основном в частном строительстве. Этот бетон используется для устройства фундаментов на высоте уровня грунтовых вод для изготовления монолитных бассейнов бассейнов и других сооружений, требующих высокой водонепроницаемости. Это качество уже чаще используется в промышленном строительстве.
M400 (B30). Это точное качество бетона, используемое в местах с особыми требованиями: большие бассейны, плотины, банковские хранилища и т.д.
Для решения задач большого объема предпочтительнее заказывать бетон на заводе. Производство большого количества раствора вручную или даже с помощью бетономешалки — сложная задача, а укладка порций требует дополнительных усилий для обеспечения правильных слоев. Однако бетон можно приготовить и вручную. В этом случае существует двухэтапная последовательность.
Приготовление бетона
Первоначально бетон и песок высушиваются. Их смешивают до получения однородного цвета. Затем щебень, все снова перемешивается и, наконец, добавляется вода.
- После первоначального добавления воды заливается цемент. Когда все перемешано, добавляется песок, затем гравий.
- В первом варианте прочность бетона снижается, возможно, во время ручного перемешивания на дне у стенок емкости. Решение состоит в том, чтобы хорошо перемешать их все. Однако не следует тратить на это много времени: раствор начинает густеть.
Второй вариант имеет свои недостатки. Для получения однородного цемента (смеси цемента с водой) может потребоваться много времени. В результате не хватает времени для образования инертных соединений. Цемент «затягивается», и прочность бетона снижается.
Все они не так важны, как бетономешалки, но и не идеальны. Здесь есть еще одна проблема. Бетон обычно доставляется на строительную площадку на тележке. Весь объем не помещается в один, поэтому остальное вращается в миксере. Это лучше, чем оставить все как есть, но после длительного перемешивания бетон расслаивается и теряет прочность. Решение — перевозить две коляски и двух человек. Способ заполнения (первый или второй) выбираете вы сами.
Небольшое количество бетона можно замешивать вручную
И все же, как сделать бетон. Выбор за вами. Если объем небольшой, можно месить вручную. Однако делайте это осторожно. Для заливки фундамента лучше всего заказать миксер, или можно использовать бетономешалку (или две, в зависимости от мощности). Затем, чтобы решить проблему неравномерности смеси (хотя лучше, чтобы она была хорошей), обработайте залитый бетон вибратором. Большинство проблем исчезнет.
Далее обсудим требования к бетонным элементам, их размер и качество.
При подготовке каждый камешек должен быть хорошо окружен раствором — это затрудняет работу. Если раствор недостаточен или гравий нечистый, бетон будет слабым, и наоборот. Жирный бетон может растрескаться.
При приготовлении раствора следует учитывать, что в процессе смешивания смесь значительно усаживается. Цемент должен быть в два-три раза выше категории бетонной смеси. Щебень должен быть получен при прочности, вдвое превышающей ожидаемую прочность бетона. При смешивании отмеряйте компоненты мерным ковшом. Лучше всего измерять бетон с помощью него, а не лопаты.
Советы
При смешивании бетономешалкой сначала влейте воду, затем цемент, направляя его в жидкую глину, затем наполнитель в массу. Это обеспечивает надлежащую инкапсуляцию всех частиц.
При замешивании смеси вручную сначала отмеряется балласт (наполнитель) и высыпается на поддон. Сверху высыпается ведро цемента и перемешивается до образования однородной серой массы. Сверху делается яма, в яму наливается вода, края ямы перемешиваются и медленно добавляется вода.
Соотношение цемента и песка в бетоне влияет на его прочностные характеристики
