Подбор состава обычного тяжёлого бетона, страница 3

Выбор и расчет цемента

Для возведения прочного и добротного строения очень важно начать с крепкой основы — бетонного фундамента.

Характеристики грунта, вес конструкции, тип цокольной части строения — это факторы которые влияют на выбор цемента.

Приготовление бетонной смеси — достаточно сложный и трудоемкий процесс, важно тщательно подобрать не только основу (щебень), но и связующий компонент (цемент).

Расчет компонентов для одного замеса в бетономешалке

1. Определяем коэффициент выхода бетонной смеси:

2. Определяем расход компонентов бетонной смеси для одного замеса

• Цемент для одного замеса = (Vб*β/1000)*Ц
• Вода для одного замеса = (Vб*β/1000)*В
• Песок для одного замеса = (Vб*β/1000)*П
• Щебень для одного замеса = (Vб*β/1000)*Щ

где Ц, В, П, Щ расход материалов на 1м3 бетона.

Данный расчет можно использовать для расчета компонентов бетонной смеси для любой тары вертикальной загрузки (корыто, ящик каменщика) в который вы будете замешивать смесь.

Для реального расчета в бетономешалке был взят коэффициент выхода смеси из бетономешалки равный 0,44. Для расчета коэффициента была составлена выборка по ответам людей с разных строительных форумов, которые производили замесы своими бетономешалками с разными рабочими объемами. © www.gvozdem.ru

Если у вас получается слишком жесткая смесь можно пойти двумя способами, чтобы сделать ее более пластичной:

1. добавление пластификатора;
2. добавление воды и цемента в соотношении рассчитанного В/Ц.

Скорость твердения бетона. Зависимость от времени и температуры — таблица

ГОСТы, книги, программы и калькуляторы для расчета состава бетона

КАК избежать расхождений по объему смеси?

• Проверяйте объема выхода смеси с помощью процедуры, описанной в ASTM C 138, в самом начале работ. Повторите тесты, если проблема возникнет снова. Убедитесь, что шкала измерений — точная, ведро для определения объема смеси — точно откалибровано, и что оно и накрывающая его пластина очищены перед проверкой. Объем в кубометрах является частным общего веса смеси (в тоннах) на плотность (в тоннах на кубометрах или килограммах на литр). Вес смеси — это вес всех ее компонентов. В качестве грубой проверки можно взвесить миксер полным и пустым, разница будет весом смеси.
• Точно определяйте объем по опалубке. Перед окончанием крупных заливок тщательно измеряйте оставшийся объем, чтобы объем последних 2-3 машин был скорректирован под реально требуемый объем. Это позволит избежать ожиданий по полкуба, когда завод-поставщик уже закрыт или машины расписаны на другие заливки. Заказывайте правильное количество и переоценивайте его после окончания заливки. Избавление от лишнего бетона несет экономические и экологические последствия для поставщика.
• Оценивайте количество лишнего бетона, требуемого сверх плановых измерений на 4-10% из-за недооценки объема котлована, отходов и других причин. Использование однотипных элементов и скользящей опалубки позволяют точнее оценить, сколько бетона потребуется. Чем больше одновременно единичных применений бетона (плиты, подбетонки, стены и разовые заполнения вокруг труб — тем больше потребуется допущений на непредвиденные обстоятельства.
• Изготавливайте и скрепляйте опалубку так, чтобы минимизировать отклонения или искривления
• Для плит на поверхности тщательно разравнивайте и уплотняйте подбетонку.

Нормы расхода материалов

В идеале строительный бетонный раствор должен состоять из различных фракций щебня, т. е. камешков разных размеров, “упакованных” как можно плотнее, чтобы между ними оставалось как можно меньше пустого пространства, а это пустое пространство, в свою очередь, должно быть заполнено цементно-песчаной смесью. Именно такой бетон будет самым прочным, и к тому же для его приготовления понадобится готовить минимальное количество раствора.

Схема наполнителей для цементного раствора.

Главная составляющая бетона – щебень. Достаточно сказать, что в кубе бетона 0,80 м3 – это щебень, а остальное – затворенная на воде смесь, которая заполняет собой пустоты между щебнем, связывая отдельные камушки в единый монолит. Только правила арифметики и здесь не подходят, поскольку такой смеси в 1м3 бетонного раствора будет не 0,20 м3, а гораздо больше – в зависимости от фракции щебня от 0,45 до 0,6 м3.

Для бетонной смеси очень важно, какую марку вы используете. Строго говоря, расход компонентов может быть разным даже для одной марки и зависит от того, для изготовления каких деталей будет использован раствор. Соотношение может быть от 1:2 для самых ответственных узлов (фундамент, балки, перекрытие и т. п.) до 1:5 для дорожек, отмосток и других конструкций, не испытывающих на свои поверхности больших нагрузок. Но все же самое ходовое соотношение цемента к песку, которое удовлетворяет большинству требований для частного и дачного строительства – это 1:3 или 1:4.

Вот рекомендуемый расход материалов для разных марок бетона:

• расход для М100: цемент – 220 кг, песок – 0,6 м3, щебень – 0,8 м3;
• расход для М200 и М250: песок – 0,5 м3, щебень – 0,8 м3, цемент, соответственно, 280 и 330 кг;
• расход для М300: цемент – 380 кг, песок – 0,45 м3, щебень – 0,8 м3.

Что надо учесть перед покупкой цемента?

Чтобы правильно определить расход бетонного раствора и количество используемых для приготовления компонентов, следует учесть:

• требования к конструкции, для которой готовится бетон;
• марку бетона и цемента, который применяется для приготовления раствора;
• характеристики применяемых ингредиентов, к которым относится качество песка и фракция щебня;
• пропорции составляющих для раствора. Обычно используется такая пропорция: 4 части песка, 6 частей щебня, 1 часть цемента. Многое здесь зависит от типа цемента и его марки, какой именно состав необходим и какого качества;
• норма расхода для одного кубометра раствора марки 150 составляет: цемент – 200 кг, щебень (доломитовый либо известняковый) – 980 кг, песок – 920 кг (кварцевый), вода – 90-130 л. В конечном итоге должно получиться 2100 кг.

Определение коэффициента усадки бетона

При проектировании крупногабаритных строений учитываются все типы усадочных процессов, которые наиболее интенсивно проходят в первые 2-3 недели. Далее они замедляются в разы и полностью прекращаются через год-полтора после заливки. Основная доля усадочных изменений связана с потерей бетоном влаги.

Негативное последствие усадочных процессов: деформация бетонной конструкции, которая со временем приводит к трещинообразованию и постепенно – к полной потере рабочих характеристик зданий и сооружений.

Чтобы его предупредить, инженеры-строители проводят расчеты в соответствии с методическими указаниями. При использовании современных материалов и технологий величина коэффициента усадки бетона составляет 0,97-1. Этому показателю соответствует линейное изменение размеров бетонного элемента 0,2-0,4 мм/м.

Нормативная документация, используемая при прогнозировании усадочных процессов:

• СП 63.1330.2012, актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
• ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести».
• «Рекомендации по учету ползучести усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций», принятые ученым советом НИИЖБ, 2014 г.

Искусственное увеличение скорости застывания

Время затвердевания цементного раствора в холодное время сильно увеличивается, но сроки все равно остаются ограниченными. Чтобы ускорить процедуру, разработаны различные методики.

BITUMAST Противоморозная добавка в бетон

В современном строительстве время высыхания можно ускорить с помощью:

• внесение присадок;
• электроподогрев;
• повышение необходимых пропорций цемента.

Использование модификаторов

Самый простой способ выполнить работы в срок даже зимой – применять модификаторы. При внесении определенной пропорции наступает сокращение сроков гидратации, при использовании некоторых присадок происходит твердение даже в -30°С.

Условно добавки, влияющие на скорость затвердения, разделяются на несколько групп:

• тип С – ускорители высыхания;
• тип Е – водозамещающие добавки с ускоренным застыванием.

Калькулятор застывания фундамента и отзывы показывают максимальную эффективность при внесении в раствор хлорида калия. Материал расходится экономно, так как его массовая доля составляет до 2%.

Если применять смеси отвердения бетона типа С, стоит позаботиться о подогреве, так как они не защищают от замерзания.

Пластификаторы и добавки для бетона

Рекомендуется позаботиться о прокладке коммуникации в фундаменте или стяжке заранее, иначе потребуется бурение отверстий. Проделывание коммуникационных отверстий после застывания приведёт к необходимости в специальном инструменте и шлифовке бетонной поверхности. Процедура достаточно трудоёмкая и снижает прочность конструкции.

Подогрев бетона

Преимущественно для подогрева состава применяют особый кабель, который преобразует электрический ток в тепло. Методика обеспечивает наиболее естественный путь застывания. Важным фактором является необходимость следования инструкции по монтажу провода. Способ защищает от кристаллизации жидкости, также существуют инструменты (фен, сварочный аппарат) и теплоизоляция для защиты от замерзания.

Увеличение дозировки цемента

Повышение концентрации цемента применяется исключительно при небольшом уменьшении температуры. Увеличение дозировки важно выполнять в небольшом количестве, иначе качество и долговечность значительно снизятся.

Расчет состава бетонной смеси

В статье о бетоне для фундамента мы достаточно подробно описывали характеристики бетонной смеси и то, как они сказываются на надежности и прочности возведенного из них монолита. Но представленных там данных явно недостаточно для того, чтобы сделать необходимое количество бетона своими руками. При расчете процентного состава бетонной смеси нет мелочей: нужно учитывать и водоцементное отношение (В/Ц), и характеристики заполнителей (песка и щебня), и марку используемого цемента. С чего же начать?

Допустим, нам необходимо получить бетон марки М300 из портландцемента М400. Смотрим значения, представленные в таблице 1. Из нее видно, что водоцементное отношение равно 0,53. Данные таблицы актуальны для бетонной смеси, приготовленной на основе щебня и песка, модуль крупности которых не превышает 2,5 – компоненты со средним размером зерен. Если же нам необходимо приготовить бетонный раствор без щебеночного заполнителя, то от значения В/Ц необходимо отнять 0,1. В нашем случае получается, что водоцементное отношение будет равно 0,43. Что это значит? В первом случае (В/Ц=0,53) при использовании 50 кг цемента необходимо добавить в смесь 50×0,53=26,5 литра воды, во втором (В/Ц=0,43) – 21,5 л. Но это мы всего лишь пояснили термин «водоцементное отношение». Перейдем к конкретному примеру.

Необходимо получить: 10 кубов бетона М300 с подвижностью П2 (осадка конуса до 50 мм)

• щебень (максимальный размер зерен – 25 мм), плотность — 2700 кг/м 3
• песок средней фракции, плотность – 2500 кг/м 3
• портландцемент М400, плотность которого в составе водно-цементной массы – 3000 кг/м 3

По таблице 1 находим значение В/Ц для получения проектной марки бетона М300. Оно равно 0,53. Смотрим на данные таблицы 2. В ней указано, что при использовании щебня с максимальным размером зерен 25 мм для приготовления одного куба бетона требуется 195 литров воды (или 0,195 м 3 ). Получается, что для 1 куба бетона потребуется: 195/0,53=368 кг цемента Далее необходимо рассчитать, сколько по объему на кубический метр занимают заполнители (песок и щебень): 1-((368/3000)+0,195)=0,682 м 3 или 682 литра Теперь, пользуясь данными таблицы 2, находим объемное содержание песка в смеси наполнителя. В нашем случае оно равно 46% или просто 0,46. Зная его, несложно рассчитать объем песка: 682×0,46=313,7 литра или 0,314 м 3 Отнимаем от общего объема наполнителей объем песка и получаем объем щебня: 682-313,7=368,3 литра или 0,368 м 3 Зная объемы наполнителей и плотности, несложно рассчитать их массу. Так, для песка она составит: 0,314×2500=785 кг, для щебня – 0,368×2700=993,6 кг.

Итого, чтобы приготовить один кубометр бетонной смеси проектной марки М300 из портландцемента М400 потребуется:

368 кг цемента, 195 л воды, 785 кг песка, 993,6 кг щебня

Для приготовления десяти кубов полученные значения необходимо умножить на 10. Эти данные используются для корректировки расчета фундамента. Можно также выразить массовое соотношение цемента, песка и щебня:

По таблице 3 удостоверились в том, что расчетная масса цемента не меньше табличных значений, указанных для приготовления бетонной смеси М300 с осадкой конуса до 50 мм (П2) из цемента М400.

ПОЧЕМУ возникают проблемы с объемом?

Большинство жалоб на объем связаны с реальной или ожидаемой нехваткой объема бетона. Они должны оцениваться с помощью теста на вес бетонной смеси. Недостача по объему возникает, когда заказан неподходящий бетон или из-за вышеперечисленных факторов. Если измерение веса и подсчет объема показывают его недостачу, объем должен быть скорректирован. Отдельные недостачи объема могут быть вызваны следующими причинами:

• неправильный подсчет объема или толщины плиты, в то время как реальная толщина отличается на сантиметры. Например, если 3-миллиметровая ошибка для плиты в 10 см будет означать нехватку 3 процентов, или 1 кубометра на каждые 30 м3 бетона.
• отклонение или искривление опалубки из-за давления бетона,
• нестандартная бетонная подготовка, заливка на шероховатую поверхность, просадка подбетонки под весом бетона.
• использование небольшого количества бетона по ходу длинной заливки для посторонних целей.