Соотношение песка, цемента и щебня в бетоне: основные правила и расчет
Сделать «хороший» бетон для опытного строителя — дело плевое, когда начинающий в этой области сталкивается с массой информации, которую нужно учитывать при подборе состава. Основная ошибка — думать, что, имея качественные компоненты, при любой рецептуре получится высококлассная смесь. Но это не так.
Подобный фактор влияет на успех только лишь на 40%. Примерно 10% можно отдать окружающим условиям, при которых готовится и выстаивается бетон.
И да, 50% — «львиная доля» приходится на грамотный подбор состава. Почему он так важен, и как самостоятельно определять правильное соотношение песка, цемента и щебня в бетоне, рассмотрим подробнее.
Свойства компонентов и их влияние на подбор состава
Количество компонентов в бетоне зависит не только от его марки. Также огромное влияние оказывают и характеристики сырья, которые могут варьировать соотношение цемента, песка и щебня в бетоне при изготовлении смеси одного и того же класса.
Цемент
Портландцемент — основное вяжущее. Именно от его количества и отталкиваются при определении соотношения.
А расчет цемента на бетон зависит от следующих характеристик:
- Марка. Чем выше марка портландцемента, тем он обладает большей прочностью. Соответственно, чем выше марка, тем меньше количество цемента в кубе бетона. Сразу возникает мысль: «А куплю-ка я самый лучшей цемент, например, М500Д0, добавлю его минимальное количество, тем самым сэкономлю на самом дорогом компоненте бетона». Бережливостью такой поступок трудно назвать, потому как цена на такое вяжущее приличная.
Хорошо, пойдем другим путем, купим М400Д20, что подешевле, — но, это тоже сомнительная экономия, так как из-за более низкой марочной прочности нужно его добавлять в бетон гораздо больше, соответственно увеличится стоимость куба. Однако такая замена во многих случаях оправдана.
Например — при изготовлении бетона марки не выше М400, и только если прочность образца в 28-суточном возрасте будет удовлетворять гостовским требованиям.
- Активность при пропаривании — наиважнейшая характеристика цемента. Она показывает насколько быстро бетон наберет разопалубочную прочность. Она может быть разной даже у цемента одного поставщика при разных партиях. Определяется этот параметр только в лабораторных условиях. Существует 3 группы активности при пропаривании. Самая лучшая — первая, и соответственно, самая худшая — третья.
Какая именно нужна в конкретном случае, зависит от специфики производства и изготовляемой конструкции. На соотношение цемента и песка в бетоне это особо не влияет, обычно продлевают тепловлажностный режим или время выстаивания, если активность, уж совсем никудышняя. Но, если бюджет позволяет и требуется более быстрое затвердевание бетона, то в таком случае берется больший объем.
- Дата изготовления цемента также важна, как и день выпуска пищевого продукта. Чем свежее вяжущее, тем он качественнее. Поэтому производственники не закупают его заранее по более низкой стоимости в зимний период. После «исполнения» месяца цементу, ведется обратный отсчет. Его марочная прочность потихоньку убывает. Этот процесс происходит гораздо быстрее, если цемент хранится в открытых мешках и влажной среде. Поэтому «старенькое» вяжущее добавляют в бетон сверх нормы.
Внимание! Если попался комковой цемент — не жалейте его и выбрасывайте, так как ничего хорошего из него сделать не получится.
Вода
Водоцементное отношение — больная тема для любого бетонщика.
Как многим известно, добавление в рабочий раствор чрезмерного количества воды ведет к снижению марочной прочности.
- Ее необходимо дозировать в соотношении ровно столько, сколько цемента идет на 1 куб бетона, это примерно 30% от его массы. Именно поэтому жесткие полусухие смеси отличаются хорошей марочной прочностью, морозоустойчивостью и долговечностью.
- Но при таком В/Ц получаются совершенно непластичные растворы. Поэтому не всегда уместно делать нетекучие смеси.
- Марка по жесткости бетона обычно указывается в проектах, но, если такового не имеется, особенно на стройплощадках, вода дозируется «на глазок», что не есть хорошо.
- Таблица ниже наглядно демонстрирует зависимость прочности бетона от количества воды в нем.
- Поэтому, прежде чем пускать номинальный рецепт смеси в массовое производство, делаются пробные замесы при которых происходит корректировка подбора состава.
- При тестировании образцов в лабораторных условиях, выявляется наиболее подходящая по удобоукладываемости и прочности рецептура бетона. Именно поэтому, пластификаторы так любимы строителями.
На заметку: С помощью пластификаторов можно уменьшить в/ц, и даже количество цемента, и при этом получить «хороший» бетон. Но, опять возникает дилемма — насколько это выгодно, ведь цена на пластификаторы, ой как «кусается»! Поэтому появляются «чудо-мастера», советующие добавлять в бетон дешевые моющие средства, ну или вообще «не заморачиваться» и готовить растворы по старинке.
- Также хотелось бы немного коснуться темы водопотребности цемента. Эта характеристика показывает водоцементное отношение, при котором получается нормированная пластичность гостовского цементного раствора.
- Она не имеет огромного влияния на пропорции цемента песка и щебня для бетона. Но бывает, что некоторым цементам требуется немного больше воды, каким-то немного меньше установленного значения.
- Для определения подобного свойства не проводят каких-либо дополнительных испытаний. Это выясняется в процессе приготовления цементного теста для балочек, которые после пропаривания будут образцами для тестирования прочности и активности вяжущего.
Обратите внимание! Зная, что используемый цемент в производстве имеет большую водопотребность, подбор состава не изменяют заранее, но имеют в виду, что в случае усложнения процесса укладки смеси, потребуется корректировка водоцементного отношения. В таком случае обязательно берутся пробы замесов для подробного лабораторного тестирования.
Заполнители
А теперь окунемся с головой в пучину информации по крупному и мелкому заполнителю. При проектировании определенной марки смеси, стараются максимально снизить расход цемента на бетон, но при этом, чтобы он соответствовал определенной марочной прочности и пластичности.
Чтобы этого достигнуть используют крупный и мелкий заполнитель. Он не только уменьшает количество цементного теста, но и добавляет прочностных характеристик (особенно это относится к щебню).
Если говорить о тяжелом бетоне, то при подборе состава, количество песка берется с некоторым избытком в сравнении с объемом щебня. В случае, когда рассчитывается рецептура на бетон из песка и цемента, то при условии неиспользования крупного заполнителя пустотность раствора увеличивается и составляет примерно 27%, что приводит к большему использованию цементного теста. А это почти в 2,5 раза больше, чем при дозировании щебенки.
Интересный факт! На строительных площадках при замоноличивании больших площадей, например, при заливке плитного фундамента, используют «изюм» — булыжники, чтобы потратить как можно меньше дорогостоящего бетона.
Сама крупность заполнителей также играет немаловажную роль. Ее модуль крупности учитывается при проектировании бетона.
Например, для фундаментов, как правило, берут щебенку фракцией 20-40 мм, а для производства плит перекрытия применяют заполнитель крупностью 5-10 мм. При этом само соотношение щебня в бетоне варьируется от проектной марки. Но, в среднем берется примерно 5 частей щебня на 1 часть цемента.
Расчет состава бетона
Рецептура бетона — все уже придумано за нас
Ни один нормативный документ, имеющий законную силу, не регламентирует конкретные пропорции песка и цемента для бетона. Уж слишком много факторов на это влияет. Но с некоторыми положениями по рецептуре можно ознакомиться в ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава».
Опять же, в нем отражено все в общих чертах. А хочется просто узнать, сколько цемента, песка, щебня в 1м3 бетона конкретной марки. Такая возможность сегодня существует — калькуляторы подбора состава.
Просто вбиваешь требуемый класс, марку цемента и получаешь желанный рецепт. Но не стоит относиться к нему, как к истинно верному варианту. Подобные цифры ориентировочные.
В таблицах выше представлена приблизительная норма цемента, песка, щебня для бетона самых ходовых марок. Подобные значения нуждаются в корректировке после проведения лабораторных исследований образцов пробных замесов.
Расчет состава бетона
Играем с подбором состава
Соблюли все, тщательно выверенные и одобренные строительной лабораторией пропорции песка, цемента, щебня в бетоне, но рабочий раствор получился «каким-то не таким»? Строительство в разгаре, а ждать протоколов испытаний нет времени?
Разберем основные проблемы и возможные варианты их решения:
- В процессе изготовления рабочего раствора было добавлено слишком много воды— сколько в бетоне цемента, песка, щебня ни было, нужно увеличить их количество. Стремимся достичь «идеала» проектного водоцементного отношения. Начните с дозирования цемента и песка малыми частями.
- Растрескивание бетона после распалубки, глянцевая поверхность, отшелушивание на стороне заглаживания — много воды. Нужно уменьшить в/ц и увеличить наличие пластификатора, проверить влажность песка — возможно именно оно и увеличивает количество воды в растворе, тем самым снижая качество затвердевшего камня.
- Растрескивание бетона в процессе выстаивания — возможно, не хватает влаги. Добавляйте почаще воды, чтобы предотвратить подобный недостаток.
- Низкая плотность пенобетона, рабочий раствор получается «пушистым» — пропорция песка и цемента в бетоне тут ни причем. Всему виной неправильно приготовленный или дозированный концентрат.
- Добавлено больше щебня, чем планировалось — не переживайте, много такого заполнителя в бетоне не бывает! Тут как говорится, кашу маслом не испортишь. Единственное, нужно добавить немного воды, чтобы щебенка не забрала влагу, необходимую для гидратации цемента. И готовьтесь к более продолжительному процессу вибрирования.
Выше приведенная небольшая инструкция актуальна далеко не для всех ситуаций. Чтобы лучше ориентироваться в подборе состава, старайтесь, как можно чаще своими руками делать тестовые замесы с разным количеством компонентов. Только опытным путем можно понять, как строится соотношение песка, цемента и щебня в бетоне. Видео в этой статье вам в помощь!
