Химический состав бетона в процентах
Обновлено: 28.04.2024
В чем разница между цементом, бетоном и строительным раствором
Основными различиями между цементом, бетоном и строительным раствором являются их ингредиенты и особенности использования. Эта статья - сравнение бетона с цементом и строительного раствора, который включает в себя все аспекты, такие как их состав, использование и свойства.
Общие сведения о терминах
Бетон используется к примеру в стартовых площадках ракет из-за его огнестойкости.
Цемент, бетон и раствор - это общие термины, которые можно услышать во время любой строительной или ремонтной деятельности. Тем не менее, для обычного человека, есть много путаницы между этими тремя терминами.
В то время как бетон может использоваться независимо от двух других строительных материалов для создания прочных и долговечных конструкций, строительный раствор используется в качестве «клея» для склеивания различных кирпичей при строительстве стены. Но ни бетон, ни раствор не могут быть произведены без использования цемента в некотором количестве.
Степени прочности
Все три материала имеют разные степени прочности, а также свойства, что помогает решить, где их следует использовать. Цемент претерпевает химические изменения при смешивании с водой, образуя твердую структуру. Это основная причина, по которой его используют как для бетона, так и для раствора. Это химическое превращение цемента помогает выявить сильные стороны двух других материалов. Глядя на сравнение цемента с бетоном и строительным раствором, важно учитывать их основные различия, например, когда их использовать.
Железобетонные конструкции Железобетонные конструкцииСостав
Цемент
Цемент является порошкообразным компонентом как бетона, так и строительного раствора и состоит из извести, кремнезема, глинозема, железа и гипса.
Бетон
Бетон состоит из цемента, песка, воды и некоторых крупных заполнителей, таких как каменная крошка, галька или щебень.
Раствор
Раствор состоит из связующего, песка, воды и извести. Связующим веществом обычно является цемент, хотя гашеная известь также может быть замещена. Раствор отличается от бетона тем, что не содержит грубых заполнителей.
Производство
Цемент
Цемент производится в два этапа. Во-первых, все ингредиенты, такие как оксид кальция, оксид железа, оксид алюминия и оксид кремния, получают в большом количестве. Они измельчаются до однородного размера и нагреваются во вращающейся печи при температуре 2000 °С. Продукты, полученные на этом этапе, представляют собой крупные зерна, называемые клинкерами. К этому добавляются дополнительные ингредиенты, такие как гипс и летучая зола, которые затем измельчаются в мельнице для измельчения цемента, чтобы получить цемент в виде мелкой серой порошкообразной формы.
Бетон
Бетон производится на заводе по производству бетонных смесей. Сначала ингредиенты, такие как галька или щебень, покрывают цементной пастой в смесителе непрерывного действия. Если волокна желательны, их можно добавлять сейчас, используя различные методы, такие как смешивание вручную или пропитка. Бетон затем транспортируется на строительную площадку в автобетоносмесителе.
Раствор
Раствор обычно готовят сами рабочие, смешивая сухой портландцемент с известью, а затем добавляя воду. Это потому, что, однажды сделанный раствор, начинает застывать в очень короткое время.
С другой стороны, известковый раствор получают нагреванием известняка в печи для получения негашеной извести. Эта негашеная известь смешивается с водой для получения гашеной извести. Гашеная известь, либо в форме пасты, называемой известковой замазкой, либо в виде порошка гидратной извести, наконец, смешивается с песком и водой для образования раствора.
Отверждение
Цемент
Цемент подвергается химической реакции при смешивании с водой, которая называется гидратацией. Это включает в себя образование твердой, взаимосвязанной, кристаллической структуры, которая дает цементу его высокую прочность. Причина, по которой гипс добавляется в цемент, заключается в том, чтобы увеличить время его «схватывания», что позволяет увеличить время работы.
Бетон
Когда бетон смешивается с водой, начинается процесс отверждения. Частицы цемента в бетоне поглощают воду и подвергаются гидратации.
Из-за этого в цементе образуются твердые кристаллические связи, которые захватывают или блокируют частицы агрегата в его структуре. Перед завершением процесса бетон заливается в форму для придания ему окончательной формы при схватывании. Адекватное содержание влаги жизненно важно для хорошего затвердевания.
Раствор
Подобно бетону, раствор затвердевает, когда цемент в нем подвергается гидратации, задерживая частицы песка в твердых связях. Напротив, известковый раствор затвердевает при воздействии воздуха. Гидроксид кальция в ступке поглощает углекислый газ из воздуха с образованием твердого твердого карбоната кальция.
Свойства
Цемент
Цемент представляет собой однородный мелкий серый порошок.
Чем меньше размер частиц, тем лучше процесс отверждения. Это потому, что цемент и вода имеют большую площадь реакции.
В процесс отверждения цемента выделяется некоторое количество тепла, которое называется теплотой гидратации.
Прочность на сжатие обычного портландцемента варьируется от 125 кг до 500 кг на cm2 , в зависимости от его типа.
Цемент, содержащий шлак, является более химически стойким.
Время, затрачиваемое цементом на отверждение, называется временем схватывания. Это время делится на время начальной настройки и время окончательной настройки. Начальное время схватывания - когда цемент начинает затвердевать. Окончательное время схватывания - когда он полностью теряет свою пластичность и может выдерживать нагрузки.
Рекомендуемое начальное время схватывания для портландцемента составляет минимум 45 минут.
Рекомендуемое время окончательной схватывания для портландцемента составляет максимум 600 минут (10 часов).
Бетон
Бетон является композитный материалом, свойства конечного продукта которого отличаются от свойств его компонентов.
Он прочнее и долговечнее, чем один цемент или раствор.
По весу 10-15% бетона состоит из цемента.
Он устойчив к пожару и требует минимального обслуживания.
Время его схватывания составляет 2 часа при температуре 20 °С. Через 3 часа происходит окончательное схватывание.
В отличие от строительного раствора, бетон не обладает связующими свойствами и не может использоваться для кладки при налипании кирпича.
Благодарю за внимание. Буду рад обратной связи. Задавайте вопросы, делитесь своим опытом работы с этими растворами. Подписывайтесь на канал и ставьте класс, буду признателен и писать для вас дальше.
Состав бетона.
В состав бетона входят четыре основных компонента:
- песок;
- щебень;
- цемент и вода.
1. Песок. Песок является мелким заполнителем. Используется в процессе производства бетона из-за хорошего уровня влагопоглощения. В бетонную смесь песок необходимо добавлять в зависимости от количества запланированной массы бетона. Так, среднее количество песка в составе бетона должно быть примерно в два раза больше, чем количество в составе цемента. Перед добавлением необходимо ознакомиться с характеристиками песка, а также проверить уровень его плотности.
2. Щебень. Этот компонент представляет собой крупный заполнитель. Прежде всего, необходимо учитывать влагу и влагопоглощение продукта. Количество щебня в составе бетона должно быть приблизительно в два раза больше, чем песка. Вообще, наличие крупного и мелкого заполнителя в составе бетона заметно удешевляют продукт, так как цена песка и щебня заметно ниже, чем цена цемента. Если в составе бетона не будет щебня, то называться такой продукт будет пескобетоном или же цементным раствором, но для этого придётся приобретать песок более крупной формы, так как обычный песок для этих целей не подойдёт.
3. Цемент и вода. Эти два компонента вовсе неслучайно стоят вместе. Они является самыми главными компонентами в процессе изготовления бетонной смеси. Вообще, на цемент и воду возложена основная функция – соединение компонентов в единую структуру. Процесс взаимодействия воды и цемента называют водоцементным отношением (гидратацией цемента), а соблюдение правильной пропорции ресурсов - самая важная задача в приготовлении бетонной смеси. Количество воды в составе бетона должно быть примерно в два раза ниже количества цемента. Так, например, если в бетонной смеси находится 330 килограммов цемента, то количество воды должно быть приблизительно 180 литров. Из расчёта того, что литр равен 998,5 грамм, то есть почти 1 кг. Так, исходя из этого примера нам становится понятно, почему как высчитывать нужное количество литров воды на кг. цемента. Онлайн расчет состава цементного раствора.
Свойства и компоненты бетонной смеси.
Когда происходит гидратация, то образуется цементный камень. Только вот этот камень сам по себе со временем начинает деформироваться. Ещё следует отметить, что камень является очень недолговечным. Для предотвращения деформационного процесса, увеличения прочности и уменьшения ползучести, добавляются заполнители, то есть щебень и песок. Вообще, роль этих заполнителей заключается в создании структурного каркаса, в результате чего готовая бетонная смесь даёт наименьшую усадку. Только, как говорилось выше, нужно тщательно проверить песок и щебень на предмет характеристик и свойств.
Для того, чтобы стало было понятнее, приведём конкретный пример количества компонентов, входящих в состав бетона:
- Цемент - 200 кг;
- Щебень - 1100 кг;
- Песок - 400 кг;
- Вода - 100 литров.
Однако, данный пример больше подходит для промышленной отрасли, поэтому приведём ещё один, в котором количество затрачиваемых компонентов будет куда меньше, а приготовить бетон вы сможете в домашних условиях.
Для начала нужно взять литровую банку, а затем по горло засыпать её щебёнкой. Сделав это, мы увидим пространство между щебнем (межзерновая пустотность), в неё-то мы и засыпаем два стакана песка, один стакан цемента и один стакан воды. Всё это помешиваем и оставляем. Если получившуюся субстанцию не трогать, то она очень быстро начнёт твердеть и в результате мы получим бетон.
Любую стройку невозможно представить без бетона. Он представляет собой смесь цемента, воды, заполнителей и добавок. Состав бетона может сильно отличаться в зависимости от задаваемых для него параметров: степени прочности, смещаемости, водоустойчивости и других. Чтобы изменить свойства бетонного раствора и/или готовой конструкции, применяются разные добавки и присадки.
Из чего состоит строительная смесь?
Цемент и вода — 2 основных составляющих. Их правильное соотношение делает состав качественным и связывает все ингредиенты в единый монолит. Структурную сетку, что упрочняет искусственный камень и делает его упругим, создают заполнители — крупные (щебень) и мелкие (песок). Также они предотвращают деформацию бетона в процессе его эксплуатации. Различные добавки дополняют или изменяют характеристики искусственного камня, расширяя спектр возможностей для его применения.
Выбор компонентов
Идеальный процентный расклад составляющих еще не гарантирует хорошего результата. Подбор состава бетона — важный момент строительного процесса и требует профессионального подхода. Основные требования содержит ГОСТ 7473–2010. Для качественного монолита нужно отобрать:
- подходящую марку сухого компонента;
- мелкий наполнитель с минимальным содержанием примесей;
- крупный заполнитель необходимых габаритов и вида породы.
Лучший рецепт бетона всегда используется в промышленных масштабах. На заводе строго выполняется рецептура, проверяются формы заполнителей, и химическая формула воды и добавок. Для состава тяжелого бетона берут марки 100—600 с высокой плотностью. Суперпрочные смеси используют на аэродромных и дорожных покрытиях. Характеристиками жесткого бетона являются низкое содержание воды, соответственно — высокая вязкость.
Для получения бетонных составов с нагрузкой выше 300 кг рекомендуется брать цемент с маркой в 2—2,5 раза выше бетонной.
Марки бетона
Маркировка показывает основные характеристики, обеспечивающие прочность бетона, класс на сжатие. Возможность застывшей смеси выдерживать возлагаемые нагрузки указывают такими символами:
- М — прочность от 50 до 1000 означает, что 1 кв. см площади бетонирования не выдержит нагрузку более, чем указана маркировкой (в кг). Чаще используются М200—400.
- В — класс на сжатие (3—40), давление в мегапаскалях, которое в состоянии выдержать бетонная масса.
- Д — количество примесей в процентах.
Также бетон подразделяется по назначению (обычные, специальные), по виду связующего вещества (гипсовые, асфальтобетон), по заполнителям, структуре и условиям твердения. Есть классификации по плотности и количеству вяжущих средств. Прочность бетона — переменчивая величина. Он набирает проектную силу только через 28 дней и в последующем будет твердеть. На показатель влияет водоцементное соотношение, стандартное значение — 0,3—0,5. Если воды больше, пластичность выше, а прочность ниже.
Рецепты приготовления
Подбор состава бетонной смеси это, своего рода, творение мастера. Рецепты зависят от целей конструкций, особенностей среды, где будет эксплуатироваться объект, от пожеланий проектировщиков. Рецепт обычного бетона: цемент/ песок /щебень/вода — 1 / 2 / 4 / 0,5. Составление учитывает плотность материалов и сорт сухого порошка. Таблица содержит ориентировочные количества компонентов для получения конкретной марки бетона:
| Марка | Соотношение в сухой смеси, цемент / песок / щебень | |
| Бетон | Портландцемент | |
| 200 | 400 | 1 / 2,8 / 4,8 |
| 500 | 1 / 3,5 /5,6 | |
| 250 | 400 | 1 / 2,1 / 3,9 |
| 500 | 1 / 2,6 / 4,5 | |
| 300 | 400 | 1 /1,9 / 3,7 |
| 500 | 1 / 2,4 / 4,3 | |
| 400 | 400 | 1 / 1,2 / 2,7 |
| 500 | 1 / 1,6 / 3,2 | |
Пример расчета
Подсчитать компонентный состав может помочь специальная программа, так как нехватки или избыток веществ скажется на качестве.Если марка бетона 200, то нужно взять сухой стройматериал 400 или 500. Если выбран 500, то на его 1 кг нужно добавить 3,5 кг песка и 5,6 кг щебня. Отдельная карта отображает соотношение воды и сухого порошка (в среднем — 0,3—0,5). Для строительства пригодна вода, используемая для питья. Недостаток жидкости ведет к расслоению, растрескиванию или крошению, а избыток — уменьшает прочность. Есть специальная программа подсчета компонентного состава бетонной смеси.
Замес и укладка
Пластичность бетона определяют по положению на горизонтальной лопате. Если он съезжает, то — слишком пластичен, когда двигается при легком наклоне — степень пластичности невелика (средняя), а если не сползает с наклоненной лопаты — непластичен. Средний вариант пригоден для приусадебного строительства. Когда замес делают вручную, обязательно соблюдение последовательности введения компонентов: песок, цемент, после перемешивания — вода, щебень. Тщательность вымешивания обеспечивает полное покрытие смесью каждого камешка заполнителя, исключает пристеночные и донные уплотнения. Ручная укладка бетона боится медлительности. Задержка чревата расслоением.
Основа смеси
Цемент — главный связующий компонент. Он также маркируется по прочности. Правильный выбор марки стройматериала основан на таких параметрах:
- Назначение и особенности сооружения.
- Технология производства.
- Необходимость противостоять агрессивным средам и веществам.
- Температурные перепады.
- Водонепроницаемость.
Нельзя забывать о сроках и условиях хранения. Свойства смеси меняются через месяц хранения, а полгода ухудшат их на 30%. Для сохранения надо подобрать сухое помещение с проветриванием. Иначе материал впитает влагу из воздуха, образует комки и его использование станет невозможным. Предлагаются разные виды строительного порошка, но чаще используется портландцемент. Химический состав бетона определяется компонентами цементной пыли:
- двуокись кремния — 20—70%;
- оксиды кальция — 50—60%;
- окиси алюминия, железа, магния.
Заполнители
Они составляют каркас бетонного теста. Готовя смесь, берут крупные наполнители (щебень, гравий, дресва) и мелкие (песок). Хороший материал получается из речного или морского песка. Его качество снижают пыль, глина, органические остатки. Нужно помнить о влажности песка. Мокрый заполнитель не соответствует пропорциям формулы. Использование щебня обеспечивает сцепление измельченной горной породы со всеми компонентами смеси. Это достигается за счет неровностей и шероховатости его поверхности. Он также делится на фракции по размеру. В одной смеси желательно применять несколько фракций наполнителя. Искусственными заполнителями выступают керамзит, шлак, пенополистирол, для легких бетонов — воздух, газы.
Максимальный размер щебня не должен превышать 1/3 толщины/высоты сооружения.
Распространенные добавки
Для получения определенных свойств бетона в смеси вводят различные добавки. Хлорид кальция улучшает затвердение, мылонафт увеличивает подвижность бетона, нитрит натрия усиливает морозостойкость, эпоксидные средства добавляют пластичности, водонепроницаемости, пластификаторы делают смесь более текучей без добавления воды. Предлагаются колеры, замедлители твердения или, наоборот, ускорители схватывания.
Ни одно строительство не может обойтись без бетона. Заливка фундамента или создание ЖБК требует определенных знаний. Цемент для приготовления бетона следует выбирать, основываясь на функциях возводимой конструкции, условиях строительства и дальнейшей эксплуатации готового изделия. Неправильно подобранные стройматериалы становятся причиной разрушения возводимого объекта.
Состав и пропорции бетона
Приготавливая раствор своими руками, важно придерживаться правила: выбирать марку цемента в 2 раза выше, чем марка необходимого бетона. При необходимости получить раствор М150, следует выбрать цемент М300.
В состав бетона входят следующие компоненты:
- Вода. Жидкость должна быть чистой, без добавок. Нельзя использовать воду из стоячих водоемов. Необходимый объем ― 50% от массы цементной смеси.
- Песок. Рекомендуется выбирать крупные, универсальные пески. Мелкозернистые виды до 1,2 мм используются для легкого бетона.
- Наполнитель. Формирует силовой каркас раствора. В зависимости от требований к готовому бетону наполнителями выступают щебень, шлак, гравий и т. д. Важно, чтобы в раствор не попали органические вещества, глина, которые разрушат готовое изделие изнутри.
- Цемент. Вяжущее, скрепляющее вещество, отвечающее за прочность конструкции.
Распространенными пропорциями вяжущего компонента, песка и щебня считаются 1:2:3 или 1:3:4, если цемент для бетона не ниже М400 или М500. Чем выше марка прочности, тем меньше нужно стройматериала. Наглядно демонстрирует пропорции бетонных компонентов следующая таблица:
| Марка бетона | Масса/кг | |||
| Цемент (М400) | Щебень | Песок | Вода/л | |
| М75 | 170 | 1053 | 945 | 210 |
| М100 | 210 | 1080 | 870 | 210 |
| М150 | 235 | 1080 | 855 | 210 |
| М200 | 286 | 1080 | 795 | 210 |
| М250 | 332 | 1080 | 750 | 215 |
| М300 | 382 | 1080 | 705 | 220 |
Виды цемента
Расширяющийся
Благодаря гипсу в составе материал способен за короткий промежуток времени схватиться.Точный выбор цемента для бетона ― необходимое условие успешного строительства. При высыхании раствор садится, что создает ряд сложностей во время отделочных работ, обработки швов и т. д. Чтобы этого избежать, используют расширяющийся цемент, который компенсирует усадку благодаря росту объема раствора на начальном этапе строительства. Благодаря добавлению в смесь гипса она быстро затвердевает.
Расширяющуюся цементную смесь ценят за продолжительное время службы, хорошую совместимость и стойкость к воздействию химических веществ и факторов окружающей среды. К недостаткам относится:
- цена;
- возможность использовать для узкого круга работ;
- отделка ракушечника.
Портландцемент
Относится к самым распространенным цементным смесям. Из него изготавливают:
- легкие или тяжелые бетоны;
- пустотелые конструкции;
- материалы для теплоизоляции.
Гидрофобный
Изготавливается путем добавления в цементную смесь компонентов с гидрофобизирующими свойствами. В результате получается бетон, обладающий защитой от воздействия влаги на мономолекулярном уровне. Это предупреждает коррозию и разрушение готового изделия при оттаивании. Его используют для дорожного полотна и наружной отделки зданий, для возведения конструкций, которые будут использоваться в порту, на аэродроме. Преимущества:
- независимость от температуры окружающей среды;
- низкая вероятность коррозии;
- возможность хранить материал при повышенной влажности воздуха.
Быстротвердеющий
Скорость процесса затвердевания ― основное преимущество этого вида цемента, которое обозначается в маркировке стройматериала знаком «Б». Уровень прочности бетона контролируется во время приготовления раствора, что повышает популярность этой смеси. Изготовление ЖБК с применением быстротвердеющего цемента не требует камерного пропаривания изделия.
Белый и цветной
Портландцемент белого цвета получается в случае применения цементного клинкера с низким содержанием железа. Отличается быстрым застыванием и редкостью, так как производством такого цемента занимается немного компаний по всему миру. Цветные варианты образуются посредством добавления пигментов, которыми выступают охра, окись хрома. Оба вида цементов используется для внешней облицовки и декорирования домов.
Пластифицированный
Во время производства в клинкер добавляется гипс и пластификатор, что обеспечивает сокращения уровня воды в готовом изделии — пластификацию. Маркируется готовая смесь М400 или М500. Применяется для строительства дорожного полотна, взлетных полос, гидроконструкций. Основные особенности:
- пластификация;
- подвижность и плотность;
- стойкость к замораживанию;
- гидроизоляция.
Сульфатостойкий
Содержит в своем составе трехкальциевые алюминаты и силикаты. Отличается низким тепловыделением. Применяется на строительстве объектов с высоким сульфатным влиянием. Не реагирует на воздействие химических веществ, дождей, морозов и грунтовых деформаций. Используется для подземных и подводных работ. Делится на несколько видов в зависимости от добавок.
Выбор марки цементной смеси
Просроченный цемент провоцирует увеличение остальных компонентов раствора во время его приготовления в 2 раза и снижает качество.
В зависимости от уровня прочности цементы маркируют обозначениями от М100 до М1000. У каждой марки есть свои особенности:
- М100. Из него делают легкие бетоны для подготовительных работ.
- М200. Относится к штукатурно-кладочным смесям.
- М300. Используется для ряда монтажных работ и на строительстве жилых домов.
- М400—М500. Применяют для создания ЖБК, фундаментов.
- М600—М1000. Предназначаются для создания особо крепких бетонов. Используются в строительстве многоэтажных зданий, мостов, бункеров.
Особенности выбора
Приобретать цементную смесь нужно после определения задач строительства и марки бетона, которую нужно получить. Стройматериал должен быть однородным, без комков. Если правила хранения смеси были нарушены, снизится качество готовой конструкции. В хороший бетон после застывания сложно вбить гвоздь. Этот факт можно использовать для проверки прочности.
Таблица бетона.
Таблица выбора марки цемента для приготовления определенного класса бетона.
Класс бетона (марка бетона)
B7.5 (М100)
B10 (М150)
B15 (М200)
B20 (М250)
B25 (М350)
B30 (М400)
Марка цемента
Расход цемента кг/м3
Таблица выбора марки щебня для тяжелого бетона.
Класс (марка) бетона
Марка щебня не менее чем:
Щебень из природного камня
Гравий
Таблица оптимального содержания песка в смеси зернистых заполнителей для тяжелого бетона.
Расход цемента 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)
Для повышения плотности бетона и его морозостойкости может применяться пылевидный наполнитель – молотая каменная мука. Онлайн расчет состава цементного раствора.
Таблица марки морозостойкости бетона в зависимости от водоцементного соотношения и условий твердения бетона.
Условия твердения
Водоцементное соотношение
в/ц = 0.4
в/ц = 0.5
в/ц = 0.6
Марка морозостойкости
Твердение в атмосферных условиях
Твердение в воде
Таблица влияния водоцементного соотношение на набор прочности бетоном.
Пропорции бетона.
Оптимальные пропорции бетона можно получить смешением четырех компонентов: щебня, цемента, песка и воды. Первый компонент является связывающим звеном в смеси, делая её однородной и достаточно густой.
В некоторых случаях допустимо использовать гравий вместо щебня, но в таком случае он должен состоять из различных фракций. Как правило, входящие в состав гравийной смеси плоские и широкие камни не должны превышать 10% от её объема. Также недопустимы посторонние добавки и примеси в гравии, поскольку они могут негативно повлиять на прочность готового фундамента. Онлайн расчет состава цементного раствора.
Выбирая другие компоненты, тоже необходимо соблюдать необходимые требования. Речной песок является идеальным выбором в качестве компонента. Категорически не рекомендуется использовать песок с примесью глины, полностью снижающей прочность бетона и делающей раствор жирным. Из-за свойства глины сжиматься и разбухать под действием воды, на поверхности материала будут образовываться трещины, причем еще на стадии затвердевания. Спустя какое-то время, фундамент распадётся из-за большой концентрации глины.
В отличии от гравия, размер фракции щебня должен быть в диапазоне от 1 до 2 см, являющимся самым оптимальным вариантом. Щебень должен быть чистым и не содержать никаких примесей.
Люди, не имеющее опыта в строительстве, ошибочно полагают, что чем больше цемента будет насыпано в раствор, тем лучше. Однако на деле всё не так. Избыток компонента приведёт к тому, что монолитная конструкция распадётся на куски. Именно поэтому необходимо соблюдать пропорции бетона, установленные ГОСТом.
Количество цемента напрямую зависит от назначения будущего раствора. Если целью является фундамент, как правило, используется цемент марки М 500.
Что касается воды, то она обязательно должна быть чистой и не содержать в себе каких-либо примесей. В том числе недопустимо попадание частиц бензина, масла или краски, которые приведут к ухудшению прочности и расслоению бетона.
Приготовление бетона по пропорциям.
Качественных материалов будет недостаточно для постройки фундамента из бетона. Необходимо уметь замешивать бетон и знать несколько нюансов приготовления.
Если для приготовления смеси вы будете использовать бетономешалку, после включения данной машины, нужно придерживаться такого порядка действий.
1. Первым делом в устройство подают немного воды. Впоследствии, в воду добавляется цемент и размешивается с водой до однородного состояния.
2. Следующим этапом необходимо засыпать немного песка. Нельзя сыпать весь песок разом, делать это нужно постепенно, небольшими партиями.
3. Перемешав песок с остальными компонентами в однородную смесь, можно сыпать щебень и оставленную часть воды. Все компоненты добавляются понемногу и до того момента, пока раствор не станет однородным, тоже самое касается и воды.
Добавив слишком много воды в смесь, вы получите слишком жидкий раствор и как следствие, низкую прочность фундамента. Соответственно, малое количество воды приведёт к чрезмерной густоте бетона. С таким бетоном очень тяжело и неудобно работать, его будет трудно заливать в опалубку и разравнивать.
Поэтому, необходимо знать оптимальные пропорции бетона. Не учитывая воду, соотношение компонентов должно быть 1:3:5, соответствующее цементу, песку и щебню. То есть, в случае если вам необходимо 1 кг цемента, то песка понадобится 3 кг, а щебня 5 кг. Именно такую формулу используют для закладки фундамента в ходе частного индивидуального строительства. В зависимости от предназначения, соотношение воды и цемента может варьироваться от 0,4 до 0,7.
Марки, пропорции бетона.
Для получения той или иной марки бетона, потребуется различное соотношение компонентов. Наиболее прочным считается бетон М450, в то время как марки вроде M100 и M200 более хрупкие.
Рассмотрим соотношение трех компонентов на примере разных марок бетона
- Бетон М100 - 1:5,8:6,1 (цемент:песок:наполнитель)
- Бетон М200 - 1:3,5:5,6 (цемент:песок:наполнитель)
- Бетон М300 - 1:2,4:4,3 (цемент:песок:наполнитель)
- Бетон М400 - 1:1,6:3,2 (цемент:песок:наполнитель)
- Бетон М450 - 1:1,4:2,9 (цемент:песок:наполнитель)
Если внимательно изучить пропорции бетона различных марок, то можно проследить определенную тенденцию, в которой количество песка и наполнителя уменьшается относительно цемента. Чем выше марка бетона, тем меньше разница между компонентами.
Чтобы получить хороший раствор для фундамента, лучше всего использовать цемент марки М 500. Изучив все составляющие для получения качественного раствора, важно помнить, что с приготовленным раствором нельзя медлить, поскольку бетонная смесь быстро затвердевает и не подлежит хранению. Полученный бетон нужно использовать в первые два часа после приготовления.
Если работы по заливке фундамента проводятся в зимнее время или в очень холодных местах, тогда необходимо использовать теплую воду, поскольку на холоде бетон затвердевает быстрее, чем в теплые времена года. Кроме того, в зимнее время рекомендуется использовать специальные добавки, которые добавляют непосредственно в сам раствор. Это делается для сохранения свойств бетона, поскольку пропорция компонентов бетона не является единственным решающим фактором.
Из чего делают бетон - состав, пропорции по маркам бетона.
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.
Из чего состоит бетонная смесь?
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.
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.
Теория и химия бетона являются важными составляющими в получении самоделкиными необходимых знаний с целью осознанного применения на практике точных приемов и методов получения заданных свойств пластичного бетона.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
К сожалению многие мастера до сих пор при подготовке цементной смеси для своих работ используют в качестве измерительного инструмента ведро и лопату. Может быть для изготовления самого простого классического бетона этого и достаточно.
В то же время, имея необходимые знания и опыт, но не выполняя при этом элементарные правила и не соблюдая технологическую дисциплину, можно получить плачевные результаты.
Вот один пример, как выглядят небрежно изготовленные тактильные бетонные плитки после первых зимних месяцев пешеходной эксплуатации.
Правильно подготовленная цементная смесь и точно выдержанная процедура замеса всегда позволяют получить прочный цементный камень.
Чтобы более ощутимо почувствовать эту необходимость, требуется хотя бы немного ознакомится с основами химических процессов, проходящих в цементной смеси в начальной стадии и в дальнейшем в химическом составе бетона.
Чтобы не загружать головы химическими уравнениями, объясняющими протекающие процессы при формировании цементного камня, можно рассмотреть только самые необходимые для общего понимания сути его образования.
Заводы производят различные виды цемента, но чаще всего для своих работ самоделкины используют наиболее распространенный портландцемент.
Другие цементы, например, глиноземистый или пуццолановый используются профессионалами там, где более эффективно проявляются особые свойства этих цементов: очень быстрое твердение и более прочный камень (через несколько суток достигается 100% марочная прочность).
Вернемся к нашему портландцементу.
При изготовлении садового декора химические добавки, которые ранее использовались в составе вместе с портландцементом, также обеспечивают достаточную прочность и скорость затвердевания пластичного бетона.
Почему же так важна точность в дозировке смеси для декоративного бетона?
Вода и химия бетона
Какое количество воды необходимо добавить в цементную смесь определяется водоцементным (В/Ц) или водовяжущим (В/В) отношением. При этом вяжущее = цемент + активные добавки, такие как микрокремнезем, зола и др.
Вода нужна для гидратации цемента (вяжущего).
Дозировка должна быть точной, иначе при избытке воды часть останется в бетоне и зимой будут проблемы.
А если воды не хватит, то не прореагировавший свободный оксид кальция (СаО или активная известь) с годами , постепенно превращаясь в известь-пушонку (Са(ОН)2), будет разрыхлять бетон и снижать его прочность.
Вот почему так важно не допустить испарения воды из твердеющего изделия, особенно в начальной его стадии (накрыть полиэтиленовой пленкой).
Если при этом для удобства в работе пластичности бетона не хватает, то необходимо увеличить количество пластификатора или сменить его на более эффективный с меньшей дозировкой.
Теперь кратко о химических веществах в цементе.
Химический состав цемента
Важной составляющей цемента является активная известь (СаО). Кроме свободного состояния оксид кальция (СаО) также входит в соединения, образующие: двух кальциевый силикат (С2S), трех кальциевый силикат (C3S), трех кальциевый алюминат (С3А) и четырех кальциевый алюмоферит (C4AF).
Чтобы процесс кристаллизации проходил равномерно, в цемент вводят гипс, количество которого должно точно соответствовать количеству С3А.
Поэтому, те самоделкины, которые хотят ускорить процесс затвердевания бетона путем введения гипса в состав смеси, нарушают этот баланс и снижают конечную прочность цементного камня.
Чем его больше, тем выше водостойкость и прочность бетона.
Чем тоньше помол цемента, тем выше прочность и скорость твердения.
Естественно, что чем тоньше помол, тем выше удельная поверхность цемента. Она измеряется в см2/г.
В соответствии с помолом определяется марка цемента и его стоимость.
Влияние температуры на скорость твердения и прочность бетона
Одним из способов ускорения процесса изготовления бетонных изделий и увеличения оборачиваемости форм, используется термическое воздействие на бетонную отливку.
Такая пропарка только ускоряет процесс твердения бетона (примерно в 2 раза). К тому же позволяет достичь 70% марочной прочности через одни сутки. Этого обычно достаточно, чтобы произвести распалубку и освободить формы для очередной заливки.
При естественной сушке в полиэтиленовой пленке такой результат можно получить только через неделю.
Вместо горячей воды и пара можно использовать термоматы.
Когда ненужно нагревать бетон
Таким образом, зная природу и химию бетона в совокупности с протекающими в нем процессами, можно подготовить любой состав цементной смеси. Это необходимо для получения декоративного искусственного камня заданной прочности.
Но химия и бетон не единственная важная составляющая. Не только ее надо знать и учитывать при изготовлении прочного бетона.
Читайте также: