Плотность бетона: обзор одного из основных свойств материала



Внешний вид материала

Бетон – материал, который на протяжении десятков лет остается одним из основных в строительной индустрии. Применяется он практически везде, начиная от строительства дорог, фундаментов и заканчивая утеплением строений.

Так от чего же в основном зависит сфера его применения? Что он представляет собой? Об этом мы и поговорим в данной статье. А, точнее, о важнейшем свойстве вышеуказанного материала. Плотность бетона: что это такое, и от чего зависит числовой показатель качества.

Что представляет собой материал

Он состоит из 4-х основных компонентов, это – цемент, вода, крупные и мелкие заполнители. От пропорций данных заполнителей зависят свойства будущего раствора и изделий из него.

Давайте рассмотрим, какие качества характерны для него, и какую функцию они выполняют.

Состав

Основные показатели и характеристики

Воспользуемся таблицей.

Основные эксплуатационные свойства:

Наименование Комментарии
Прочность на сжатие Это — один из основных показателей. В зависимости от него, устанавливают класс. В соответствии со СНиП, обозначается показатель латинской буквой В и указывает на то, какое давление в мегапаскалях может выдержать материал.

Помимо класса, характеристика задается и маркой материала, которая указывает на предел прочности на сжатие с расчетом оказания нагрузки в кг/см2.

Соотношение данных коэффициентов будет рассмотрено ниже.

Удобоукладываемость В соответствии с ГОСТ 7473-2010 выделяют:

  • Сверхжесткий;
  • Жесткий;
  • Подвижный.

Марке по удобоукладываемости соответствует своя норма жесткости и осадка конуса. Последняя указывает на уровень пластичности. Данный показатель является крайне важным при бетонировании. Для прокачки используются смеси, характеризующиеся значением не менее П4.

Морозостойкость Обозначается буквой F и указывает на то, какое количество циклов замораживания и оттаивания способен выдержать материал. Номеруется цифрами от 50 до 1000.
Водонепроницаемость Указывает на то, какое давление воды может выдержать образец. Обозначается W и нумеруется цифрами от 2 до 20.

Водопроницаемость напрямую зависит от уровня пористости.

Марка плотности Марка измеряется в кг/м3. Она указывает на их несущую способность и возможность выдерживать определенные нагрузки.

Обозначаются марки – d.

Некоторые характеристики

А теперь давайте рассмотрим подробнее зависимость марки по удобоукладываемости, нормы жесткости и осадки конуса.

Марки по удобоукладываемости:

Марка Норма жесткости Осадка конуса
Сверхжесткая смесь (СЖ3) Свыше 100
Сверхжесткая смесь (СЖ2) 50-100
Сверхжесткая смесь(СЖ1) Менее 50
Жесткая 4 30-60
Жесткая 3 20-30
Жесткая 2 10-20
Жесткая 1 Менее 10
Подвижная 1 Менее 4 1-5
Подвижная 2 5-9
Подвижная 3 10-15
Подвижная 4 15-20
Подвижная 5 Более 20-ти

Наверняка, у многих возникнет вопрос, как определить эту усадку конуса? Делается это достаточно просто. Для этого понадобится небольшое количество смеси и сам конус.

Инструкция выглядит так:

  • Его располагают на ровной поверхности и в несколько подходов заполняют смесью.
  • Процесс сопровождают штыкованием и пошатыванием для лучшего уплотнения раствора.
  • После полного наполнения, конус медленно поднимают. Бетон вытекает и образует что-то наподобие горки.
  • Конус ставят рядом и измеряют расстояние, на которое он опустился.

Чем выше объемный вес раствора, тем меньше будет осадка конуса, который вы и видите на фото.

Осадка конуса

Типы бетона и сфера применения

А теперь давайте разберемся, какие виды бетона бывают, и какова их сфера применения. Типы  продиктованы ГОСТ 25192-2012 и ГОСТ 7473-2010. В соответствии с данной технической документацией выделяется: классификация по назначению.

В зависимости от назначения, различают:

  • Обычные (возведение гражданских и промышленных зданий);
  • Специальные: теплоизоляционный , гидротехнический, декоративный, дорожный;
  • Специального назначения: звукопоглощающий, жаростойкий, химически стойкий.

В соответствии с основным видом вяжущего выделяют:

  1. Цементный;
  2. Шлакощелочной;
  3. Силикатный;
  4. Асфальтобетон;
  5. Гипсовый;
  6. Пластобетон и другие.
Асфальтобетон, прочность до б25
Асфальтобетон, прочность до б25

В зависимости от вида заполнителя, материал может быть:

  • На пористом заполнителе;
  • На плотном заполнителе;
  • На специальном заполнителе.

Структура.

В соответствии с ней выделяют:

  • с плотной структурой;
  • Крупнопористой структурой;
  • Ячеистой структурой;
  • Поризованной.

В зависимости от метода твердения:

  • Автоклавными, твердеющими при условии обработки в специальных машинах – автоклавах, под действием высокого давления и температуры;
  • Неавтоклавными, для которых характерен естественный способ твердения;
  • Твердеющими в условиях обработки при атмосферном давлении.

Еще одна классификация основана на вяжущем веществе и заполнителях.

В соответствии с этим, материал подразделяются на:

  • Товарные;
  • Жирные;
  • Тощие.

Итак:

  • Товарный бетон отличается стандартной рецептурой соотношения заполнителя и основного вяжущего.
  • Жирный характеризуется более высоким содержанием вяжущего, и более низким количеством крупного заполнителя.
  • Тощий отличается обратным, в отличие от жирного, то есть высоким содержанием заполнителя и низким – основного вяжущего.

Классификация по плотности выделяет:

  • Особо тяжелые  (марка  — свыше 2500). Обладают наибольшим значением. Применяются при строительстве особых объектов. Например, при сооружении конструкций, назначением которых является предотвращение проникновения радиации.
  • Тяжелые (марка – 2100-2500). Изготавливается, в основном, из цемента, стружки стали и кварца. Применяется при устройстве особопрочных фундаментов и оснований тяжеловесных конструкций.

На заметку! Плотность железобетона в кг м3 достаточно высока, благодаря чему он может выдержать существенные нагрузки. Значение ЖБ зависит, в первую очередь, от состава компонентов и пропорций сырья.

  • Облегченные (марки  от 1800 до 2200). Основной наполнитель – щебень. Основное его преимущество – небольшой вес. Используется при строительстве комплексов, возведении стен и оснований зданий.
  • Легкие. К ним можно отнести, в первую очередь, ячеистые. Они разделяются на конструкционный  и конструкционно-теплоизоляционный. Плотность ячеистого вида может варьироваться в промежутке от 500 до 1800.

Марка определяет сферу его применения. Изделия, для которых характерен показатель в 500-600 кг м3, наиболее популярны среди частных застройщиков. Они используются для возведения стен и перегородок зданий, высотой до 3-х этажей.

  • Особо легкие (объемный вес – менее 500). Это-пено- и газобетоны низкой плотности. Используется материал в качестве теплоизоляции, так как никаких существенных нагрузок выдержать не может.

Очевидно, что сфера применения крайне широка. Используется в виде раствора, блоков разных типов, плит и так далее. Из него строят здания, сооружают разные виды конструкций: заливают пол, перекрытия, плоские кровли, утепляют стены колодцевого типа и многое другое.

Технология изготовления непосредственным способом влияет на показатели свойств и качеств материала. Рассмотрим основные типы материала в соответствии с технологией производства. Они продиктованы ГОСТ 25192-2012.

Типы в зависимости от технологии изготовления:

Наименование Основное отличие в производстве, значение объемного веса
Укатанный Жесткий материал, который уплотняют посредством, например, виброукатки.
Самоуплотняющийся Отличается способностью к уплотнению под действием своего веса.
Особо жесткий Получаемый из смеси, осадка конуса и жесткость которой не измеряется, может обладать прочностью в25- в40
Торкрет Наносится на поверхность пневматически, является мелкозернистым. Плотность торкрет является его достоинством, он имеет широкую сферу применения. Особенно отличается материал низким коэффициентом водопоглощения и хорошей адгезией с основанием, поэтому применяется в качестве гидроизоляционных покрытий.
Литой Материал, осадка конуса которого составляет не более 20 см.
Роликового формования Как видно из названия, формуется  посредством воздействия роликов, отличается материал жесткостью
Автоклавного способа твердения Изготавливается в условиях завода, подвергается обработке на последнем этапе производства в автоклаве.
Вакуумированный Отличается тем, что перед затвердеванием раствора, часть жидкости удаляется с использованием метода вакуумирования.
Подводной укладки Укладывается под воду.
Торкрет-бетон,

Плотность и ее зависимость от основных показателей и структуры материала

Поскольку что такое бетон мы уже выяснили, пришло время рассмотреть непосредственно плотность смеси и изделий из нее, а также факторы, влияющие на изменение ее числовых показателей.

Перечень основных факторов, методы увеличения значения

Любой раствор содержит пустоты, они могут быть различными по размеру, однако определяющим фактором остается их объем по отношению к общему объему раствора (изделия). Объемный вес раствора напрямую зависит от его пористости. И чем выше уровень последней, тем меньше будет коэффициент.

Самое главное, что стоит знать о соотношении этих двух характеристик, так это то, что наличие влаги оказывает непосредственное влияние на результат. Проще говоря, чем больше влаги, тем выше пористость — и, как следствие, ниже объемный вес.

Обратите внимание! При изготовлении раствора своими руками, внимательно относитесь к пропорциям компонентов. Они во многом влияют на будущие характеристики смеси и изделий из нее. В первую очередь это касается заполнителя.

Основные факторы, влияющие на рассматриваемое значение сводятся к следующему: качество и марка используемого цемента; тип заполнителя. Последний отбирается в соответствии с требованиями технической документации. Насыпная плотность крупного заполнителя регулируется ГОСТ 25820-2000.

 

Если возникает необходимость увеличить объемный вес, можно применить несколько методов.

Они заключаются в следующем:

  • Путем добавления цемента расширяющегося;
  • Также можно воспользоваться поверхностно-активными или гидравлическими добавками. Первые – улучшат структуру, а вторые – заполнят пустоты в растворе;
  • Жидкое стекло также поможет увеличить оговариваемое значение;
  • Как уже упоминалось выше, повышенное содержание жидкости снижает показатель. Соответственно, добавив больше цемента, эффект будет совершенно обратным;
  • Использование более мелкого наполнителя (меньшей фракции) будет способствовать уменьшению пустот;
  • Уплотнение раствора путем штыкования или при помощи механического способа, также приведет к повышению значения;
  • Добавление пластификаторов.

Помимо вышеуказанных, существуют и иные методы, при помощи которых повышают плотность. Однако данные являются наиболее распространенными в промышленном строительстве. В качестве примера, можно привести способ вакуумирования, при котором удаляется лишняя жидкость из раствора.

Видео в этой статье расскажет подробнее о том, как проверяют бетон на прочность.

Соотношение плотности и марки бетона

Как уже говорилось, значения объемного веса, его прочности на сжатие, непосредственно связаны между собой. Рассмотрим при помощи таблицы, как взаимно изменяются числовые показатели данных качеств.

Бетон: плотность, прочность на сжатие, марка прочности:

Марка прочности Класс Объемный вес кг м3 бетона
500-800 в40-В45 От 220 до 2500
350-500 В20-В35 От 1800 до 2200
100-350 В 15-В25 От 1400 до 1800
15-150 В3 ,5-В12,5 От 500 до 1200
5-15 В1-В10 От 50 до 500
  • Как видно из таблицы, марка прочности, класс и плотность находятся в непосредственной зависимости. Глядя на эти данные, несложно определить, например, что плотность ЖБ в25 будет равна значению Д1800-1900.
  • Объемный вес монолитного ЖБ, разумеется, может быть различной — все зависит от его предназначения.
  • Также стоит учитывать, что данные, указанные в таблице относительны. Возьмем, например, материал в30 — объемный вес его может быть изменена за счет увеличения или уменьшения порций компонентов, и в итоге, марка его может быть ниже.

Обратите внимание! Как правило, цена на изделия более легких бетонов обычно ниже. Исключением может стать использование дорогостоящего наполнителя.

  • Стоит отметить, что материал одинаковой плотности может иметь разный вес. Например,  класс в 7,5 и марки 10 может весить больше, нежели марки 15. Происходит это за счет содержания большего количества цемента — в то время как плотность последнего будет выше за счет крупного заполнителя.
  • Марка в7,5 является одним из самых популярных. Он обладает достаточной прочностью для того, чтобы выдержать существенные нагрузки.

Материал марки в40-в45 применяется значительно реже. Область его применения обычно ограничена узкоспециализированной направленностью.

Способы проверки плотности бетона

Определение значений объемного веса производят при помощи испытания отобранных образцов в соответствии с ГОСТ 12730.1-78. На данный момент существует несколько способов, которые мы рассмотрим ниже.

Метод контроля в соответствии с ГОСТ

Во время проведения испытания, необходимо наличие следующего некоторого оборудования: понадобится прибор для измерения значения, некоторые реактивы и материалы. Так как проверить плотность материала?

Испытание происходит в следующем порядке:

  • Производят отбор образцов с учетом того, что они могут находиться в нормированном влажностном состоянии либо в состоянии естественной влажности.
  • Подготовка к испытанию проходит в соответствии с требованиями ГОСТ.
  • Далее, при помощи приборов вычисляют: какова масса изделий и их объем.
  • Для окончательного вычисления плотности используется формула.
  • В случае, если производят проверку серии образцов, используется среднеарифметическое значение результатов испытания.

Для удачного проведения испытания, результаты должны полностью соответствовать техническим требованиям. В противном случае, проверку проводят повторно.

Проверка в лаборатории

Измерение прочности при помощи приборов

Проверка может быть произведена посредством двух способов.

  1. Разрушающий метод. Сущность его заключается в помещении под пресс заготовок, которые разрушают, и измеряют при этом нужные показатели.
  2. Метод, при котором используют измеритель, не разрушающий материал. Современные приборы компактны и просты в использовании, поэтому привести проверку с их помощью сможет каждый. Измеритель самостоятельно выдает готовый результат при правильном использовании.

Основными недостатками последнего метода являются следующие: многие приборы имеют большую погрешность; неоднородность покрытия может стать следствием того, что поверхностная плотность будет отличаться от показателя на глубине.

Определить коэффициент выхода и плотность цементного бетона, можно в лабораторных условиях — при помощи введения реагентов.

В заключение

Плотность бетонного раствора и изделий из него, является одним из важнейших показателей. Числовое значение его зависит от ряда факторов и тесно связано с некоторыми характеристиками.

В первую очередь, это касается зависимости марки, класса прочности и плотности. На данный момент существует масса способов проверки показателей, в том числе и современных, позволяющих провести испытание на определение плотности бетона самостоятельно.






Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты