Приготовление бетонного раствора: пропорции цемента, песка, щебня, воды

|

При возведении зданий бетонирование может осуществляться практически на всех этапах строительства. Даже если дом не является монолитно-каркасным, из железобетона – фундамент, основание пола, элементы стен и перекрытия – бетон применяется практически везде. Поэтому приготавливая бетонный раствор важно знать пропорции составляющих его материалов и уметь рассчитать их точные количества.

Материалы для приготовления бетона

В целом, всё довольно просто, и чтобы приготовить бетонный раствор нужны: цемент, песок, вода и балласт (щебень или гравий). Тем не менее, прежде чем переходить к количественным величинам, хочется немного подробнее остановиться на качестве перечисленных материалов.

Цемент. Для получения качественного бетона лучше всего использовать марки M-400 и M-500. Разумеется, цемент должен быть свежим и не иметь комков, возникающих из-за длительного хранения. Обратите внимание, что лучше не запасаться цементом впрок, так как при длительном хранении, особенно при неправильном, он теряет часть своих полезных свойств. Если же вам все-таки необходимо купить весь объем сразу, храните цемент в сухом помещении, и обеспечьте наличие упаковки, защищающей материал от влаги содержащейся в воздухе.

Приблизительно учесть потерю полезных свойств цемента можно умножив требующуюся по расчетам норму на соответствующий коэффициент, зависящий от периода хранения, из списка ниже:

  • 1 месяц – 1,1;
  • 3 месяца – 1,2;
  • 1 год – 1,4;
  • 2 года* – 1,6.

* Цемент, хранившийся слишком долго, нежелательно использовать для ответственных строительных конструкций, например, при возведении несущих стен жилых зданий.

Песок. Если есть выбор между морским песком и речным, предпочтительнее выбирать речной – он содержит намного меньше примесей способных повлиять на качество. Еще лучше подходит овражный песок – меньшая гладкость песчинок обеспечивает сцепление компонентов даже эффективнее чем у речного. В любом случае песок должен быть промытым и не содержать органических или глинистых включений.

Балласт. Нежелательно использовать в качестве балластных заполнителей гальку (из-за гладкой поверхности, ухудшающей сцепление), осколки кирпича (из-за ломкости и сильного впитывания жидкости), непрочные виды гравия (гипсовый, меловой и подобные). Самый оптимальный вариант по свойствам – гранитный щебень или гравий. Обратите внимание, что марка выбранного щебня должна быть вдвое выше марки бетона. Как ни парадоксально, но это необходимо как раз для того, чтобы прочность щебня и бетона совпадали. Дело в том, что марка бетона показывает прочность, набираемую при твердении всего за 28 дней, но этот показатель со временем возрастает и становится максимальным лишь через полгода или даже год.

Вода. Нельзя использовать для приготовления бетона некачественную воду. В среде строителей распространено мнение, что если воду можно пить, то из нее можно приготовить и бетон. Это правило автоматически убирает совершенно непригодные варианты: сточные, болотные и явно загрязненные источники воды, а также излишне насыщенные органикой, щелочами, кислотами и другими примесями. Можно брать проточную воду из родников, ручьев и рек, а также озёрную, но при возможности лучше всего все-таки сделать анализ на пригодность в строительной лаборатории.

Добавки. В состав бетона также можно включать разного рода дополнительные добавки, такие к примеру, как пластификаторы и армирующие составляющие, способные положительно повлиять на улучшение пластичности и адгезии раствора, его текучести, а также прочностных свойств, водостойкости и морозостойкости готового бетона.

Объемные и весовые пропорции материалов для приготовления бетона

Ниже приводятся таблицы на основе которых можно рассчитать необходимые объем или массу компонентов для приготовления бетонного раствора из цемента наиболее ходовых марок (400 и 500).

Если же вы решите использовать цемент других марок с пересчетом данных на основе приведенных таблиц, учитывайте, пожалуйста, что численно марка цемента должна быть выше марки бетона в 2, или даже лучше в 3 раза. Например, если портландцемент с маркой 200 ещё подходит для приготовления бетона M100, то для бетонов M150 – M450 он уже обладает недостаточными характеристиками.

Масса песка и щебня на 1 кг цемента M-400, в зависимости от марки бетона и ближайшего* класса прочности:

Марка бетона Класс бетона Песок, кг Щебень, кг
100 B7,5 4,6 7,0
150 B12,5 3,5 5,7
200 В15 2,8 4,8
250 В20 2,1 3,9
300 В22,5 1,9 3,7
400 В30 1,2 2,7
450 В35 1,1 2,5

Объем песка и щебня на 1 л цемента M-400, в зависимости от марки бетона и ближайшего* класса прочности:

Марка бетона Класс бетона Песок, л Щебень, л
100 B7,5 4,1 6,1
150 B12,5 3,2 5,0
200 В15 2,5 4,2
250 В20 1,9 3,4
300 В22,5 1,7 3,2
400 В30 1,1 2,4
450 В35 1,0 2,2

Масса песка и щебня на 1 кг цемента M-500, в зависимости от марки бетона и ближайшего* класса прочности:

Марка бетона Класс бетона Песок, кг Щебень, кг
100 B7,5 5,8 8,1
150 B12,5 4,5 6,6
200 В15 3,5 5,6
250 В20 2,6 4,5
300 В22,5 2,4 4,3
400 В30 1,6 3,2
450 В35 1,4 2,9

Объем песка и щебня на 1 л цемента M-500, в зависимости от марки бетона и ближайшего* класса прочности:

Марка бетона Класс бетона Песок, л Щебень, л
100 B7,5 5,3 7,1
150 B12,5 4,0 5,8
200 В15 3,2 4,9
250 В20 2,4 3,9
300 В22,5 2,2 3,7
400 В30 1,4 2,8
450 В35 1,2 2,5

* Марки прочности бетона использовались в устаревшей нормативной документации, в новых же ГОСТах используются классы прочности, но многие строители привыкли пользоваться прежними характеристиками, поэтому в этой и остальных таблицах для удобства сравнения приводятся оба показателя.

Вода в составе бетона – правильное водоцементное соотношение

Если излишне не усложнять, то водоцементное соотношение (а считать его необходимо по массе) для бетона находится ориентировочно пределах от 0,4 до 0,7. То есть на 1 кг цемента требуется примерно 400–700 грамм (или миллилитров) воды. Но так как количество воды для качества бетона имеет ключевое значение, на водоцементном соотношении стоит остановится более подробно.

Чтобы обеспечить необходимое твердение бетона воды нужно всего лишь 25% от массы цемента. Тем не менее, для нормального приготовления бетонной смеси и удобства в процессе бетонирования воды нужно практически в 2–3 раза больше – до 70% процентов от веса цемента, а иногда и более (например, для заливки фундаментов допустимо – до 75%).

Чтобы отрегулировать водоцементное соотношение необходимо понимание, что излишняя вода ухудшает качество бетона, образуя в застывшем монолите, как наполненные жидкостью поры и капилляры, так и воздушные. При этом оба вида пустот, влияя на прочность, морозостойкость и водостойкость, ухудшают качество бетона.

Ориентируясь на написанное выше можно было бы делать минимальное водоцементное соотношение (0,4), используемое для приготовления бетона, предназначенного для производства бетонной тротуарной плитки, но удобоукладываемость такого раствора будет явно недостаточной для заливки простенков или фундамента. К тому же для уплотнения смеси понадобится специальная вибрационная техника. Если же воды будет слишком много, бетон скорее всего получится с трещинами.

Стоит различать воду, употребляемую при замешивании бетонной смеси, и воду, неиспользуемую в расчетах, но применяемую для полива бетона в процессе его твердения, когда увлажнение должно быть достаточным в течение довольно длительного периода. Если бетон высохнет не успев прореагировать с водой, или будет то высыхать, то увлажняться, добиться хорошей морозостойкости или прочности не получится.

Приготавливая бетонный раствор нужно учесть и воду, содержащуюся в отдельных компонентах смеси до их перемешивания. Песок и щебень, хранившиеся под открытым небом, после дождя могут содержать до 20% влаги от собственной массы. Поэтому, прежде чем сделать большой объем бетона имеет смысл приготовить пробную партию, для которой произвести замеры «осадки конуса» (ОК), показателя, показывающего для какого типа работ и конструкций применима бетонная смесь с учетом её подвижности, чтобы соответствие было не только по марке или классу прочности. И уже на основе замеров точно отрегулировать количество жидкости для будущих замесов.

Осадка конуса определяется путем замера уменьшения по вертикали высоты усечённого конуса, состоящего из свежеприготовленного бетона, после снятия специальной формы и прекращения оседания смеси. Размеры конуса: 30 см высотой, 20 и 10 см диаметрами у основания и в верхней части соответственно.

Подвижность бетонной смеси для строительных конструкций разного типа:

  • 0–1 см – подготовка для полов и фундаментов, основания дорог и аэродромов.
  • 1–3 см – дорожные и аэродромные покрытия, полы, массивные конструкции без дополнительного армирования (подпорные стены и фундаменты).
  • 3–6 см – массивные не содержащие арматуры конструкции (плиты, балки, а также колонны средних и больших сечений).
  • 6–8 см – горизонтальные железобетонные конструкции с высокой степенью насыщенности арматурой (стенки и колонны тонких сечений), а также конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке с использованием вибраторов.
  • 8–10 см – вертикальные железобетонные конструкции с высокой степенью насыщенности арматурой (плиты и балки тонких сечений), а также конструкции, бетонируемые в скользящей опалубке с ручным уплотнением.

Граничный ориентир между уплотнением строительными вибрационными машинами и ручным – осадка конуса величиной около 5 см.

Общее количество материалов для выхода 1 м³ бетона

По объему, в зависимости от характеристик компонентов для приготовления 1 м³ обычного бетона нужно около 1,2–1,7 м³ (или 1200–1700 л) сухой смеси цемента, песка, щебня или гравия, а также примерно 160–180 литров воды.

Масса компонентов, требуемых для приготовления 1 м³ тяжелого бетона – около 2300–2600 кг.

В заключение стоит сказать, что при расчетах количества материалов, нужных для приготовления бетона, лучше использовать массовые пропорции, так как они значительно точнее объемных и качество бетона будет выше. Причем взвешивать всё конечно же лучше самостоятельно, нежели доверять найденным значениям в таблицах с плотностью веществ. Ведь плотность цемента, песка и щебня величины довольно непостоянные, зависящие от многих факторов, в частности от крупности фракции и степени уплотнения при укладывании в мерные емкости.

Например, несмотря на удельную плотность цемента около 3 кг/л, в 10-литровом ведре его в рыхлом состоянии поместится всего около 13 кг, а не 30, как следует из значения удельной плотности. Для щебня разница также весьма ощутима, и составляет соответственно 16 кг вместо 26. При этом стоит немного тряхнуть ведром и цифры снова изменятся.

Если вы все-таки решите использовать в расчетах вместо массовых объемные соотношения, постарайтесь хотя бы создавать более или менее одинаковые условия отмеряя материалы для бетонной смеси, не утрамбовывая, а просто выравнивая насыпанные компоненты по краю емкости ребром ровной дощечки. Это поможет вам сделать бетон более высокого качества.

 

Copyright © 2009—2011 Reismus. Блог о строительной индустрии: архитектуре, дизайне, материалах, технологиях, технике, инструментах.

Читая этот блог, Вы узнаете: какие материалы для строительства лучше, как правильно выбрать строительный инструмент, какой строительной техникой пользоваться в конкретных условиях и почему, а также ответы на многие другие вопросы строительной тематики.