Бетон – будівельний матеріал, що складається з сполучного речовини, піску і наповнювачів, який в результаті затвердіння перетворюється в камінь. Без бетону не обходиться жодна сучасна будівництво, будь то зведення хмарочосів або створення садових доріжок.
Завдяки своїм властивостям та довговічності, бетони давно використовуються людиною з метою отримати конструкцію необхідної форми і міцності. Однак є один нюанс: тільки правильно виготовлений бетон буде відповідати всім вимогам. Як зробити бетон, який буде не тільки міцний, але і довговічний? Давайте заглибимося в суть цього питання, і з’ясуємо всі тонкощі виготовлення правильної бетонної суміші.
Зміст статті (Содержание)
Найважливіший інгредієнт – цемент
У бетоні будь якої марки в якості сполучного речовини обов’язково виступає цемент. Існує безліч різновидів цементів, такі як портландцемент, шлакопортландцемент, швидкотверднучі цементи та інші. Всі вони відрізняються як за якістю зв’язування, так і умовами використання кінцевого виробу. Найчастіше в будівництві використовується портландцемент. Всі цементи, які використовуються для будівництва, підрозділяються на марки, які позначають граничну навантаження на готовий виріб в мегапаскалях. У вітчизняних – ще додається літера Д і цифра, що позначає відсоток домішки. Приміром, портландцемент М400-Д20 – це матеріал, готовий виріб з якого витримає навантаження в 400МПа, що містить до 20% домішок.
Дані про марки цементів, необхідних для отримання заданої марки бетону за нормальних умов твердіння:
При виготовленні бетонів високих марок, 300 і вище, з економічних міркувань необхідно використовувати марку цементу, яка вища від марки бетону в 2 – 2,5 рази.
У побутовому будівництві найчастіше використовують портландцемент марки 400 – його міцності цілком вистачає для цих цілей. У промисловому будівництві – частіше використовують цементи марки 500, а там, де очікуються великі навантаження – спеціальні цементи високих марок. Для того щоб правильно розрахувати пропорції бетону, необхідно володіти точною інформацією про марку і якості цементу, з якого ви збираєтеся будувати.
Іншим важливим аспектом є свіжість – цемент має термін придатності, і з часом втрачає свої властивості. Свіжий цемент – розсипчаста пил, без грудок і ущільнень. Якщо ви бачите, що в масі цементу є щільні шматки, то такий цемент використовувати в роботі не варто – він увібрав вологу, і вже втратив свої зв’язують властивості.
Пісок – якою буває і який необхідний
Пісок теж може бути різним. Причому від якості цього компонента безпосередньо залежить кінцевий результат.
За гранулометричним складом піски поділяють на:
Тонкі (1.2 мм).
Дуже дрібні (1.2 – 1.6 мм).
Дрібні (1.6 – 2.0 мм).
Середні (1.9 – 2.5 мм).
Великі (2.5 – 3.5 мм).
При виготовленні бетону використовують всі види пісків, однак якщо в піску багато пилу або глинистих частинок, то це може значно погіршити характеристики суміші. Особливо це стосується тонкого піску, що містить в складі значний відсоток пилу, він малопридатний для приготування бетону і його використовують в самому крайньому випадку.
Як приготувати бетон хорошої якості, і при цьому не помилитися з піском? Все просто – слід використовувати морський або річковий пісок – це найбільш чисті види будматеріалу, які не несуть в собі ні пилових частинок, ні глини. Необхідно стежити за тим, щоб пісок був чистим і не містив органічних забруднень. Кар’єрний ж пісок може бути дуже брудним – часто його не використовують в будівництві без попередньої підготовки, що включає миття та відстоювання. Також у ньому може міститися безліч органічного сміття – коренів, листя, гілок і кори дерев. При попаданні таких домішок в бетон, можлива поява порожнин у товщі, внаслідок чого страждає міцність.
Ще одним важливим параметром, що потрібно врахувати – вологість піску. Навіть сухий на увазі матеріал може містити до 2% води, а мокрий – всі 10%. Це може порушити пропорції бетону, і викликати зниження міцності надалі.
Щебінь і гравій – найбільш популярні наповнювачі для бетону
Основним наповнювачем для бетонів всіх марок є щебінь чи гравій – подрібнена гірська порода. Найчастіше використовується щебінь. Він також ділиться по фракціям, і має шорстку, нерівну поверхню. При підборі складу бетону слід також врахувати, що морська або річкова галька не може служити заміною щебеню, так як гладка, відполірована водою поверхню значно погіршує зчеплення каменю з іншими компонентами суміші.
Щебінь підрозділяється на наступні фракції:
Дуже дрібний – 3 – 10 мм.
Дрібний – 10 – 20 мм.
Середній – 20 – 40 мм.
Крупний – 40 – 70 мм
Щоб ваш бетон простояв довгі роки і не зруйнувався, слід пам’ятати, що максимальний розмір каменів у щебені не повинен перевищувати 1/3 від мінімальної товщини майбутнього виробу.
Ще беруть до уваги такий показник, як пустотність наповнювача – обсяг порожнього простору між каменями щебеню. Обчислити його просто – взяти відро відомого об’єму, заповнити його щебенем до країв, і мірної ємністю лити на нього воду. Знаючи, скільки увійшло рідини, ми можемо обчислити пустотність щебеню. Приміром, якщо в 10-літрове відро щебеню влізло 4 л води, то пустотність цієї щебінки – 40%. Чим менше пустотність наповнювача, тим менше витрата піску, і, що важливо – цементу.
Для максимального заповнення пустот слід застосовувати різні фракції щебеню: дрібний, середній, великий. При цьому необхідно враховувати, що дрібної фракції повинно бути не менше 1/3 від загального обсягу щебеню.
Крім гранітного щебеню і гравію залежно від призначення бетону, використовують керамзит, доменний шлак, а також інші наповнювачі штучного походження. Для легких бетонів застосовують деревну стружку, подрібнену пінополістирол. Для надлегких бетонів – гази та повітря. Однак створення легких і надлегких бетонів пов’язане з рядом труднощів, і правильно виготовити такий продукт поза промислового цеху навряд чи вдасться.
Залежно від щільності, всі наповнювачі для бетону поділяють на пористі (<2000 кг/м3) і щільні (>2000 кг/м3). Також не варто забувати, що природні наповнювачі мають невеликий радіаційний фон, що властивий всім гранітних порід. Звичайно, це не джерело радіаційного забруднення, але все-таки варто пам’ятати про таку властивість натурального каменю в якості наповнювача бетону.
Вода – вимоги для приготування бетону
Вода не менш важливий компонент, ніж цемент або пісок. Можна взяти собі за правило одну просту істину – будь-яка вода, придатна для пиття придатна і для замішування бетону. Ні в якому разі не можна застосовувати воду з джерела, відпрацьовану воду після виробництва, болотну та іншу воду, в якості якої ви не впевнені. Хімічний склад та інші показники води можуть сильно вплинути на міцнісні характеристики готового бетону.
Таблиця № 1. Витрата води (л/м3) при різному зерно наповнювача:
| Рівень пластичності бетону | Гравій | Щебінь | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 мм | 20 мм | 40 мм | 80 мм | 10 мм | 20 мм | 40 мм | 80 мм | |
| Дуже пластичний | 215 | 200 | 185 | 170 | 230 | 215 | 200 | 185 |
| Середньо пластичний | 205 | 190 | 175 | 160 | 220 | 205 | 190 | 175 |
| Малої пластичності | 195 | 180 | 165 | 150 | 210 | 195 | 180 | 165 |
| Не пластичний | 185 | 170 | 155 | 140 | 200 | 185 | 170 | 155 |
Важливо пам’ятати, що розрахунок складу бетону включає в себе всю вологу, присутню в будматеріалах до їх змішування. Якщо, приміром, у вас в якості наповнювача запланований доменний шлак, то його вологість також має значення – по суті, це «зайва» вода, яку важко врахувати, але нею просто зіпсувати готовий розчин.
Від кількості води залежить ще один важливий показник – пластичність готового бетону. Для отримання пластичного бетону вода повинні бути додана строго по нормі. Перевищення необхідної норми також шкідливо, як і нестача води – бетон розшаровується, і втрачає свої якості. При замішуванні бетонної суміші пластичність бетону визначають на “око”. Якщо бетон мимовільно сповзає з горизонтально розташованої штикової лопати, то він вважається дуже пластичним. Якщо з лопати він сповзає тільки при невеликому її нахилі, то бетон вважається середньо пластичним. При сповзанні бетону навіть з нахиленою лопати він вважається мало пластичним. Коли бетон лежить на лопаті горбком, він вважається не пластичним. Робити бетон занадто рідким не можна так як він втрачає свої якості.
Набір міцності і марка бетону
Марка бетону – це здатність готового виробу витримувати навантаження на 1 см2 без пошкоджень. Марку бетону визначають на 28 добу після його виготовлення. Вся справа в тому, що швидше всього міцність бетон набуває протягом 7 діб. За цей час він може отримати до 40 % міцності. Після 7 доби, хороший набір міцності йде до 28 діб. Після проходження 28 діб набір міцності різко знижується, але продовжується ще якийсь час.
Графік набору міцності бетону, при нормальних умовах.
Як розрахувати склад бетону
Щоб правильно провести розрахунок складу бетону, важливо володіти певними даними.
Сюди входять:
- Необхідна марка бетону;
- Потрібна пластичність суміші;
- Марка цементу;
- Дані про гранулометрическом складі піску і щебеню.
Можна виділити два способи розрахунку складу бетону – за ваговим співвідношенням цементу, піску і щебеню і об’ємному співвідношенні цих матеріалів. І в першому і в другому випадку цемент завжди приймають за одиницю (за одну частину), а всі інші складові бетонної суміші у вигляді частини ваги або об’єму цементу.
Розрахунок складу бетону за вагою
Зробимо розрахунок складу, для отримання бетону середньої пластичності, марка міцності якого на 28 добу буде М200.
Припустимо, що ми маємо:
- Портландцемент М400;
- Щебінь середньої фракції;
Для початку нам необхідно визначити водоцементне відношення (В/Ц). В/Ц – це пропорція ваги води і цементу, яка потрібна для приготування бетону певної міцності. Визначають цей показник за формулами або дослідним шляхом. Ми пропонуємо вже знайдені значення В/Ц, які зібрали у вигляді таблиці.
Таблиця № 2. Значення В/Ц для різних марок бетону.
| Марки цементу |
Марки бетону | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | ||
| 300 | 0,75 | 0,65 | 0,55 | 0,50 | 0,40 | – | |
| 0,80 | 0.70 | 0.60 | 0.55 | 0.45 | – | ||
| 400 | 0,85 | 0,75 | 0,63 | 0,56 | 0,50 | 0,40 | |
| 0,90 | 0,80 | 0,68 | 0,61 | 0,55 | 0,45 | ||
| 500 | – | 0,85 | 0,71 | 0,64 | 0,60 | 0,46 | |
| – | 0,90 | 0,76 | 0,69 | 0,65 | 0,51 | ||
| 600 | – | 0,95 | 0,75 | 0,68 | 0,63 | 0,50 | |
| – | 1 | 0,80 | 0,73 | 0,68 | 0,55 | ||
Знаючи необхідну марку бетону і використану марку цементу знаходимо значення В/Ц В даному випадку воно складе 0,63.
Тепер з таблиці № 1 знаходимо необхідно кількість води для одержання бетону середньої пластичності при розмірі щебеню 40 мм. В результаті отримуємо значення 190 л/м3.
Після цього ми можемо розрахувати необхідне нам кількість цементу на 1м3 бетону. Для цього 190 л/м3 розділимо на 0,68 і отримаємо 279 кг. цементу. З таблиці № 3 знаходимо пропорції бетонної суміші, необхідної для марки бетону М200 і марки цементу М400.
Таблиця № 3. Вагові співвідношення цементу, піску і щебеню.
| Марка бетону | Марки портландцементу | |
|---|---|---|
| 400 | 500 | |
| Пропорції за масою, Цемент : Пісок : Щебінь |
||
| 100 | 1 : 4,6 : 7,0 | 1 : 5,8 : 8,1 |
| 150 | 1 : 3,5 : 5,7 | 1 : 4,5 : 6,6 |
| 200 | 1 : 2,8 : 4,8 | 1 : 3,5 : 5,6 |
| 250 | 1 : 2,1 : 3,9 | 1 : 2,6 : 4,5 |
| 300 | 1 : 1,9 : 3,7 | 1 : 2,4 : 4,3 |
| 400 | 1 : 1,2 : 2,7 | 1 : 1,6 : 3,2 |
| 450 | 1 : 1,1 : 2,5 | 1 : 1,4 : 2,9 |
Співвідношення Ц:П:Щ буде 1 : 2,8 : 4,8. Якщо цементу нам необхідно 279 кг, то 279 × 2,8 = 781 кг. піску і 279 × 4,8 = 1339 кг. щебеню. Разом виходить, що для приготування 1 м3 бетону середньої пластичності і марки М200 з портландцементу М400 і щебеню середньої фракції, необхідно:
Як правильно замісити бетон
Існує як ручний спосіб замісу, так і механізований, – за допомогою бетономішалок і міксерів.
Ручний спосіб замісу бетону
Давайте розглянемо ручний спосіб замісу, як найбільш популярний в присадибній будівництві. Для правильного замісу суміші, необхідна ємність, у якій буде проводитися змішання всіх складових. Це може бути як звичайна бляшане корито, так і зібрана спеціально ємність. У неї насипають весь необхідний для замісу пісок і в борозну посередині засипають цемент. Після ретельно вмішують пісок з цементом, до отримання однорідної сірої маси. Потім отриманий матеріал змочують водою, і знову гарненько заважають. Пізніше додається щебінь, і суміш мішається до стану, коли розчин покриє кожен камінь наповнювача. При цьому потроху додається вода, кількість якої залежить від необхідної пластичності. Після того, як суміш стане однорідною, і всі камені наповнювача покриються розчином, бетон готовий до укладання.
При ручному способі замішування є один важливий момент, а саме – швидкість укладання бетону. Навіть при незначній затримці, бетон в кориті може расслоиться (це виглядає як виступила зверху вода), і втратити частину своїх властивостей. Тому важливо швидко укладати бетон в опалубку.
Кращим варіантом того, як приготувати бетон буде механічний спосіб замісу за допомогою бетономішалки. Плюсами такого способу буде отримання гарантовано однорідної суміші і високу якість отриманого бетону.
Заміс бетону в бетонозмішувачі
Для замісу в бетономішалці спочатку насипають цемент, і заливають мінімум води. Отримавши однорідну емульсію, міксер додають пісок з розрахунку пропорції. Далі розчин втручається з додаванням необхідної кількості води. Після отримання розчину, в бетономішалку можна засипати наповнювач.
Плюсом механічного способу замісу буде те, що бетон не розшарується, і може залишатися в обертовому міксері до однієї години без втрати своїх властивостей. Однак міксер не варто розташовувати далеко від місця укладання – щоб уникнути втрати бетоном своїх властивостей під час доставки.
Дотримуючись цих нескладних правил, ви отримаєте надійний конструкційний матеріал, який з роками буде ставати все міцніше!
Завантаження...
