Материалы для изготовления бетона кратко

Обновлено: 02.07.2024

Цемент — гидравлическое вяжущее вещество при перемешивании с водой и твердении в течение определенного срока на воздухе или под водой превращается в нерастворимый в воде материал.

Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.

Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона по прочности при сжатии:

Марка бетона М150 М200 М250 М300 М350 М400 М450 М300 М600 выше
Марка цемента М300 М300
М400 М400 М400
М500 М400
М500 М300
М600 М550
М600 М600 М600

Если марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, то надо разбавить высокоактивный цемент тонкомолотой активной добавкой, чтобы избежать перерасхода высокомарочного цемента.

Мелкий заполнитель
В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов.

Природные пески представляют рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.).

Качество песка, применяемого для изготовления бетона, определяется минеральным составом, зерновым составом и содержанием вредных примесей.
Заполнитель должен состоять из зерен разного размера (разных фракций), при этом количество крупных, средних и мелких зерен (т.е. зерновой состав заполнителя) устанавливается на основе проверенных рекомендаций таким образом, чтобы зерна меньшего размера располагались в пустотах между крупными. Чем компактнее расположены зерна заполнителей, тем меньше объем пустот.
Зерновой (гранулометрический) состав песка определяют просеиванием высушенной средней пробы (1000 г) через стандартный набор сит с размерами отверстий 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Мелкие частицы песка (пыль) имеют размер менее 0,16 мм. В песке зерен гравия от 5 до 10 мм допускается не более 5%, зерен крупнее 10 мм — не должно быть.
Для оценки крупности песка применяют безразмерный показатель — модуль крупности, который вычисляют как отношение суммы полных остатков на ситах, ко всей пробе, принятой за 100.

В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий

Мелкие частицы (пыль, ил, глина) увеличивают водопотребность бетонных смесей и расход цемента в бетоне. Поэтому содержание в песке зерен, проходящих через сито 0,16 мм, должно быть не более 10% по массе, при этом количество пылевидных, илистых и глинистых частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 3%. Глина набухает при увлажнении и увеличивается в объеме при замерзании, снижая морозостойкость.

Песок очищают от мелких частиц путем промывки.
Классификация песков по крупности
Группа песков Полный остаток на сите с сеткой 0,63 мм, % Модуль крупности
Крупный 50-75 3,5-2,5
Средний 35-50 2,5-2
Мелкий 20-35 2-1,5

В природном песке и в гравии могут содержаться органические примеси (например, продукты разложения остатков растений), в частности, органические гумусовые кислоты, которые понижают прочность бетона и даже разрушают цемент. Наличие органических примесей определяют колориметрическим (цветовым) методом.

Крупный заполнитель
В качестве крупного заполнителя для бетона применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм.

Зерна гравия имеют окатанную форму и гладкую поверхность, личного зернового состава Обычно гравий содержит в том или ином количестве песок, а также вредные примеси — глину, пыль, слюду, гумусовые вещества (органические примеси).

Щебень получают дроблением изверженных, метаморфических, плотных и водостойких осадочных горных пород (плотных известняков, песчаников и др.). Зерна щебня имеют угловатую форму; желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетона высокой прочности (М500 и выше) обычно применяют щебень, а не гравий.

Качество крупного заполнителя определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью и морозостойкостью), зерновым составом заполнителя, формой зерен и содержанием вредных примесей. Прочность исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии должна не менее чем в 1,5-2 раза превышает марку бетона.

Морозостойкость щебня и гравия должна обеспечивать получение проектной марки бетона по морозостойкости. Установлены марки щебня и гравия по морозостойкости от 15 до 300. Марка обозначает число циклов попеременного замораживания и оттаивания, при котором потеря в массе пробы крупного заполнителя не превышает 5% (для марок 15 и 25 допускается потеря массы до 10%).

Зерновой состав крупного заполнителя устанавливают с учетом наибольшего D и наименьшего d размеров зерен щебня или гравия. Наибольший размер зерен при бетонировании железобетонных балок, колонн, рам должен быть не более наименьшего расстояния между стержнями арматуры, а для плит перекрытий и покрытий — не более толщины плиты.

Наименьшая крупность соответствует размеру отверстия самого мелкого из сит, через которое проходит не более 5% просеиваемой пробы; обычно наименьшая крупность равна 5(3) мм.

В зависимости от крупности зерен щебень, гравий подразделяют на четыре фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Щебень, гравий могут поступать в виде смеси двух или большего числа фракций. По соглашению между поставщиком и потребителем может применяться щебень фракций 3-10 мм, 10-15 мм (или 5-15),15-20 мм.

В зависимости от формы зерен устанавливается три группы щебня из естественного камня: кубовидная, улучшенная и обычная. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в них не превышает соответственно 15, 25 и 35% по массе. К пластинчатым и игловатым зернам относят такие, в которых толщина или ширина меньше длины в 3 и более раза.

Содержание пылевидных и илистых частиц допускается в зависимости от вида исходной горной породы и марки щебня и гравия по прочности. Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц, определяемое отмучиванием, в гравии и щебне допускается не более 1%.

Содержание органических примесей в крупном заполнителе проверяют, пользуясь той же методикой, которая применяется для песка. Гравий и щебень при обработке водным раствором едкого натра не должны придавать раствору окраску темнее эталона.

Вода
Вода, применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества. Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5600 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л . He допускается применять болотные, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки.

Добавки для бетонов
В зависимости от назначения (основного эффекта действия) добавки для бетонов подразделяют на виды.
Регулирующие свойства бетонных смесей:
пластифицирующие;
стабилизирующие;
водоудерживающие;
улучшающие перекачиваемость;
регулирующие сохраняемость бетонных смесей;
замедляющие схватывание ускоряющие схватывание;
поризующие (для легких бетонов): воздухововлекающие, пенообразующие, азообразующие.
Регулирующие твердение бетона:
замедляющие твердение,
ускоряющие твердение.
Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, морозостойкость бетона и железобетона, снижающие проницаемость бетона:
водоредуцирующие, кольматирующие, газообразующие, воздухововлекающие, повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали).
Придающие бетону специальные свойства:
противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);
гидрофобизирующие.
Суперпластификаторы

Суперпластификаторы в большинстве случаев представляют собой синтетические полимеры: производные меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты (С-3); другие добавки (СПД, ОП-7 и др.) получены на основе вторичных продуктов химического синтеза. Суперпластификаторы, вводимые в бетонную смесь в количестве 0,15-1,2% от массы цемента, разжижают бетонную смесь в большей степени, чем обычные пластификаторы.

Пластифицирующий эффект сохраняется в течение 1-1,5 ч после введения добавки, а через 2-3 ч он уже невелик. В щелочной среде эти добавки переходят в другие вещества, безвредные для бетона и не снижающие его прочности.

Суперпластификаторы позволяют применять литьевой способ изготовления железобетонных изделий и бетонирования конструкций с использованием бетононасосов и трубного транспорта бетонной смеси. С другой стороны, эти добавки дают возможность существенно снизить В/Ц, сохраняя подвижность смеси, и изготовлять высокопрочные бетоны.

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый путем затвердевания рационально подобранной смеси минерального или органического вяжущего вещества, заполнителей, воды и добавок. Это один из самых массовых строительных материалов, обладающий комплексом ценных свойств, способностью приобретать любые формы в зданиях и сооружениях, сравнительно низкой стоимостью.

Классификация бетонов.Бетоны классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

По плотности различают особо тяжелые бетоны с плотностью более 2500 кг/м 3 ; тяжелые – 1800. 2500 кг/м 3 ; легкие – 500. 1800 кг/м 3 ; особо легкие – менее 500 кг/м 3 . Особо тяжелые бетоны получают на основе заполнителя из железной руды, барита, чугунного скрапа, свинцовой дроби; тяжелые – на основе заполнителя из плотных горных пород: гранитов, диабаза, песчаника и др. В легких бетонах используют природный или искусственный пористые заполнители, в том числе пемзу, керамзит, аглопорит и др. Особо легкие бетоны (теплоизоляционные) отличаются тем, что своеобразным заполнителем в них являются воздушные или газовые поры-ячейки.

По виду вяжущего бетоны делят на цементные (цементобетоны), гипсовые (гипсобетоны), силикатные, полимербетоны, асфальтобетоны и т.д.

По назначению бетоны бывают: общего назначения (для несущих и ограждающих конструкций); специального назначения (для защиты от радиации, для дорожных и аэродромных покрытий, жароупорные, кислотостойкие, гидроизоляционные, декоративные и др.).

Вяжущее вещество.Для изготовления обычного бетона наиболее широко применяют минеральные вяжущие вещества, прежде всего портландцемент и его разновидности. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Заполнители часто называют инертными материалами. Однако они существенно влияют на структуру и свойства бетона. Заполнители создают жесткий каркас и поэтому значительно уменьшают деформации бетона при твердении и под нагрузкой. В качестве заполнителей преимущественно используют местные горные породы и вторичные ресурсы (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как на их долю обычно приходится до 80 % объема бетона. Легкие пористые заполнители снижают плотность бетона и улучшают его теплотехнические свойства.

В бетоне применяют мелкий и крупный заполнители. Мелким заполнителем (менее 5 мм) для тяжелого бетона является природный или искусственный песок. Наиболее часто используемый в качестве мелкого заполнителя природный песок представляет собой рыхлую смесь зерен, образовавшуюся в результате выветривания горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород. Экономически целесообразно в качестве мелкого заполнителя использовать соответствующие по крупности отходы обработки природных каменных материалов.

Крупный заполнитель (обычно 5 – 70 мм, иногда до 150 мм) для тяжелого бетона подразделяют на гравий и щебень. Гравием называют рыхлый неорганический материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен. В нем могут содержаться зерна высокой прочности (например, гранитные) и слабые зерна пористых известняков. Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью или гравелистым песком. Щебнем называют крупный заполнитель для бетона, полученный в результате дробления горных пород. Зерна щебня имеют угловатую форму. Желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетона высокой прочности обычно применяют щебень, а не гравий.

К заполнителям бетона предъявляются различные требования. Наибольшее значение имеют зерновой состав и содержание вредных примесей, а для плотных заполнителей тяжелого бетона – еще и прочность, морозостойкость, содержание естественных радионуклидов и стойкость к различным формам распада.

Зерновой (гранулометрический) состав показывает соотношение в заполнителе зерен разной крупности. Оптимальный зерновой состав обеспечивает плотную упаковку зерен заполнителя, что снижает расход цемента и повышает прочность бетона. Различают заполнители с непрерывной и прерывистой гранулометрией. В первом случае в заполнителе встречаются зерна всех размеров в диапазоне от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителе отсутствуют зерна каких-либо промежуточных фракций, то его гранулометрию называют прерывистой. Обычно прерывистая гранулометрия обеспечивает меньшую пустотность заполнителя, однако в этом случае уменьшается подвижность бетонной смеси вследствие защемления мелких зерен между крупными, и для получения пластичной бетонной смеси толщина обмазки зерен заполнителя цементным тестом должна быть больше. В результате уменьшается возможность экономии цемента за счет снижения пустотности заполнителя.

Зерновой состав песка определяют просеиванием его через стандартный набор сит с отверстиями в свету 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм. Процентное отношение массы остатка на сите к массе взятой пробы называется частным остатком (%) и вычисляется по формуле

где G_i ─ остаток на i-м сите, г; G ─ масса пробы песка, г.

Полный остаток на любом сите A_i (%) равен сумме частных остатков на ситах с большими размерами, включая и данное сито:

Модуль крупности песка М_к вычисляют по формуле

где – полные остатки на соответствующих ситах, %.

Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса: I и II. По крупности песок подразделяют на группы: очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний и мелкий; а во II классе выделяют еще очень мелкий, тонкий и очень тонкий. Результаты просеивания песка часто представляют графически в виде ломаной линии (кривой просеивания), наносимой на область допустимых значений на графике зернового состава (рис.6). При этом содержание в песке зерен крупностью свыше 10 и 5 мм, а также менее 0,14 мм, пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках ограничивается. Органические примеси (например, гумусовые) допускаются только в очень незначительном количестве, т.к. они сильно снижают прочность и даже разрушают бетон.

Зерновой состав крупного заполнителя характеризуют наибольшей и наименьшей крупностью его зерен. Наибольшая крупность щебня (гравия) определяется размером отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, наименьшая – размером сита, на котором полный остаток не менее 95 %. Кривая просеивания щебня (гравия) должна располагаться в пределах заштрихованной площади графика зернового состава, т.е. в области плотных смесей (рис.7).

Рис.6. Зерновой состав песка:

1 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 1,5); 2 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,0) для бетонов класса В-15
и выше; 3 ─ нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,5)
для бетонов класса В-25 и выше; 4 ─ верхняя граница крупности песков (модуль крупности 3,25)

Рис.7. Зерновой состав щебня (гравия)

Пустотность крупного заполнителя не должна превышать 45 %. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей по массе в щебне из изверженных пород допускается не более 1 % (для бетонов всех классов); в щебне из карбонатных пород – 2 % (для бетонов класса В 22,5 и выше) и 3 % (для бетонов класса В 20 и ниже). С целью радиационно-гигиенической оценки заполнителей бетона контролируют для них удельную эффективную активность естественных радионуклидов.

Добавки классифицируют по основному эффекту действия: 1) наполнители и микронаполнители, улучшающие структуру бетона на микроуровне, т.е. структуру связующего вещества; 2) регуляторы свойств бетонной смеси – пластификаторы и суперпластификаторы, водоудерживающие добавки; 3) регуляторы сроков схватывания и твердения бетона – ускорители, замедлители, противоморозные добавки; 4) регуляторы структуры – газообразователи, пенообразователи, уплотняющие добавки; 5) ингибиторы коррозии стальной арматуры; 6) придающие бетону специальные свойства – расширяющиеся, гидрофобизирующие, антикоррозионные, электропроводные добавки, пигменты и др. Некоторые добавки обладают полифункциональным действием, например, одновременно пластифицирующим и воздухововлекающим, пластифицирующим и замедляющим эффектами и т.п. Применение разнообразных химических добавок и дисперсных минеральных компонентов в сочетании с соответствующим подбором состава бетона позволяет эффективно управлять его технологией на всех этапах и получать строительные композиты с заданными структурой и свойствами.

Общие сведения

БЕТОНЫ

Классификация бетонов.Бетоны классифицируют по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

где G_i ─ остаток на i-м сите, г; G ─ масса пробы песка, г.

Модуль крупности песка М_к вычисляют по формуле

где – полные остатки на соответствующих ситах, %.

Рис.6. Зерновой состав песка:

Рис.7. Зерновой состав щебня (гравия)

Бетон является единственным материалом, без которого трудно представить себе какое-либо строительство. Возведение любого сооружения начинается с вопроса, как приготовить бетон. Уникальность этого материала позволяет применять его при изготовлении фундамента, стен, колонн, различных перекрытий и т.д.

В настоящее время технология серийного производства основных компонентов бетона позволяет ему конкурировать с признанными природными материалами, такими как камень или гранит. Основные его прочностные и технологические свойства во многом зависят от того, как приготовить бетон. В целом такой процесс достаточно прост. Он может быть выполнен собственными силами и требует только аккуратного подхода.

Основные свойства бетона

Бетон представляет собой водную смесь цементного раствора и различных наполнителей и добавок. В свою очередь, цементный раствор (или простейший бетон) состоит из смеси цемента и песка, приготовленного в виде водного раствора. Полный состав конкретного типа бетона определяется рецептурой в зависимости от назначения материала.

Схема состава бетона

Главным параметром бетона при определении его назначения и качества является механическая прочность на сжатие, т.е. стойкость при вертикальной нагрузке. Принятые стандарты регламентируют прочность бетона в пределах от 7,5 до 80 мПа. Соответственно, марки строительного бетона колеблются от В7,5 до В80.

Прочность в основном зависит от прочностных свойств цемента (марки используемого цемента) и в определенной степени от содержания и качества других компонентов. Для повышения прочностных свойств специальных типов бетона, в их состав могут включаться армирующие добавки.

К технологическим параметрам бетона можно отнести эластичность (пластичность), вязкость и однородность раствора. Для облегчения работ по наложению материала и улучшения внешнего вида укладки в состав могут добавляться пластификаторы и другие добавки. Вопросы вязкости решаются изменением объема воды, а однородность массы зависит от качества перемешивания.

Важным свойством бетона является то, что окончательное его высыхание протекает очень медленно, и в течение всего этого процесса материал увеличивает свои прочностные характеристики. Окончательное высыхание бетона наблюдается не ранее, чем через 6 месяцев после укладки, а наивысшей своей прочности он достигает примерно через 12 месяцев. Такое свойство бетона в основном определяется особенностью цемента.

Цемент, песок и заполнитель

Цемент

Цемент является основой бетона и обеспечивает связывание всех компонентов в единое целое. Он во многом определяет прочность и монолитность всего соединения. Самым распространенным типом цемента, используемым для изготовления бетона, стал портлендцемент, который практически на 80% состоит из силиката кальция, что обуславливает его хорошее склеивание (адгезию) с другими веществами.

Такой цемент прекрасно показал себя при низких температурах. Для увеличения механической прочности бетона широко применяются и другие типы цементов с прочностью до 500 мПа.

Технические характеристики цемента

Маркировка серийно реализуемого цемента указывает его основные характеристики, знание которых необходимо для обеспечения нужной рецептуры бетона. Например, цемент марки М500-Д20. Первые цифры определяют механическую прочность материала на сжатие.

При изготовлении бетона обычно используется цемент М400 или М500; при этом следует помнить, что для особо нагруженных элементов следует использовать наиболее прочный материал. В мало ответственных элементах строительных конструкциях (например, подушка под фундамент) достаточно применение цемента М300.

Цемент, предназначенный для изготовления бетона, должен быть сухим, без комков и сыпучим. При неправильном хранении цемент достаточно быстро впитывает воду и теряет свои важнейшие свойства. Во время приобретения цемента необходимо проверить целостность упаковки и срок его изготовления. Приобретать цемент лучше не ранее, чем за 10 дней до начала работ с ним.

Песок

Песок является одним из основных компонентов бетона, обеспечивающим его объем и структуру. В цементных растворах (для штукатурных и укладочных работ) он является основным наполнителем объема. В общем случае строительный песок представляет собой сыпучую смесь твердых силикатных частиц размером 0,15-5 мм. В зависимости от происхождения песок подразделяется на речной, морской, озерный, карьерный, овражный и т.д.

Для приготавливаемого бетона лучше всего подходит песок с размером частиц 1-2 мм. Если бетон предназначен для фундамента наиболее подходящим является речной песок, так как он практически не содержит глины и удовлетворяет требованиям по размеру частиц.

В цементных растворах для кирпичных кладок и штукатурки можно использовать песок с содержанием глины и илистых включений, так как они повышают пластичность смеси. Абсолютно не допускается наличие в песке примесей растительного происхождения или других веществ, способных гнить и распадаться.

Песок в процессе приготовления бетона должен надежно скрепиться цементом, а наилучшая адгезия наблюдается у достаточно крупных частиц. В связи с этим применение песка с большим содержанием очень мелких пылеобразных частиц (менее 0,15 мм) не рекомендуется. Находит применение тяжелый карьерный песок, полученный при дроблении горных пород. Такой песок несколько тяжелей по массе, но имеет необходимые размеры частиц (зерен).

Заполнитель

В качестве объемного заполнителя бетона используются щебень и гравий. Они представляют собой сыпучий материал в виде кусочков горной породы и обеспечивают основную прочность. Размер используемых для бетона кусочков колеблется от 5 до 35 мм.

Лучше всего подходит материал, полученный дроблением породы, так как он обеспечивает наилучшую адгезию цемента за счет неровности (шероховатости) поверхности. Применение речной или морской гальки не желательно, в связи с тем, что ее поверхность отшлифована водой и не гарантирует нужное сцепление.

Таблица характеристик щебня

Крупные куски размером более 35 мм лучше удалить, так как они затруднят перемешивание массы. Не допускается наличие в наполнителе посторонних примесей в виде грязи, почвы, растительных волокон и т.д.

Вспомогательные компоненты

В состав бетона может входить ряд вспомогательных компонентов. Для увеличения текучести и технологичности смеси обычно добавляются пластификаторы. В бетоне для фундаментов их применение необязательно, а вот для кладок или штукатурки — целесообразно.

Схема приготовления бетонной смеси в бетоносмесителях

Для повышения пластичности массы находит применение добавка в смесь гашеной извести. В то же время следует помнить, что известь может уменьшить адгезию цемента к наполнителю, что требует осторожного подхода к количеству этой добавки.

Находят применение суперпластификаторы, которые повышают технологические свойства бетона, увеличивают его влагостойкость и морозоустойчивость. Для удобства работы с бетоном иногда добавляются ускорители и замедлители высыхания раствора.

Все рекомендуемые вспомогательные компоненты выпускаются серийно и предлагаются торгующими организациями. Следует помнить, что общее количество добавок не должно превышать 2% от массы бетона, для того чтобы они не повлияли на прочностные характеристики материала.

Не следует халатно относиться к использованию воды, чтобы приготовить бетон. Вода не должна иметь загрязнений и примесей, особенно органического происхождения. Заметное влияние на качество бетона может оказать присутствие в воде кислотных или щелочных веществ, масел и сахаров.

Запрещено применение болотных или неочищенных сточных вод. Осторожно следует использовать воду из рек и других водоемов. Наиболее удовлетворяет всем требованиям водопроводная питьевая вода.

Рецептура бетона своими руками

Схема пропорций бетонной массы

Чтобы приготовить бетон, прежде всего следует определиться с его рецептурой. Она зависит от назначения бетона и может варьироваться в достаточно широких пределах. Самый простой бетон (так называемый, тощий бетон) марки В7,5 приготавливается в следующем соотношении ингредиентов:

цемент М400 — 1 часть;
песок — 10 частей;
вода — 0,5 части.

Такой бетон используется для подложек (в том числе под фундамент), черновых сглаживающих заливок и т.д. Он не отличается прочностью и пластичностью.

Достаточно распространен бетон марки В15, имеющий следующую рецептуру:

цемент М400 — 1 часть;
песок — 2,1 части;
щебень или гравий — 5 частей;
вода — 0,6 части.

Большей прочностью обладает бетон марки В25 (цемент М500 — 1 часть, песок — 2 части, щебень — 4 части, вода — 0,5 части). При самостоятельном приготовлении бетона для фундамента часто усредняют рецептуру: цемент М500 — 1 часть, заполнитель — 5 частей, вода — 0,5-1 часть.

Для части фундамента, расположенной ниже поверхности земли содержание наполнителя уменьшают до 3 частей. Следует помнить, что содержание песка во всем объеме наполнителя должно быть не менее 30%. Добавление дополнительных компонентов производится по усмотрению исполнителя работ.

Приготовление бетона: инструкция

Инструмент и приспособления

емкость для перемешивания;
мерное ведро;
вибратор;
лопата;
безмен;
кувалда;
сито;
тачка или носилки;
совок или мастерок.

Для того чтобы приготовить бетон, необходимо выполнить несколько операций: подготовка компонентов, приготовление смеси компонентов и перемешивание смеси с водой. Подготовка компонентов включает удаление примесей, просеивание и развеску согласно рецептуре. Цемент тщательно разминается во избежание попадания комочков и при необходимости просеивается через мелкое сито.

Песок для удаления примесей и крупных зерен просеивается через сито с размером ячеек до 5 мм. Гравий и щебень целесообразно просеять через это же сито с целью удаления частиц размером менее 5 мм.

Развеску ингредиентов лучше производить с помощью мерного ведра, т.е. по объему (поэтому рецептуру удобнее указывать в частях).

Взвешивание компонентов может привести к заметной погрешности из-за различной степени влажности песка и колебания удельного веса материала наполнителя. Для ориентирования можно привести примерное соответствие объемного и весового измерения. Так, объем стандартного мерного ведра (10 л) соответствует 13 кг цемента М500, 14 кг песка или гравия.

Приготовление смеси компонентов возможно двумя способами. Первый способ основан на сухом перемешивании всего объема цемента и наполнителя с последующим заливом водой. Такой способ при ручном перемешивании не дает гарантии, что весь объем будет полностью перемешан и на дне не останется сухого остатка.

Второй метод предусматривает поочередную загрузку компонентов в воду при одновременном перемешивании. Этот способ грешит тем, что не может обеспечить равномерного распределения ингредиентов по объему. Наиболее частое применение находит все-таки второй способ.

Перемешивание компонентов с водой производится до получения монолитной массы густой сметанообразной консистенции равномерного серого цвета. Не допускается наличия сухих комочков. Дополнительные компоненты предварительно размешиваются в воде и добавляются в раствор бетона при одновременном перемешивании.

Если необходимо приготовить бетон для фундамента в больших количествах, целесообразно арендовать механическую бетономешалку, что намного ускорит и облегчит работы. В этом случае подготовка ингредиентов производится так же. Замешивать смесь следует в следующем порядке: залить в бетономешалку воду и замесить в ней цемент до сметанообразного состояния; загрузить наполнитель и все перемешать в течение не менее 2 минут (до 5 мин) до получения однородной массы.

Бетон должен получиться пластичным, но не очень густым и достаточно текучим, чтобы заполнить опалубку без образования пустот. Время использования раствора не должно превышать 1,5 часа. Укладка бетона должна сопровождаться уплотнением (утрамбовкой). Если нет специальных вибраторов, утрамбовку можно произвести самому методом штыкования стальным прутом. Такое уплотнение целесообразно проводить через каждые 20 см заливки.

При любом строительстве необходим бетон. Приготовить бетон самому не представляет больших сложностей. Главное — необходимо правильно определить требуемые параметры материала, а исходя из них, выбрать нужную рецептуру. Сам процесс приготовления бетона достаточно прост и обеспечит необходимое качество при выполнении элементарных правил.

Материалы

Смеси на основе цемента давно вошли в группу востребованных материалов для различных видов строительных работ. Рассмотрим, из чего делают бетон, как отбирают базовые компоненты с химическими добавками, рецепты часто используемых растворов.

Состав бетона — что в него входит

В базовый состав бетона входят цемент, вода и зернистый наполнитель из песка, гравия или щебня. Зернистый наполнитель обеспечивает высокую прочность сухому остатку. Минеральный композит замешивается по рекомендуемым нормам, которые обуславливают заверенное качество готового материала.

Пропорции бетона разных марок

Основная классификация бетонов ведется по прочности: усредненная (М) и гарантированная (В). Первая в цифровом эквиваленте находится в пределах от 50 до 1000, вторая – от 3 до 40. Например, сухой остаток М250 может выдержать нагрузку в 250 кг/кв. см (за образец для испытаний берут куб монолита).

Классическая формула бетона выглядит так в ведрах:

1 – вода;
2 – цемент;
6 – песок;
10 – щебень.

Однако соотношения на самом деле могут значительно отличаться в зависимости от природы сырьевой базы.

В таблице представлены базовые рецепты. Они помогут с решением вопроса, как рассчитать марку бетона на основе компонентов в зависимости от типа связующего (М400 или М500) и заявленных характеристик рабочего состава.

Бетон (М)	Пропорции бетона на 10 кг цемента М400	Пропорции бетона на 10 кг цемента М500
100	104670	105881
200	102848	103556
250	102139	102645
300	101937	102443
400	101227	101632
450	101125	101429
500	101022	101225

Из таблицы видно, что для раствора с марочной прочностью М300 нужно взять 10 кг цемента М400 и 19 кг песка, 37 кг щебня. Раствор с аналогичными характеристиками можно приготовить из 10 кг цемента М500, 24 кг мелкого и 43 кг крупного наполнителя.

Пропорция воды для бетона может быть в пределах от 50 до 100 % в соответствии с объемом цементного вяжущего. Например, для бетона М100 вяжущий М500 не используют, а с М400 добавляют 1,03 части к одной цемента. Чтобы получить раствор М300, заливают 0,53 (с М400) или 0,61 (с М500) части от объема клинкерного порошка.

Какие требования предъявляются к цементам

В производстве бетона, как правило, используется три вида портландцемента с марками М400 и М500: шлаковый, глиноземистый или пуццолановый. Базовый критерий выбора здесь скорость образования отвердевшей массы. Соответственно, у первого расчет идет на 12, у второго на 10 и у третьего на 8 часов.

помол 350-380 кг/кв. м с допустимой погрешностью в 10 %;
густота смеси обусловлена содержанием воды 25-27 %;
процесс затвердевания раствора занимает 2-5 часов.

Основные требования сводятся к срокам гарантийного качества исходного сырья. Для фундаментных и несущих конструкций применим только свежий порошок, только вышедший с фасовочного конвейера. Причина тому – быстрое снижение показателей клинкерного связующего. Через месяц это 10 %, через полгода – уже 30-35 %. Не менее важно соблюдение правил хранения вяжущего порошка. Это должны быть: герметичная упаковка, низкая влажность, деревянный настил, положительная температура.

Любые отклонения приведут к ускоренному снижению качества, образованию цементного камня. Такой материал пригоден будет только для стяжки пола или отливки пешеходной дорожки с армированием полотна, тротуарной плитки.

Что можно использовать в качестве заполнителя

В состав бетонной смеси добавляют только очищенный от природных примесей песок. Лучшим сырьем считается речная масса, так как карьерная естественным путем не промывается. Допустимо небольшое содержание глины, что придает раствору пластичность.

Крупной фракции наполнитель выбирают на основании требуемой марочной прочности. Это также касается определения соотношений компонентов в бетоне. Например, в комбинации с цементом М500 в смесь добавляют гранитную крошку. С вяжущим М350 могут присутствовать гравий или щебень.

Размеры и характеристики

Готовый для замешивания бетона строительный песок имеет округлую форму, практически идентичные размеры. Фракции зерен могут быть от 1,5 до 5 мм. Содержание остаточных природных примесей и глины для возведения ответственных конструкций допускается в пределах 5 %.

Для конкретной марки бетона применяется песчаная масса, в которой разница в размерах зерен не должна превышать 1-2 мм.

Крупный заполнитель должен быть с ломаными гранями. Округлые (как у гальки) формы обеспечивают слабые связи между компонентами смеси для бетона. По размерам различают три стандартные формы: 3-10, 10-20 и 20-40 мм. Мелкой зернистости наполнитель может быть добавлен объемом до 30 % от общего.

Если формирование бетонной конструкции подразумевает наличие армированного каркаса, то размер крупных зерен не должен превышать ⅓ минимального расстояния между отдельными прутьями. Для тонкослойной отмостки ориентируются на ее толщину и рассматривают ту же ⅓.

Требования к воде

В качестве растворителя применяется технически чистая вода. Здесь не должно быть твердых примесей, щелочей, кислот, масел и солей. Для приготовления рабочей массы в домашних условиях заливают водопроводную питьевую жидкость. Объем определяется содержанием цемента и функциональных присадок, уровнем влажности песка.

Применение добавок

Рассмотрим, из чего еще состоит бетонная смесь. Различного рода присадки добавляют в рабочий раствор бетона для корректировки тех или иных технических характеристик сухого остатка. Производство и применение таких материалов регламентируется действующим ГОСТом 24211-2008. Если предполагается металлическое армирование конструкций, то рассматривается ГОСТ 31384-2008.

К основным характеристикам сухого остатка относятся не только марочная прочность бетона. Производитель также указывает в сопроводительной документации морозостойкость (F), водопоглощение (W). На каждый из трех показателей можно повлиять с помощью функциональных добавок.

Противоморозные добавки

По технологии формирование сухого остатка, набор прочности должен проходить в условиях положительных температур (от 10 до 25 градусов по Цельсию). При низких показателях происходит кристаллизация влаги, что негативно сказывается на связке компонентов. Если строительство проводится зимой, то в раствор делают со специальными присадками. Они не влияют на качество бетона и позволяют проводить строительство зимой при температуре от -30 градусов по Цельсию.

Противоморозные добавки дополнительно способствуют ускорению процесса высыхания бетона. Зимой без них потребовалось бы более 2-х месяцев.

К плюсам относят естественность процесса набора прочности. Здесь не нужно утеплять опалубку, подогревать конструкции при минусовых температурах. Однако стоит отметить риск образования солевых подтеков, содержание токсичных веществ, строгие требования по пропорциям в составе бетона.

Гидрофобизаторы

Нередко из бетона отливают конструкции, которые в той или иной степени контактируют с влагой во время эксплуатации. Для цемента характерно низкое водопоглощение, но пористая структура полностью не исключает проникновения влаги в тело фундамента, цоколя либо стены из блоков.

Когда недостаточно устройства наружной гидроизоляции, в раствор добавляют гидрофобизаторы. Они способны заполнять микропоры, способствовать повышению плотности сухого остатка. Правда здесь ухудшается ситуация с теплопроводностью плиты.

Упрочняющие присадки

С этой задачей хорошо справляется армирующий каркас или сетки. Однако конструкции из бетона бывают толщиной менее 5 см, что исключает укладку сердцевины из прутьев. Здесь для усиления сопротивления к изгибам и сжатию используют волокна и жидкие присадки.

Технически упрочнители подразделяют на три группы: слабые, средние и сильные. Они также положительно влияют на стойкость бетона к морозам, снижают паропроницаемость.

Порядок изготовления смеси

В домашних условиях методика изготовления бетонного раствора практически не отличается от заводской. Пошагово мероприятие включает всего 3 этапа. Сначала в емкость засыпают сухие составляющие бетона. При этом сюда не входит гравий крупной фракции. После перемешивания засыпки вливают воду и жидкие присадки. Доведенную до однородности массу обогащают камнем. Здесь обращают внимание на сплошное укрывание щебня вяжущей массой.

Работая с бетономешалкой допустимо приготовление рабочего раствора в такой последовательности:

цемент разводят в части воды относительно планируемой порции;
в полученной пасте смешивают песок и мелкий щебень;
в завершение добавляют остальные компоненты, доводят массу до однородного состояния.

Первый подход повышает риск скопления сухого порошка и пыльной части наполнителя на стенках емкости или барабана. Решением проблемы – только тщательное перемешивания смеси. Однако не стоит забывать об ограниченном сроке рабочего времени раствора.

Второй подход сложен относительно приготовления однородного цементного молочка. Этот процесс также занимает много времени. Здесь нужно помнить о скорости образования связей между клинкерным порошком и зерновым наполнителем.

В работе автобетоносмесителя имеются также свои недостатки. На перемешивание должно уходить ограниченное количество времени. Если оно превышено, то сухой остаток может сформироваться с расслоениями.

Читайте также:

Бетон (М)	Пропорции бетона на 10 кг цемента М400	Пропорции бетона на 10 кг цемента М500
100	104670	105881
200	102848	103556
250	102139	102645
300	101937	102443
400	101227	101632
450	101125	101429
500	101022	101225