Пропорция щебня песка и цемента в бетоне: Пропорции цемента и песка для фундамента в ведрах, раствор М400 и М500

Содержание

Пропорции щебня песка и цемента в бетоне для фундамента

Бетон и пропорции для фундамента

Бетон — важная составляющая любого строительства. Эксплуатационные характеристики возводимого строения во многом зависят от фундамента. Поэтому очень важно правильно приготовить раствор для его заливки. Бетонный раствор для крупномасштабных строек готовят в заводских условиях.

Частные застройщики, строя своими руками дом обычно готовят его сами, чтобы хоть немного уменьшить расходы на строительство. Выбрав самостоятельное приготовление, важно соблюдать пропорции для бетона под фундамент. Ведь от этого зачастую зависит прочность основания дома.

Выбор

Фундамент — несущая часть любой постройки. Чтобы сделать его устойчивым к различным нагрузкам нужно правильно выбрать состав бетона для его заливки. В этом случае его сопротивление к нагрузкам на сжатие будет достаточным, а значит, сможет выдержать давление всего дома. Выпускаются различные марки бетона, потому существует несколько вариантов составов. Какой из них выбрать для заливки фундамента? Отвечать на данный вопрос нужно с учетом двух факторов:

  1. Особенностей строения (количества этажей, веса, размера подвального помещения).
  2. Особенности грунта на участке.

Выбор состава с учетом первого фактора производится следующим образом:

  1. М 150 применяется для заливки оснований под каркасные и щитовые строения.
  2. Под легкие дома из бревна и бруса выбирается М 200.
  3. М 300 под блочные и кирпичные постройки.

Зависимость от особенностей участка следующая. Чем сложнее на участке грунт, тем выше марку бетона необходимо выбирать. Так, для скального грунта вполне достаточно приготовить раствор М 150. Для суглинистого грунта подойдет состав М 200.

Составляющие

Любой бетон независимо от его марки состоит из следующих компонентов:

У всех этих компонентов должны быть необходимые характеристики, с учетом которых нужно их выбирать. Цемент в бетонной смеси основной ингредиент, поскольку это вяжуще вещество. Его производят цементные заводы. Цемент разделяют по маркам и по числу, содержащихся в нем различных добавок. Наиболее востребованный портландцемент, в нем много специальных добавок для улучшения свойств материала. Частным застройщикам при заливке фундамента дома специалисты рекомендуют использовать цемент М 400 или ПЦ 400.

Нужно иметь в виду, как у многих строительных смесей, срок годности цемента ограничен. После года хранения в упаковке он существенно теряет свою активность, определяющую свойства и марку материала.

Песок — это один из заполнителей бетонных смесей. Для получения качественного раствора надо серьезно подойти к его выбору. Стоит заметить, что на данный момент выбор песка на строительном рынке огромен. При желании можно даже приобрести песок с морского дна, однако не каждый песчаный материал подойдет для бетона.

Так, специалисты не рекомендуют применять для этой цели песок с примесями глины. Из — за него бетон получается менее прочным и морозоустойчивым. А вот с речным песком можно приготовить идеальный по состоянию раствор. Он зачастую очень качественный и состоит из однородных фракций.

Щебенка и гравий так же, как и песок в растворе выступают в роли заполнителей. Благодаря им раствор меньше «садится», что делает бетонную конструкцию более прочной и долговечной. При выборе щебенки следует обращать внимание на ее форму. Поскольку от нее зависит удобство заливки бетонного раствора.

Плоскую и угловатую щебенку для замешивания бетона обычно не применяют. Так как из — за нее приходится больше расходовать других компонентов, что сказывается на прочности конструкции. Самым оптимальным вариантом для заливки фундамента считается применение гравийного щебня. Он состоит из частиц размером от 3 до 70 мм. К тому же, он доступен по цене для частных застройщиков.

Вода. Данный компонент может иметь любые характеристики, главное, чтобы вода была чистой без каких — либо примесей. Имея все вышеупомянутые составляющие и зная пропорции бетона для фундамента можно приготовить раствор любой необходимой марки.

Видео

Видео о том, как сделать бетон, а также пропорции в ведрах.

Пропорции компонентов

Правильное соотношение в бетонном растворе компонентов — залог получения качественного материала. Оптимальным для постройки частного дома считается состав бетона для фундамента пропорции на одну часть цементного порошка четыре части щебенки (1/4). А в пропорции цемента и песка берется соотношение 13, то есть на 1 часть цемента (М 400) идет 3 части песка. В целом же вес цемента в цементном растворе должен составлять 14 от всей массы.

Но для затвердения бетона еще нужна вода. Важной характеристикой бетона является пропорция воды и цемента (так называемое водо — цементное соотношение). От данного соотношения зависит прочность бетона: чем меньше его значение, тем прочнее получается материал. Для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, максимальное водо — цементное значение составляет 0,75.

Частным застройщикам для небольшого объема работ, проще замешивать раствор на стройплощадке. В бетономешалки делается один замес раствора для фундамента в такой примерно пропорции:

  1. 300 кг цементного порошка.
  2. 600 кг песка.
  3. 1300 кг щебенки.

Но у застройщика нет возможности взвешивать сыпучие материалы, когда он находится на месте строительства дома. Возникает вполне резонный вопрос, как сделать раствор для фундамента правильно. Для этого нужно знать пропорции бетона для фундамента в ведрах. Поскольку у всех компонентов насыпная плотность примерно одинаковая можно перемерить их и тогда состав бетона для фундамента пропорции в ведрах будет примерно такой:

  • Цемент 25 ведер.
  • Песок 43 ведра.
  • Щебенка 90 ведер.

При определении количества воды ориентируются на меру цемента: на одно ведро цементного порошка нужно добавить не полное ведро воды. Данный объем, смотря по ситуации, может варьироваться. К примеру, если опалубка армирована, то бетон замешивается более пластичным, чтобы он легче проникал внутрь каркаса.

Без армирования практичнее сделать его жестким, это ускорит застывание. В обоих случаях воды нужно добавлять столько, чтобы в готовом растворе не было лужиц. Для получения одного куба бетона разных марок оптимальное соотношение компонентов в объемном выражении изложено в таблице.

марка бетона цемент М 400 песок щебенка
М 150 1 ведро 3 ведра 5 ведер
М 200 1 ведро 2.5 ведра 4 ведра
М 300 1 ведро 1,7 ведра 3 ведра

В данных объемных показателях ведро может быть заменено любой мерой объема при условии сохранения пропорции.

Решая, как приготовить бетон для фундамента надо иметь в виду, что помимо пропорций нужно знать, в какой последовательности производить закладку компонентов. Вначале в бетономешалку заливается вода, чуть меньше нормы. Потом засыпается полпорции щебенки. А уже затем, цемент с песком и опять все компоненты тщательно перемешаются.

В самом конце засыпают оставшуюся щебенку. После этого нужно дать бетономешалке немного времени, чтобы она хорошенько перемешала все компоненты. И наконец, оценив густоту раствора, смотря по ситуации, добавить остаток воды или оставить как есть и еще раз тщательно все перемешать.

Заключение

После набора отливки фундамента расчетной твердости, чтобы избавиться от сомнений в правильности расчета можно проверить соблюдение пропорций и марку бетона. Для этого надо поставить зубило на поверхность отливки и ударить по нему молотком. На обычном бетоне М 200 должна остаться вмятина глубиной не более 5 мм.

Пропорции бетона для фундамента: соотношение компонентов, таблица и калькулятор

Рассмотрим сегодня одну из самых наболевших тем при строительстве фундамента – в каких пропорциях надо смешивать бетон.

При строительстве любого объекта, будь то частный дом или баня, практически невозможно обойтись без бетона, который используется для изготовления стяжки, заливки фундамента, отмостки, и.т.д.

Секрет приготовления хорошего бетона, кроется в использовании определенных пропорций его составляющих.

Поэтому, важно знать, в каких пропорциях необходимо добавлять ингредиенты при замешивании бетона.

Цемент

Фундамент, является важнейшей частью любого сооружения, так как несет на себе всю нагрузку.

Главной задачей будет, правильный выбор наиболее важного компонента – цемента. От его качества зависят не только пропорции бетона, но и крепость всего основания конструкции.

Желательно знать маркировки, и уметь отличать хороший цемент от плохого.

Существует более десятка разновидностей этого материала, но для фундамента следует использовать всего три: портландцемент, пуццолановый или шлаковый.

Существует два вида маркировки фундамента – старая, которая использовалась до 2003 г, и новая, использующаяся по сей день. Старую маркировку мы рассматривать не будем, так как материал с такой датой выпуска, скорее всего, полностью потерял свои свойства.

Прежде всего, первые буквы ЦЕМ I или ЦЕМ II.

Первая обозначает, что цемент чистый, а вторая, что присутствуют определенные добавки. Буквы, после этой надписи гласят, что это за добавки, и в каких пропорциях присутствуют.

Важно! Для фундамента лучше всего выбирать цемент без добавок. Далее, идут цифры, которые опытному застройщику подскажут класс прочности этой составляющей, на сжатие.

Гравий

Щебень или гравий является еще одним необходимым ингредиентом бетонной смеси.

Свойства этого материала целиком будут влиять на пропорции приготовления бетона. Щебень бывает гравийный, гранитный, шлаковый и известняковый.

Для фундамента бани или небольшого частного дома прекрасно подойдет гравий, так как имеет, по сравнению с гранитом, более низкую цену и достаточную прочность.

Следующим критерием в выборе щебня является его фракция, т.е размер камешков. Для того чтобы выбрать щебень для фундамента, используйте массу постройки в качестве основного показателя.

Важно! Чем строения массивнее, тем крупнее фракция щебня используется. Например: для основания под массивный дом используется в качестве наполнителя в бетонную смесь, щебень фракции 20х40, для средней постройки – 10х20.

Песок

Песок также является одной из важных составляющих бетонной смеси, и существует несколько критериев его выбора.

  • Прежде всего, песок должен быть чистым. Допускается содержание посторонних включений, глина, гравий и т.д. Допустимые пропорции чистого песка к посторонним включениям не могут составлять более 5:100 т. е 5% от его массы.
  • Гранулометрический состав, т.е. его крупность.
  • Влажность этой составляющей.

Важно! Песок с очень мелким зерном не подходит для приготовления бетона. Наиболее подходящим для этого, является песок, с размером частиц 2 – 2,5 мм.

Наличие влаги в песке играет очень важную роль, и от этого также будет зависеть, в каких пропорциях замешивать бетон.

Наиболее подходящим для бетона будет такой песок, у которого уровень влажности будет недостаточным, чтобы из него слепить «снежок».

Важно! Отдавайте предпочтение карьерному, так как именно в таком материале, пропорция частичек, которые имеют много острых граней – преобладает, а это положительно скажется на сцеплении материалов.

Как приготовить смесь

Бетонную смесь для заливки фундамента, можно купить на заводе или изготовить своими руками. Как правило, её состав: цемент, вода и наполнители, такие как песок и гравий, смешиваемые в определенных пропорциях.

Чем меньше наполнителей, тем больше между их отдельными фракциями промежутков, которые заполняются цементным молочком.

Специалисты рекомендуют использовать щебень или гравий разных фракций, в пропорции 1:1.

Используя такой наполнитель, будет создана между его отдельными фракциями максимальная плотность, тем самым упростится процесс трамбовки бетона, и значительно улучшится качество.

Таблица соотношения ингредиентов

Состав бетонной смеси может быть различным, но требуются соблюдение точных пропорций всех составляющих.

Все ингредиенты определяются соотношением наполнителей к цементу.

Например, 1:3:7 – это значит, что на 1 кг цемента вам потребуется 3 кг песка и 7 кг гравия.

Вода также играет не последнюю роль в качестве бетона.

Ниже приведена таблица правильного соотношения всех составляющих, для получения определенной марки бетона из цемента М-400.

Марка бетона Цемент М-400 кг Вода л ПГС кг Щебень кг Водоцементное отношение Пропорции расхода материалов
М-100 206 185 780 1177 0,89 1:0,89:3,78:5,71
М-200 287 185 751 1135 0,64 1:0,64:2,61:3,95
М-300 384 205 698 1055 0,55 1:0,53:2,43:2,74
М-400 492 205 661 1000 0,41 1:0,41:2,03:2,03

Таблица пропорций ингредиентов в марках бетона М 100 — М 400.

Важно! При составлении бетонной смеси, обратите внимание на дату выпуска цемента, так как от этого напрямую зависит прочность бетона.

Чтобы правильно замесить бетон, используйте нужную пропорцию материалов из таблицы.

Учтите, что руками смесь качественно не перемешать, используйте для этого бетоносмеситель.

  • Прежде всего, засыпьте в работающий агрегат наполнители и половину порции цемента, после чего, перемешайте 1 мин.
  • Не останавливая аппарат, вылейте всю воду согласно рецептуре и перемешивайте до образования цементного молочка.
  • Последним этапом будет засыпание в бетоносмеситель оставшегося количества цемента и тщательное перемешивание.

Не замешивайте раствор более 3 минут, происходящие в нем процессы могут значительно ухудшить качество.

Калькулятор пропорций состава бетона

Мы постарались сделать наиболее точный и универсальный калькулятор для расчёта пропорций бетона по ГОСТ стандартам.

Соотношение нужно выбирать в зависимости от того, какая марка бетона необходима для фундамента. Расчет ведется в кубических метрах.

Результаты в таблице обновятся сразу после ввода данных.

Это примерный расчет, основанный на усредненных характеристиках компонентов. Реальная марка полученного бетона может отличаться от рассчитаных данных.

Правильное соотношение цемента, песка, щебня и воды для приготовления бетона

Бетон нашел применение в различных сферах строительства. Его основными составляющими являются: песок, вода, цемент и гравий. Для получения качественной смеси они должны использоваться в определенном соотношении. Серьезное отклонение от нормы приведет к образованию раствора низкого качества, который нельзя использовать для возведения фундамента или других элементов строений.

Соотношение компонентов в цементно-песчаном растворе

Для приготовления бетонной смеси нельзя использовать только цемент и воду. Бетон, полученный на их основе, не обладает хорошими показателями прочности и морозостойкости. Здание, возведенное с использованием «низкокачественной» смеси, даст усадку.

Песок — важная составляющая бетона. Необходимо, чтобы он был чистым. Допускается наличие мелкого гравия, глины и других примесей, но не более 5% от его массы.

Материал с мелким зерном не подходит для приготовления бетона. Допустимо использование песка с размерами частиц 2-3 мм.

Сколько песка присутствует в бетоне различных марок?

От количества песка в смеси зависит марка материала.

  • М50 — при использовании цемента М200 соотношение песка и цемента равно 1:3, при М400 — 1:4;
  • М100 — при использовании материала М200 соотношение 1:2, при М400 — 1:3;
  • М75 ― при использовании материала М200 соотношение 1:1,25, при М400 — 1:1,35.

В растворы, в которых отсутствует щебень, потребуется дополнительное введение песка. Так, при изготовлении бетона М10 с использованием материала М200 соотношение составит 1:6, в марке бетона М25 — 1:4.

В некоторых случаях соотношение компонентов в растворе бетона может быть увеличено или уменьшено. Чтобы повысить прочность необходимо увеличить количество цемента в его составе. Если повысить количество цемента М300 на 10%, то получится раствор, который по своим характеристикам аналогичен смеси с использованием цемента М400.

При использовании слишком мелкого песка рекомендуется снизить его количество на 10%, в противном случае прочность материала на изгиб и сжатие будет низкой.

Песок и щебень смешивается постепенно с добавлением небольшого количества воды. Бетонную смесь рекомендуется готовить небольшими порциями, чтобы она не успевала «схватиться».

Пропорции песка, цемента и щебня

Использование щебня позволяет снизить себестоимость бетона и повысить его прочность. Чтобы готовый раствор обеспечивал высокое сцепление, необходимо использовать заполнитель с небольшими фракциями и рифленой поверхностью.

Стандартное соотношение цемента, песка и щебня составляет 1:3:2. Это означает, что щебня должно быть меньше, чем песка, но больше чем главного компонента — цемента.

Воды в растворе не должно быть много, иначе она негативно скажется на прочности материала. В идеале ее количество должно составлять до 25% от общей массы. Для приготовления качественной смеси используют только чистую воду без примесей, лучше фильтрованную.

Если в качестве материалов используется мокрый песок и щебень, то количество воды можно уменьшить, при применении сухих компонентов — увеличить.

Соотношение цемента и ПГС (ОПГС)

ПГС — это песчано-гравийная смесь, состоящая из 2-х компонентов. Именно место добычи песка и гравия (морское или речное дно) оказывает влияние на качество смеси. Гравий не должен содержать глину, снижающую эксплуатационные характеристики бетона. Размер камушков для ПГС должен составлять от 1 до 8 см.

ПГС используется для возведения фундаментов и дорожных покрытий. Основное отличие ПГС от ОПГС — искусственное увеличение количества гравия в обогащенной смеси. Так, его количество в ПГС составляет до 25%, в ОПГС — 25-28%.

Для получения качественной бетонной смеси необходимо соблюдать пропорцию цемента, воды и ПГС в ней. Для изготовления качественного бетона потребуется 1 часть основного материала, 4 части ПГС и 0,5 частей воды. В качестве части учитывается вес компонентов, а не объем. Добавлять в этот раствор песок не нужно, так как он уже присутствует в ПГС.

Указанное выше соотношение не является стандартом. В каждом случае необходимо отталкиваться от назначения бетонной смеси, качества щебня и песка, а также применения пластификаторов и других материалов.

Что нужно брать за основу — объем или вес?

За основу измерения берется масса одной единицы цемента. Остальные компоненты берутся также по весу. Количество воды определяется частью от веса. Например: для производства смеси берется 12 кг основного материала и 6 кг воды, то водоцементное соотношение вычисляется так: 6/12 = 0,5 литров воды.

Массовая доля песка и цемента в бетонной смеси зависит от следующих факторов: марки цемента, количества воды и фракций сыпучих компонентов. При возведении ответственных сооружений используется бетон марки М400 и выше. Для его получения необходимы цемент, песок и щебень в соотношении 1:1,2:2,7, при условии, что будет использоваться цемент 400.

Пропорции цемента, песка (щебня) в самостоятельном приготовлении растворных смесей (штукатурные, кладочные)

Бетон представляет собой искусственно созданный камень, который состоит из цемента с наполнителями. Наполнителем служит песок. При необходимости составления смеси строительного бетона применяется гравий, скол камня, битый щебень, керамзит. Иногда добавляется пластификатор. Поскольку все компоненты приготовляемой бетонной смеси должны быть чистыми, их стоит промыть проточной пресной водой, желательно, чтобы в этой воде было минимальное количество солей и примесей.

Если в качестве наполнителя применяется песок, стоит выбрать крупный вариант, с минимумом глины. Готовый бетон укладывается вручную или с применением пневматических вибраторов. Планируя ручную укладку бетонная смеси, обратите внимание на то, что она должна быть более пластичной, чем при механической укладке. Различаются смеси и по плотности: при механизированном способе требуется смесь большей плотности.
Пластичность бетона определяет не вода или ее количество. Стоит учитывать, что лишняя вода приведет к потере прочности смеси, что критично при строительстве фундамента. Добавив лишнюю воду, увеличьте и количество цемента, что позволит сохранить прочность. Любая передозировка одного или другого компонента может привести к нарушению прочности конструкции, которая под воздействием нагрузок или неблагоприятных условий окружающей среды, таких как повышенные или пониженные температуры, давление, атмосферные осадки, начнет разрушаться.

Если у вас есть сомнения в том, что вы сможете правильно рассчитать пропорции и смешать все компоненты, имеет смысл обратить внимание на наличие в продаже готовых строительных смесей , которые можно приобрести непосредственно у производителя в заводских фирменных мешках, где будут указаны все параметры и пропорции. В этом случае вам не придется восстанавливать разрушающуюся конструкцию, или делать ее заново и нести дополнительные расходы.

Цемент является основным компонентом любой бетонной смеси. Под воздействием воды происходит его гидратация, т.е. он получает те самые скрепляющие свойства, которые требуются в строительстве, а при затвердевании смеси образуется монолитная структура — цементный камень. Без наполнителя эта структура не будет иметь требуемую прочность, потому что даст сильную усадку. Конструкция пойдет небольшими трещинами. Они могут быть незаметны глазу, но негативно повлияют на дальнейшую эксплуатацию объекта.

Наполнители создают в бетонной смеси тот каркас, который растворенный в воде вместе с песком цемент обволакивает, заполняя пустоты. Наполнители не только снижают усадку. Они увеличивают прочность, уменьшают угрозу деформации конструкции, ее ползучести под действием нагрузок. Более того, наполнители снижают и себестоимость бетона, поскольку цемент стоит много дороже щебня или песка.

Так называемый товарный бетон или весовое соотношение составляющих в среднем можно свести к следующей схеме:

1 часть цемента + 2 части песка + 4 части щебня + 0,5 части воды, иными словами, при производстве бетона объемом 1 кубометр потребуются следующие пропорции:

• 0,25 м³ цемента или 325 кг при насыпной плотности в 1300 кг/м³;

• 0,43 м³ песка или 600 кг при насыпной плотности в 1400 кг/м³;

• 0,9 м³ щебня или 1200 кг при насыпной плотности в 1350 кг/м³;

• 0,18 м³ воды или 180 кг, 180 литров.

При сложении объемов получается 1,76 м³, при этом щебень выполняет роль каркаса, песок заполняет его пустоты, цемент с помощью воды склеивает составляющие в монолитную структуру, вследствие чего образуется объем размером в 1 кубометр бетона из 1,76 кубометра его составляющих.

Марка цемента определяется с учетом того, в каких пропорциях и какого качества будут компоненты в составе бетона. Обозначать ее принято буковой М. Известны марки от М50 до М800. Означает это прочность бетона в кгс/кв.см. Букой В обозначается класс бетона. Он варьируется от В3,5 до В60.

Рациональнее всего в бетоне применять наполнитель разного размера. Такой метод позволит сделать укладку плотнее и приведет к экономии цементной смеси. Если применяется ручная укладка бетона для фундамента, то толщина укладки должна быть не менее утроенного максимального размера бетонного наполнителя. Наличие пустот в заполнителе станет причиной перерасхода песка и цемента, а, следовательно, приведет к увеличению расходов на фундамент, так как именно цемент является самой дорогой составляющей смеси.

Чтобы верно определить объем пустот, следует компонент бетонной смеси, будь то песок или щебень, засыпать в десятилитровое ведро, а затем залить туда воду до поверхности. При расходе воды в 3,5 л, пустоты будут составлять 35% объема.

Ручная укладка бетонной смеси, при которой применяется штыкование металлическим штырем и ручная послойная трамбовка требуется на 1 м³ бетона:

• для М-50 портландцемента ПЦ400-ПЦ500 — 160 кг, песка — 0,7 м³, щебня — 0,8 м³, воды 180 л

• для М-100 портландцемента ПЦ400-ПЦ500 — 220 кг, песка — 0,6 м³, щебня — 0,8 м³, воды 180 л

• для М-200 портландцемента ПЦ400-ПЦ500 — 280 кг, песка — 0,5 м³, щебня — 0,8 м³, воды 180 л

• для М-250 портландцемента ПЦ400-ПЦ500 — 330 кг, песка — 0,5 м³, щебня — 0,8 м³, воды 180 л

• для М-300 портландцемента ПЦ400-ПЦ500 — 380 кг, песка — 0,45 м³, щебня — 0,8 м³, воды 180 л

В быту стандартными пропорциями песка к цементу считают три к одному, но точность зависит это от многих параметров. Прежде всего – от того, будет ли это штукатурка или фундамент. На стяжку воды следует добавлять больше, чтобы смесь заливалась, а на штукатурку — меньше, чтобы прилипала. Многое зависит от качества цемента и от состояния воды. Бывает вода очень жесткая, такой следует добавлять меньше, а мягкой – напротив, больше. Придется пробовать и экспериментировать, что может отнять много времени, сил и израсходовать лишний материал. Неопытному мастеру стоит подумать о приобретении готовой сухой строительной смеси , и все его проблемы будут решены.

Принято считать, что для кладочного раствора больше подходит цементно-песчаная смесь, пропорция которой составляет 1:3 или 1:4. В реальной жизни пропорция зависит от песка. Для кладки больше всего подойдет чистый речной песок. Обычно правильный раствор делается путем эксперимента: отмеряется ведро чистого песка, высыпается в емкость, где будет готовиться раствор, туда же добавляется четверть ведра цемента, перемешивается и разбавляется требуемым количеством воды, затем готовый раствор возвращается в ведро. В идеале он должен без остатка войти и занять весь его объем, как занимал песок.
Народные умельцы для придания прочности раствору на чистом песке без примесей глины добавляют небольшое количество дешевого средства для мытья посуды или стиральный порошок – не более 50-80 гр, но лучше добавлять специальный пластификатор. Многие используют для кладочного бетона карьерный песок, связывая это с его большей пластичностью и удобством в работе. На деле, он пластичнее за счет примеси глины, но она же одновременно снижает прочность.

Для штукатурного раствора смесь готовится особого типа. Состав материалов для ее приготовления не меняется уже многие десятилетия. Это цемент, песок, глина, известь. Цемент, известь и глина являются вяжущими составляющими, песок – заполнителем. Заливается смесь обычной чистой водой. Стандартно на раствор идет один вяжущий компонент и один заполнитель, но часто применяются растворы с двумя вяжущими компонентами. Примером такой смеси может служить известково-песчаный раствор с добавлением цемента.

В соответствии с пропорциями вяжущего компонента и наполнителя, различается тощий, нормальный и жирный раствор. Тощим называют раствор с избытком наполнителя. Он хрупок, непрочен и недолговечен. Нормальным называют раствор с корректно подобранным соотношением вяжущей составляющей и наполнителя. Для жирного раствора характерен избыток вяжущего вещества. После высыхания он обычно начинает трескаться. Мастера определяют характер раствора, окунув в него мастерок. Тощий раствор стечет, лишь испачкав мастерок. Жирный прилипнет большими кусками. Правильный, нормальный раствор должен прилипать не сильно, оставляя тонкую корочку.
Наиболее популярным штукатурным раствором считается цементно-песчаный. Соотношение цемента к песку определяет марка цемента. Оптимально покупать М400 и мешать в следующих пропорциях: 1 часть цемента на 3 части песка. Сначала следует перемешать сухие компоненты без добавления воды, а затем вливать воду постепенно, до достижения требуемой густоты. Многие добавляют в смесь клей ПВА при соотношении примерно 50-70 гр. клея на 10 л раствора.

Известковый раствор — смесь известковой пасты и песка. Пропорции зависят от жирности извести. Точно их назвать нельзя, необходимо контролировать жирность, досыпая песок постепенно. Для увеличения прочности такого раствора, на 10 кг добавляют еще 1 кг цемента. Глиняный раствор по приготовлению ничем не отличается от известкового. Его пропорции также зависят от жирности глины, а цемент добавляется аналогично для увеличения прочности. Штукатурный раствор для наружных работ не требует глины или извести. Готовится обычный цементно-песчаный раствор.

Если перед вами стоит задача что-либо забетонировать, но вы не знаете, как соблюсти пропорции, приобретите готовую сухую смесь от производителя , которая позволит, не создавая себе проблем, быстро, качественно и экономично отремонтировать или изготовить фундамент, отштукатурить стены, как внутренние, так и внешние.

Соотношение песка, цемента и щебня в бетоне: основные правила и расчет

Качество бетонного раствора играет первостепенную роль при любых строительных работах. Для достижения высокого качества бетонной массы необходимо знать и соблюдать пропорции для замеса раствора. В качестве наполнителя применяются:

  • песок;
  • щебень;
  • цемент;
  • вода;
  • добавки для улучшения определенных свойств.

Добавки могут влиять на пластичность раствора, быстроту твердения, цвет…

Первый шаг: важным фактором является выбор качественных ингредиентов для приготовления замеса. Наиболее популярный щебень для бетона — гранитный и гравийный. Покупать строительные материалы следует у проверенных продавцов при наличии у них сертификатов качества. В этом случае — первый положительный шаг сделан.

Второй шаг: необходимо понимать — для каких целей будем делать раствор. Бетон бывает легкий и тяжелый, в зависимости от главного наполнителя — щебня.

Легкий бетон — используется для возведения перегородок, фундамента для них, внутренние всевозможные работы. В качестве наполнителя можно применять керамзит, тем самым сделать перегородки или пол в доме теплыми.

Тяжелый бетон используют для более ответственных работ — возведение основных стен, перегородок, производство железобетонных конструкций.

Расчет и производство цементно — песчаной массы важны для определения марки бетона, исходя из этого зависит область применения. 

Третий шаг: марка цемента, наиболее востребованными являются марки м400 и м500. Они находятся в доступном ценовом сегменте, все изделия получают высокую прочность и надежность. Состав бетона для фундамента особенно важен — от этого зависит прочность и надежность всего строения в целом. При неправильных пропорциях треснет фундамент, потрескаются стены, внутрь попадет влага — здание долго не выстоит, развалится.

Состав бетона

Чем выше марка цемента и бетона, тем он прочней! При нормальных погодных условиях в течении 7 дней, масса набирает основную прочность. В жаркую погоду, при быстром высыхании, масса трескается, сверху затвердевает, внутри сырая. Качество бетонной массы напрямую зависит от качества ингредиентов и свежести цемента.

Как рассчитать щебень для бетона

При покупке щебня, важно учесть несколько факторов:

  • прочность щебня;
  • масса;
  • загрязненность;
  • лещадность;
  • морозостойкость.

  Чем выше приведенные показатели, тем крепче будет бетон, особенно это касается показателей прочности и морозостойкости. Наивысшие показатели имеют гранитный и гравийный щебень. Фракция щебня также играет свою роль — крупная фракция влияет на прочность, мелкая на водонепроницаемость и плотность массы. Опытные строители часто смешивают крупную и мелкую фракцию, для заполнения пустот в растворе, этим достигается максимальная прочность строения, изделия.

Какой песок лучше использовать для бетона

 Перед тем, как купить песок для бетона, важно учитывать следующие показатели:

  • чистота;
  • фракция;
  • объем;
  • вес;
  • влажность.

Чистота и отсутствие глины — является первостепенным фактором, влияющем на качество бетонной массы. Глинистые примеси снижают прочность бетона, для особо прочных строений, конструкций применяют мытый или речной песок, в котором концентрация вредных примесей отсутствует или минимальна. Цена песка для бетона не высокая, на этом не стоит экономить.

Цемент для бетона

При покупке цемента, важно учитывать марку, время схватывания и вес. Данный материал не следует закупать задолго до начала строительных работ. При покупке необходимо осмотреть каждый мешок на предмет повреждений упаковки — мешки должны быть сухими и целыми. Хранить следует в сухом месте, на поддонах.

Вода для бетона

Бытует ошибочное мнение, что для пластичности бетонных масс, надо максимально применять воду. Это не правильно — много воды в массе только ухудшает качество бетона, снижается его однородность и прочность, вода тянет вниз цемент, повышается усадка. Для пластичности опытные строители используют специальные добавки — пластификаторы, которые делают массу более подвижной и пластичной.

Сколько нужно песка, цемента и щебенки на куб бетона

Существует универсальный вариант соотношения ингредиентов бетона

  • цемент — 1 часть;
  • песок — 3 части;
  • щебень — 5 частей.

Такие пропорции применяют в частном строительстве, производстве плитки, тротуаров. бордюров, заливке полов, фундаментов. Однако, при строительстве ответственных объектов, с дальнейшей высокой нагрузкой применяют пропорцию цемент 1 часть, песок 2 части.  Если стоит задача — сделать бетон определенной марки, важно знать, что марку цемента при этом, надо брать на цифру больше.

Пример — нужен бетон м100 — берем цемент м200, нужен бетон м200 — берем смело цемент м400…

Таблица для расчета бетона

Все цифры показывают примерный расход, к этим показателям следует добавить 10 — 15%.

Цемент — при весе мешка 50 кг на один куб бетонной массы потребуется около 7 мешков или 300 — 350 кг.

Песок — в среднем на куб раствора уйдет примерно тонна строительного песка.

Щебень — на 1 куб бетона уходит примерно 1700 кг щебня.

 

Соотношение цемента М-400(Ц),песка (П) и щебня (Щ) для бетона

Соотношение цемента М-500(Ц),песка (П) и щебня (Щ) для бетона

Рекомендации специалистов

Строители с опытом, советуют, перед началом бетонных работ, приготовить пробную партию раствора, выяснить густоту будущего раствора опытным путем. Не всегда уместно делать большие замесы, с наступлением темноты, придется спешить. Подобные действия часто приводят к нарушению технологического процесса — ведь надо успеть выработать всю бетонную массу, иначе деньги на ветер.

Чтобы в бетоне не образовывались пустоты, следует в замес добавлять щебень мелкой фракции и по возможности применять трамбование. Все ингредиенты должны быть обязательно сухими, иначе возникнет ситуация с количеством воды в растворе. Песок должен быть обязательно чистым, без глинистых примесей, иначе прочность раствора после застывания будет значительно ниже ожидаемой.

Вода также должна быть чистой, без грязи, ила, мусора, водорослей. От ее количества зависит пластичность раствора, добавлять ее следует постепенно. Чем мельче ингредиенты в массе, тем больше понадобится воды.

При заливке фундамента, часто выставляется опалубка из досок. Через щели обязательно будет сочится вода, следовательно увеличится усадка бетона, вырастет расход. Чтобы этого избежать, опалубку следует делать из широких  листов пенополистирола или подобного материала.

Для расчета количества раствора, необходимо учитывать, какая конструкция будет применяться, будет ли арматура. При заливке столбчатого фундамента, необходимо учитывать расход материалов сооружение подушки. 

Одним словом — для правильных расчетов, необходимо учесть все параметры.

Делаем бетон своими руками: правильный замес и пропорции

Раствор бетона – это смесь различных компонентов (песка, щебня, воды и цемента), в результате смешивания и последующего застывания которых, получается твердый, невероятно прочный строительный материал, который иногда называют «искусственный камень». По понятным причинам ни одна стройка не может обойтись без бетона. Он является основным компонентом при возведении фундамента, стен, плит перекрытия, стяжек для пола, бордюрной и тротуарной плитки и многого другого. Поэтому очень важно, чтобы раствор бетона был качественным, а это значит, что технология производства бетона должна строго соблюдаться.

Бетон своими руками — основные компоненты

Заказать готовый бетон на производстве по той или иной причине иногда не получается. Либо производитель установил слишком большую цену и вам гораздо выгоднее изготовить его самостоятельно, либо вам необходимо его совсем немного, поэтому в привозе бетона миксером нет никакой необходимости.

Перед тем, как приступить к работе важно помнить следующее — пропорции  добавляемых компонентов, в зависимости от марки бетона, могут отличаться. К примеру для получения бетона М200 — соотношение пропорции цемента (M400), песка и щебня составляют 1 : 2.8 : 4.8 (соответственно). Если же вам необходим бетон марки М300 — при наличии тех же составляющих пропорция будет выглядеть следующим образом 1 : 1.9 : 3.7 (соответственно). Далее ниже в таблице вы подробно можете ознакомится с точным соотношением компонентов.

Марку бетона следует выбирать исходя из того, для каких целей он вам необходим. Строительство монолитного, ленточного, свайно винтового фундамента либо же просто для тротуарной плитки подразумевают использование различных марок.

Цемент

Это именно тот связующий элемент без которого вне зависимости от марки бетона, нельзя изготовить раствор. От его качества будет напрямую зависеть прочность и быстрота его застывания.

Необходимые маркировка цемента, для получения бетона различных марок, при естественных условия затвердевания

Сейчас на строительных рынках можно найти различные виды цементов, имеющие разные показатели в прочности на сжатие. Все они подразделяются на группы, определяющую их предельную нагрузку в застывшем состоянии.

Процент содержания добавок и примесей обозначается буквой «Д». Для пример, цемент М400-Д20 это означает содержания в нем 20%-ой добавки. Нельзя не учитывать данный показатель, от него напрямую зависит пластичность и прочность материала.

Из представленных на рынках продукции, можно выделить хорошо зарекомендовавший себя портландцемент. Из основных его достоинств можно выделить:

  • Достаточно большой срок службы;
  • Имеет превосходные показатели прочности;
  • Устойчив к резкому перепаду температуры воздуха;
  • Не боится влаги.

Важно! Какой бы марки не был цемент, он должен быть рассыпчатый, без присутствия в нем комков и не истекшего срока годности.

Песок

Для приготовления бетонного раствора согласно ГОСТ 8736-93 можно использовать песок различной фракции гранул (см. рис. 1). От его качества будет напрямую зависеть итоговые характеристики бетона.

рис. 1  Размер фракций песка, используемого для приготовления бетона

Вне зависимости от вида песка, отсутствие глины в его составе, является обязательным условием, её присутствие значительно снизит прочность бетона. Обычно для приготовления смеси используют карьерный песок, в котором зачастую присутствует множество посторонних частиц (грязи, мусора, коры и корней деревьев.).

Такой песок перед добавлением необходимо промыть и просеять через сито. Если этого не сделать, в застывшем бетоне могут образоваться пустоты, которые со временем приведут к образованию в нем трещин.

Так же важно обратить внимание на влажность песка, которая в небольшом количестве присутствует даже в сухом продукте. У мокрого же песка процент соотношения влаги может достигать 12% от его общего веса. Этот момент нужно будет учесть при составлении правильной пропорций необходимых компонентов, в частности воды.

Без специального прибора измерить точное количество влаги в песке можно следующим способом:

  1. Подготовьте небольшую металлическую емкость, сгодится старая ненужная кастрюля. Взвесьте её чистый вес и запишите;
  2. Далее всыпьте в нее, заранее взвешенный и подготовленный 1 кг. песка и поставьте емкость на 10-15 мин. на раскаленную плиту, постоянно при этом перемешивая содержимое;
  3. Не давая песку остынуть, повторно взвешиваем емкость вместе с горячим песком. От полученного результата отнимаем известный нам вес емкости (кастрюли) и умножаем его на число 100;
  4. Полученное произведение и будет являться процентной величиной влажности песка.

В сухом виде песок должен иметь рассыпчатую консистенцию.

Щебень

Еще одним важным составляющим бетонного раствора является — щебень. Данный материал изготавливается путем дробления горных пород (известняка, гранита, камня) на более мелкие, в результате чего получается щебень, имеющий различные фракции. Их размер и определяет исходный продукт на следующие виды:

  • Самый мелкий щебень — размер фракций меньше 5 мм. Применяется при внутренних и внешних отделочных работах;
  • Мелкий щебень — размер фракций 5-20 мм. Наиболее часто используемый размер при заливке фундамента и стяжек;
  • Средний щебень — размер фракций 20-40 мм. Без него нельзя обойтись при строительстве железных и автомобильных дорог, а так же при возведении фундамента под большие производственные здания, которые создают повышенные нагрузки;
  • Крупный щебень — размер фракций 40-70 мм. Необходим при строительстве масштабных сооружений, требующих огромного количества раствора;

При расчете подготовки бетонной смеси необходимо учесть еще один важный показатель, как пустотное пространство материала (ППМ). Вычислить его достаточно просто. Для этого в ведро объемом 10 литров засыпьте по самый верх щебень. После этого мерной посудой потихоньку начните заливать в него воду, до тех пор пока она не покажется на поверхности. Количество литров залитой вами воды и есть показатель пустотного пространства. К примеру, если в ведро со щебнем поместилось 3 литра воды, то показатель ППМ будет составлять 30%.

Необходимое количество воды

Как сделать качественную смесь? Ответ прост, для её приготовления необходимо использовать только чистую воду. В ней не должно содержатся посторонних примесей масел, химических и нефтяных продуктов, а так же различного бытового мусора. Все эти вещества могут существенно снизить прочностные характеристики готового продукта.

Пластичность бетона — так же не менее важный показатель, который напрямую зависит от количественного содержания в нем воды в пропорциональном соотношении со щебнем и гравием. Ознакомиться с оптимальным соотношением воды с наполнителем можно в ниже приведенной таблице №1.

Таблица №1 — необходимое количество воды (л/м³) в зависимости от наполнителя

Необходимый уровень пластичности смеси Фракции гравия (мм) Фракции щебня (мм)
10мм 20мм 40мм 80мм 10мм 20мм 40мм 80мм
Максимальной пластичности 210 195 180 165 225 210 195 180
Средней пластичности 200 185 170 155 215 200 185 170
Минимальной пластичности 190 175 160 145 205 190 175 160
Не имеющий пластичность  180 165 150 135 195 180 165 150

Важно придерживаться данной таблицы, так как недостаток влаги в бетоне ровно, как и её переизбыток, негативным образом скажется на его качестве.

Расчет состава бетона

Для того чтобы знать, как правильно рассчитать бетон необходимо владеть следующей информацией:

  • Необходимая марка бетона;
  • Требуемый уровень пластичности раствора;
  • Маркировка используемого цемента;
  • Размер фракций песка и щебня.

В качестве примера произведем расчет раствора максимальной пластичности, прочность которого соответствует маркировке М 300.

Расчет бетона по весу — из первой таблицы берем рекомендованную марку цемента М400 с наполнителем из щебня с гранулами среднего размера. Пользуясь таблицей №2 определяем необходимые пропорций массы воды и цемента (В/Ц — водоцементное отношение).

Таблица. №2 — Показатель В/Ц используемый для разных маркировок бетона

МАРКИРОВКА
ЦЕМЕНТА
МАРКА БЕТОНА
  М100 М150 М200 М250 М300 М400
М 300   0,74 0,63 0,56 0,49 0,41 — 
  0,81 0.69 0.61 0.53 0.46  —
М 400   0,87 0,72 0,65 0,57 0,51 0,39
  0,92 0,79 0,69 0,62 0,56 0,44
М 500   0,86 0,70 0,63 0,62 0,48
  0,89 0,75 0,70 0,64 0,53
М 600   0,92 0,76 0,70 0,64 0,49
  1.02 0,78 0,72 0,70 0,54
 — использование гравия.   — использование щебня.

Зная все данные (бетон — М300, цемент — М400, наполнитель — щебень) по таблице №2  без труда находим водоцементное отношение, которое равняется — 0.56.

Осталось найти необходимый объем воды, чтобы получить готовый продукт максимальной пластичности, с учетом применения фракций щебня 20 мм. Для этого возвращаемся к таблице №1 где видим, что полученный результат равняется 210 л/м³.

После того, как все основные данные нам стали известны, производим расчет необходимого количества цемента для приготовления 1м³ бетонной смеси. Делим 210 л/м³ на 0.56, получаем 375 кг. цемента. Пользуясь таблицей №3 выводим итоговые пропорции всех необходимых компонентов.

Таблица №3. Пропорции соотношения компонентов (цемент, песок, щебень)

Марки бетона Марка цемента
М 400 М 500
Соотношение пропорций по весу — (цемент : песок : щебень)
М100 1 : 4,6 : 7,0 1 : 5,8 : 8,1
М150 1 : 3,5 : 5,7 1 : 4,5 : 6,6
М200 1 : 2,8 : 4,8 1 : 3,5 : 5,6
М250 1 : 2,1 : 3,9 1 : 2,6 : 4,5
М300 1 : 1,9 : 3,7 1 : 2,4 : 4,3
М400 1 : 1,2 : 2,7 1 : 1,6 : 3,2
М450 1 : 1,1 : 2,5 1 : 1,4 : 2,9

Итак, если для приготовления 1 м³ бетона (М300) нам понадобится 375 кг. цемента (М400), то, следуя расчетным показателем таблицы №3 получаем песка  — 375×1.9 = 713 кг., щебня — 375×3.7 = 1 388 кг.

Способы замеса бетона

Приготовить строительный бетон своими руками можно двумя способами:

  1. Замешать раствор вручную;
  2. Использовать для замеса бетономешалку.

Ручной замес бетона

  • В чистую емкость сперва насыпьте необходимое количество песка;
  • Строго соблюдая пропорции, наверх насыпьте цемент. Хорошо перемешайте оба наполнителя, до тех пор пока их цвет не станет однородным;
  • Отмерьте необходимое количество воды, и небольшими порциями добавляйте её в емкость с песком и цементом, одновременно распределяя и перемешивая смесь по всей площади. В итоге должна получится серая масса без комков и видимых остатков песка и цемента;
  • Завершающим этапом является добавление в полученный раствор щебня. Замес должен происходить до тех пор, пока каждый камушек не покроется раствором. Для придания бетону необходимой пластичности, при необходимости добавьте воду.

Из недостатков ручного способа, можно выделить следующее:

  • Довольно трудоемкий и длительный процесс;
  • Незамедлительное использование раствора после замеса. В противном случае раствор может начать расслаиваться, что приведет к ухудшению его качества.

Замес бетономешалкой

  • Залейте в барабан бетономешалки небольшое количество воды, после чего добавьте туда цемента и хорошо перемешайте до получения серого молочка. С этого момента барабан должен вращаться непрерывно;
  • Далее согласно расчета пропорций, приступайте к засыпке наполнителей (песка и щебня). Перемешайте еще 2-3 минуты;
  • Добавьте в получившуюся смесь еще пару литров воды, до получения однородной консистенции.

Замес бетона в бетономешалке

Основным преимуществом данного способа замеса является возможность применения бетона еще в течении часа после замеса раствора.

Какие пропорции песка щебня и цемента в бетоне?

Для получения качественного бетона следует строго соблюдать технологию его замешивания, а также придерживаться общепринятых рекомендаций по количеству компонентов и их пропорциям.

При этом состав компонентов бетона зависит от назначения и ответственности изготавливаемой конструкции. К примеру, на приготовление бетона марки М100 расходуется значительно меньше цемента, чем на бетон марки М400, М450, М500 и т.п.

Соответственно каждой марке бетона соответствуют свои пропорции компонентов: цемента, песка и щебенки. Это обусловлено экономической целесообразностью (дороговизной цемента по сравнению со стоимостью песка и щебня) и нагрузками, которые будет испытывать бетонная конструкция.

Обычно, товарный бетон изготавливают из портландцемента марок М400 и М500, просеянного карьерного песка и щебня разных фракций. Иногда в соответствии с назначением и временем года в бетон добавляют присадки: противоморозные, ускоряющие или замедляющие процесс полимеризации.

При этом при расчете пропорций компонентов бетона учитываются следующие факторы: размер зерен песка, размер фракции щебня, их плотность, требуемое качество бетона, его подвижность, морозостойкость, водопроницаемость и прочие.

В приведенной ниже таблице указаны усредненные пропорции цемента, песка и щебенки в бетонах разных марок, а также их количественные значения, которые необходимо взять для приготовления 1 м3 бетона.

Марка бетона Пропорции: цемент М400/песок/щебень Цемент, кг Песок, кг Щебень кг Пропорции: цемент М500/песок/щебень Цемент, кг Песок, кг Щебень кг
М100 1:4,5:7 183 642 1282 1:5,7:8,1 156 903 1262
М150 1:3,4:5,7 224 785 1278 1:4,4:6,6 190 857 1257
М200 1:2,9:4,8 264 738 1266 1:3,4:5,6 226 792 1267
М250 1:2,0:3,9 320 672 1248 1:2,5:4,5 279 725 1255
М300 1:1,8:3,7 338 642 1250 1:2,3:4,3 293 702 1258
М400 1:1,1:2,7 444 533 1200 1:1,5:3,2 380 609 1220
М450 1:1,1:2,5 470 517 1176 1:1,3:2,9 414 579 1200
М500 1:1.0:2,3 500 500 1150 1:1,1:2,6 453 543 1177
М600 1:0,8:2,1 533 480 1120 1:1.0:2,3 500 500 1150

Какие пропорции цемента щебня и песка для фундамента в лопатах?

Тому, кто никогда не имел дела с цементом, сложно понять, что такое бетонный раствор и как его правильно приготовить. Но даже опытные строители не всегда осознают все тонкости работы с ним. В этой статье мы опишем не только процесс приготовления бетонного раствора, но и правильного выбора его компонентов.

Самостоятельно приготовить бетонную смесь для заливки фундамента, небольших железобетонных конструкций, дорожек несложно. Замесить ее можно в любой старой ванне, корыте, ящике или сбитом деревянном щите. При изготовлении небольшого количества раствора процесс можно механизировать, используя дрель со специальными насадками. Если же бетона понадобиться много, придется воспользоваться обычной лопатой, небольшими садовыми вилами, мотыгой или иным подходящим к случаю приспособлением. Но, прежде чем приступить к замешиванию, следует выбрать качественный цемент, щебень и песок.

Компоненты бетона Качество главного компонента – цемента

Прочность нашего раствора будет определяться в первую очередь качеством именно цемента, поэтому его правильный выбор особенно важен. Заводов, выпускающих подобную продукцию, в России немало и реализуют ее они, как правило, в соседних областях. Поэтому ориентироваться стоит не столько на изготовителя, сколько на внешний вид цемента.

Обязательно следует обратить внимание на дату изготовления – с течением времени его активность резко снижается. Свежий цемент при сжатии в кулаке не превращается в комок, а легко просыпается между пальцев. Особенно быстро теряет свойства при хранении высокомарочный продукт тонкого помола.

При его подделке используется доломитовая пыль, минеральный порошок, золу и прочие наполнители. При их подмешивании, естественно, бетон не только будет медленней схватываться, но и после застывания будет недостаточно прочным:

  • цвет качественного цементного порошка более темный;
  • раствор из него хорошо липнет и быстро схватывается;
  • цвет высохшего бетона снаружи чуть светлей, но, если отбить уголок, его внутренняя поверхность темная;
  • после полного высыхания (спустя месяц) в готовый бетон очень сложно забить гвоздь.

НА ЗАМЕТКУ: Проверить качество приобретенного цемента можно следующим образом. Вымешать небольшую порцию бетона в нужных пропорциях, а после застывания установить на него зубило и ударить молотком. На качественном бетоне после удара останется лишь легкий след. Если металл откалывает от него небольшие кусочки – марка цемента 200. Зубило пробило в бетоне отверстие размером полсантиметра? Марка цемента не выше 100.

Прочность раствора зависит от марки цемента. При ее обозначении цифры, стоящие после буквы М, означают способность выдерживать нагрузку на 1 куб. см. То есть цемент М200 может выдержать нагрузку 500 кг на кубический сантиметр. Естественно, чем выше марка, тем прочнее получится бетон. Специальные марки прочностью 600-700 используются редко, поэтому при работе со сложными или многоярусными конструкциями лучше использовать цемент марки М500.

Буквенные обозначения, следующие за цифрами, означают наличие в нем добавок. К примеру, продукт марки М500 Б – быстротвердеющий, ВРЦ – водонепроницаемый, БЦ – белый, предназначенный для отделки. Обозначение БЦ20 будет означать, что он содержит 20% осветляющих примесей. Самый важная для нас добавка – ПЛ – делает его морозостойким, поэтому именно его желательно использовать для уличных работ, особенно в условиях Сибири и Севера.

При длительном хранении цементный порошок слеживается, уплотняется и его удельный вес увеличивается. Поэтому если вы купили его заранее, обязательно храните его в сухом, защищенном от сквозняков месте. Желательно дополнительно обернуть бумажные мешки полиэтиленовой пленкой. Учтите, что через полгода хранения его качество снизится не менее, чем на треть.

Какой песок лучше

Самый лучший песок – речной. Он промыт водой и, в отличие от карьерного, не содержит примесей. При работах в зимний период лучше использовать именно речной, полностью свободный от глиняных включений. При минусовых температурах их комки плохо растворяются в воде даже при длительном перемешивании, и поверхность бетона будет неровной.

Выбор щебня

Доломитный, известняковый щебень чаще всего используют при создании небольших легких конструкций, к качеству которых не предъявляются повышенных требований. Гравийный или гранитный материал более прочен и способен выдерживать самые низкие температуры.

ВАЖНО: При покупке следует запомнить самое важное правило. Грязный щебень или песок – главные враги хорошего и качественного бетона.

Приготовим раствор

Пропорции смеси прямо зависят от того, бетон какой марки (то есть какой прочности) нам будет необходим. Самая распространенная пропорция при использовании марки М500 – 1:2:3 (т.е. понадобится часть цемента, два песка и три щебня). Чем выше марка, тем меньше уходит цемента. Поэтому пропорции для М350 будут уже другие. В любом случае соотношение воды и цемента должно быть не более 0,5.

Таблица – Бетон из цемента М500

Требуемая марка бетона

Пропорции цемента, песка и щебня (ЦхПхЩ), кг

Выход бетона из 10 л цемента

1х4,6х7,0

1х2,8х4,8

1х1,9х3,7

1х1,2х2,7

1х1,1х2,5

Для изготовления садовой дорожки достаточно бетона М200 и мелких наполнителей (гальки или щебня). Хороший и прочный асфальт получится из марок 300 и выше. Для фундамента, естественно, нужна более прочная конструкция. Идеальным вариантом станет М500. В среднем на один кубометр смеси понадобится 6-7 мешков цемента М500.

ВАЖНО! Помните, что приготовленная смесь очень быстро застывает, поэтому использовать ее нужно в течение получаса. Ни в коем случае не следует пытаться при затвердевании разбавить ее водой.

Чтобы избежать образования непромешенных комков, вода добавляется только после смешивания цемента с песком. Смесь для штукатурных работ необходимо просеять через сито с размерами ячеек 5 мм, для обычных работ можно использовать более крупные ячейки.

ВАЖНО! Избыток воды отрицательно повлияет на качество раствора – после высыхания он будет менее прочным. Не слишком жидкую смесь, напротив, можно дополнительно спрессовать, увеличив тем самым его прочность. Идеальная смесь имеет консистенцию творога.

В холодное время года чистую, без крупных примесей воду желательно чуть подогреть. Во избежание образования комков первым в приготовленную емкость засыпается смесь песка и цемента, а уже затем добавляется вода.

При застывании плохо размешенного раствора образуются непрочные конструкции, склонные к разрушению.

Весь процесс приготовления бетонного раствора можно наглядно увидеть, просмотрев следующий ролик:

  • Пластификатор С 3: инструкция по применению
  • Набор прочности бетона
  • Портландцемент м500: технические характеристики
  • Пескобетон М300: расход на 1 кв м

В самом начале строительства требуется замешать бетон для фундамента. Пропорции цемент/песок/щебень, а также количество воды в растворе определяют прочность материала.

Пропорции измеряются вёдрами, а не лопатой, потому что сухой цемент, в отличие от песка и щебня, имеет меньший видимый объём и будет лежать на лопате плоско.

Бетон

Отличие цемента от бетона

Часто эти понятия используют как синонимы, а на самом деле цемент ‒ это лишь компонент бетона. Для понимания процессов, которые происходят при заливке фундамента, важно знать разницу. Сухой цемент ‒ это мелкая гипсовая пудра, которая является основой для готового раствора. При добавлении воды она превращается в клей, который соединяет песок и щебень в определённой пропорции, обеспечивая крепость бетона.

Также есть популярное заблуждение о том, что бетон затвердевает, или, как принято говорить ‒ схватывается, при испарении воды (то есть, засыхает). На самом деле прочность фундамента и других конструкций формируется в результате гидратации ‒ химического взаимодействия цемента с водой. Именно поэтому влажность и температура воздуха в первые несколько дней после заливки фундамента критически важны.

Материалы

Обычно нужные для работы материалы заказывают по отдельности и на вес. Высчитав их соотношение для бетона желаемой консистенции, нужно брать ингредиенты с подходящими свойствами:

  • чистый, мелкий (10‒20 мм) щебень из твёрдых пород камня без солей и глины;
  • составной песок из гнейса, вулканической пыли, известняка или толчёного гранита;
  • воду без минеральных примесей (обычно это нейтральная вода, достаточно чистая и пресная для питья).

Можно использовать очищенный, промытый речной песок без примеси глины, который содержит частицы породы диаметром до 5 мм. Иногда в цемент добавляют известь для накопления влаги и защиты раствора от преждевременного пересыхания и усадки.

Обратите внимание, что в продаже имеется быстрозатвердевающий цемент, который подходит для определённых видов строительных работ, но не для фундамента. Также не стоит покупать больше цемента, чем требуют пропорции раствора, потому что остатки плохо хранятся даже в сухом виде.

Пропорции

Для изготовления одного кубического метра расходуется примерно 2,2 тонны бетона (готового раствора с водой). Соотношение песка и щебня берётся в зависимости от того, какая нагрузка будет на опорную поверхность и стены.

Марка цемента может отличаться. Например, для ленточного армированного фундамента дома нужна марка М350‒400. Сильная нагрузка предполагается на пол в гараже; а вот для сарая, погреба или беседки можно использовать марку цемента подешевле.

Приготовление бетона

Экономный бетон

Соотношение материалов для дорожки, основания лёгкого навеса:

  • 1 часть цемента;
  • 2 части песка;
  • 4 части щебня.

Крепкий бетон

Смесь для повышенной нагрузки, например, для основания гаража, стен колодца:

  • 1 часть цемента;
  • 2 части песка;
  • 3 части щебня.

Усиленный бетон

Пропорции для толстых колонн, несущих стен с большой нагрузкой, в том числе для железобетонных фундаментов, монолитных плит:

  • 1 часть цемента;
  • 1,5 части песка;
  • 3 части щебня.

Можно использовать специальный строительный калькулятор, чтобы рассчитать количество раствора для имеющегося объёма работ (такой калькулятор есть в виде небольшой программки или на сайтах, посвящённых строительству).

Смешивание

Соотношение в смеси даётся частями. Как уже говорилось, материалы отмеряют вёдрами и засыпают в миксер лопатой.

Правило безопасности: лопата может быть затянута при вращении бочки миксера. Во время работы следует размещать руки на черенке так, чтобы лопату можно было легко отпустить, иначе может случиться вывих.

Сколько брать воды

Насущный вопрос, ведь «на глазок» до нужной консистенции воду умеют добавлять только опытные строители, а всем остальным людям для большей ясности нужны литры и килограммы.

Раствор бетона

Итак, представим себе мир без влажности, где все ингредиенты идеально сухие. В таком мире соотношение цемента и воды будет равно 0,55. Другими словами, на каждые 10 кг сухой смеси потребуется добавить 5,5 л воды.

Но так бывает лишь в абсолютно сухом воздухе. А в реальности предполагается, что компоненты смеси впитали определённое количество влаги из атмосферы, поэтому 5,5 л ‒ это абсолютный максимум, который можно добавить на 10 кг цемента. Гораздо вероятнее, что вам потребуется меньше воды.

Рекомендуемый порядок засыпания ингредиентов в миксер

  1. Половина или 2/3 воды.
  2. Щебень.
  3. Песок.
  4. Цемент.
  5. Перемешивая, нужно постепенно добавлять остатки воды до получения желаемой консистенции.
  6. После этого рекомендуется смешивать ещё как минимум пару минут и в конце добавить оставшуюся воду (не превышая пропорции).

Работать рекомендуется быстро, в течении 10‒15 минут, чтобы бетон не начал засыхать. После извлечения готового материала нужно немедленно добавить в бочку воды, тщательно её очистить и перевернуть вниз.

Текучесть

Хороший раствор практически не растекается на лопате, при этом не сбит комьями. Определить, готов ли бетон, можно при помощи теста с металлическим конусом. Для этого вам понадобится, собственно, конус ‒ стальная форма 30 см в высоту, с верхним отверстием 10 см и нижним ‒ 20 см в диаметре. Также нужна стальная планка для уплотнения проверки текучести.

  1. Поставьте конус широким отверстием книзу.
  2. Начинайте заливать бетон через верхнее, узкое отверстие, утрамбовывая его планкой, чтобы не оставалось воздуха и пустот.
  3. Работать следует быстро, пока раствор жидкий.
  4. Как только конус заполнен, снимите его.
  5. Положите горизонтальную планку сверху на раствор.
  6. Если проседание не больше 5 см, текучесть бетона в порядке и количество воды в норме.

На выбор используемых пропорций бетона для фундамента влияет много факторов: параметры грунта, ожидаемые нагрузки, тип основания. Основу цементного раствора составляют цемент, песок, щебень или гравий и вода, его свойства напрямую зависят от качества и однородности перемешивания компонентов. Изменение регламентированных соотношений недопустимо, малейшие ошибки приводят к снижению прочности фундамента и, как следствие, риску разрушения несущих конструкций здания.

Оглавление:

  1. Необходимая марка
  2. Пропорции для приготовления раствора
  3. Какие требования предъявляются к компонентам?
  4. Описание процесса приготовления бетона

Выбор марки бетона

К главным критериям относят геологические условия участка (рельеф, уровень и парциальное давление грунтовых вод на элементы фундамента, климат, глубина промерзания), тип основания, наличие или отсутствие подвала, высотность здания и другие весовые нагрузки. Сдерживающим фактором является бюджет работ, использовать высококачественные сорта бетона для строительства легких построек на дачных участках экономически нецелесообразно. Рекомендуемый минимум составляет:

  • М400 – для домов свыше 3 этажей.
  • М200-М250 – для каркасных и щитовых строений.
  • М250-М300 – для построек из деревянного бруса.
  • М300 – для малоэтажных зданий из керамзитовых, газосиликатных или ячеистых блоков.
  • М350-М300 – при строительстве из кирпича или заливке несущих стен из монолитного бетона.

Указанные градации актуальны при возведении одно- или двухэтажных домов, при добавлении еще одного этажа целесообразно выбрать более высокую марку. Это же относится к готовым покупным растворам, особенно в случае приобретения его у непроверенного производителя. В целом, минимально допустимая прочность при бетонировании фундамента жилых домов на слабопучинистых грунтах составляет М200, при строительстве на менее устойчивых почвах она повышается.

Основные пропорции

При приготовлении растворов рабочей мерой является массовая или объемная доля вяжущего, к наиболее распространенным и удобным соотношениям относят 1:3:5 (цемент, песок, гравий, соответственно). Регламентированные пропорции в зависимости от требуемой прочности бетона составляют:

Итоговая марка раствора Массовая доля, кг
Цемент М400 Песок Щебень или гравий
М100 1 4,6 7
М150 3,5 5,7
М200 2,8 4,8
М250 2,1 3,9
М300 1,9 3,7
М350 1,2 2,7
М400 1,1 2,5

На прочность бетона в первую очередь влияет соотношение песка и цемента, но помимо строгого контроля за долей сухих компонентов отслеживается количество вводимой воды. При использовании портландцемента пропорции В/Ц составляют:

Марка вяжущего Марка прочности бетона
150 200 250 300 400
М300 0,65 0,55 0,50 0,40
М400 0,75 0,63 0,56 0,50 0,40
М500 0,85 0,71 0,64 0,60 0,46
М600 0,95 0,75 0,68 0,63 0,50

При строительстве фундамента на сухих грунтах допускается введение извести или глины в цементный раствор, эти компоненты повышают его пластичность. Рекомендуемые пропорции при применении портландцемента М400 составляют:

Получаемая марка раствора Доля цемента Доля извести Доля песка
М100 1 0,4 4,5
М150 0,2 3
М200 0,1 2,5

В частном строительстве определять отдельно массу всех засыпаемых ингредиентов неудобно, в качестве мерного инструмента обычно используется ведро. В этом случае все наполнители предварительно взвешиваются в сухом состоянии. Соотношение В/Ц во многом зависит от влажности песка, опытные застройщики вводят при замесе не более 80% от рекомендуемой доли воды и далее при необходимости (недостаточно пластичной консистенции) заливают ее порционно. Фибру, ПАД и другие пластификаторы добавляют в бетон в самом конце вместе с жидкостью, их доля обычно не превышает 75 г на 1 м3.

Требования к компонентам

Для приготовления цементного раствора для заливки фундамента используются:

  • Свежий портландцемент, в идеале дата выпуска не превышает 2 месяца к началу бетонирования. Рекомендуемая марка – М400 или М500.
  • Речной песок с размерами частиц в пределах 1,2-3,5 мм с примесями ила или глины не более 5%. Советуется проверить его чистоту (залить водой и отследить изменение цвета и осадка), просеять, при необходимости промыть и просушить.
  • Чистый щебень или гравий с размерами фракций от 1 до 8 см, с лещадностью в пределах 20%. При приготовлении бетона для фундамента используются отсевы твердых пород, известняк не подходит из-за низкой прочности.
  • Вода: водопроводная, без примесей и посторонних частиц.
  • Добавки: противоморозные, пластифицирующие, упрочняющая фибра. Ввод таких примесей осуществляется со строгим соблюдением пропорций.

Важно понять принцип: крупнофракционный наполнитель вводится в раствор не только с целью замены более дорогого вяжущего, именно он придает необходимую жесткость. Минимальный предел прочности на сжатие у гравия или гранитного отсева составляет 800 кгс/см2, при его отсутствии бетон просто не выдержит весовую нагрузку. Смесь для фундамента без щебня готовится разве что при возведении его из отдельных блоков или плит, иногда – для быстрой заливки свайных опор.

Рекомендуемые пропорции цемента и песка для кладочных растворов – 1:3 или 1:2. Первое соотношение считается универсальным, второе выбирается при строительстве фундаментов на неустойчивых грунтах. На практике это означает, что на одно ведро цемента с маркой не ниже М400 (М500 при повышенных нагрузка) берется 2 или 3 просеянного кварцевого песка и не более 0,8 частей воды. Правильно приготовленная смесь по консистенции напоминает зубную пасту, для увеличения удобоукладываемости на 1 м3 вводится 75-100 г пластификаторов (жидкого мыла или других ПАД).

Как сделать цементный раствор для фундамента?

Процесс начинается с подготовки компонентов и бетономешалки, наличие последней обязательно при замесе бетонов для подземных конструкций. Количество стройматериалов рассчитывается заранее согласно объему фундамента и приобретается с небольшим запасом. Крайне важно провести заливку в один день, при самостоятельном приготовлении раствора все составляющие промываются и просушиваются заранее. Далее они засыпаются ведрами в бетономешалку в следующей последовательности: часть воды → песок и цемент → сухие присадки и фибра (при необходимости) → крупнофракционный наполнитель → оставшаяся жидкость небольшими порциями. После засыпки нового ингредиента барабан включается на 2-3 минуты, не более чем через 15 минут проводится выгрузка готового раствора.

Существует проверенный временем способ подбора правильных пропорций, выбираемых при отсутствии данных о размерах щебня. В этом случае ведро заполняется крупнофракционным наполнителем, встряхивается несколько раз и полностью покрывается водой. Полученный объем воды соответствует необходимой доле песка в растворе. После чего в ведро засыпается песок, еще раз заливается водой для определения доли цемента. Но такой подход некоторые считают сложным и устаревшим, к более правильным относят стандартный способ перерасчета массовой доли в объемную и засыпания компонентов в бетономешалку.

Бетон — уникальный материал, который используется в строительстве. Он может использоваться при закладке фундамента зданий, а также его отдельных составляющих. Из него можно выполнять и штучные предметы, например, тротуарную плитку, столешницы, балясины, вазы и прочее.

Бетон изготавливается по современным технологиям, которые позволяют сделать его схожим с натуральными аналогами вроде мрамора или гранита. По внешнему виду бетон недостаточно привлекателен как упомянутые выше решения, однако стоит он недорого, обладает выдающимися качествами и не является радиационным. Если вы решили отказаться от приобретения готового раствора, то необходимо ознакомиться с тем, каково соотношение цемента, песка и щебня в бетоне.

Процесс приготовления состава довольно прост, однако при этом необходимо учитывать некоторые особенности и моменты, которые определяют пригодность и качество материала. В зависимости от того, каких целей придерживается мастер, рецептура и способ приготовления могут изменяться.

Рекомендации специалиста

Наиболее простым вариантом бетона является смесь из крупнофракционного песка и цементного раствора. Такой состав используется в качестве подготовки под основание. Затворяют его некоторые на дне опалубки. При этом вода добавляется в незначительном количестве, чтобы смесь обрела плотность, как у увлажненного грунта. Прочности в этом случае добиться не получится, однако удастся сделать раствор, который станет защитой для основного фундамента от влаги и проседания.

Если на выходе нужно получить более прочный бетон, то можно использовать в роли наполнителя щебень, фракция которого изменяется в пределах от 20 до 35 мм. Конечное качество бетона будет зависеть от состава и чистоты компонентов.

Подбор соотношений материалов

Соотношение цемента, песка и щебня в бетоне будет изменяться, что зависит от поставленных целей. Для формирования фундамента требуется прочный бетон, который предусматривает наличие крупнофракционного щебня с элементами, размер которых достигает 35 мм. Состав следует делать текучим, для чего бетон следует уплотнить и избавить его от пузырьков воздуха. Сделать это можно вручную.

Перед тем как вы зальете раствор, необходимо обустроить подложку. Для этого используется бетон с не столь внушительными показателями прочности — В7,5. В его составе помимо цементного раствора может присутствовать крупнофракционный песок. Для этой смеси консистенция должна быть нежидкой.

Выбирая соотношение цемента, песка и щебня в бетоне при приготовлении раствора для фундамента, вы должны помнить, что раствор следует делать жидким, а заполнитель должен иметь среднюю фракцию. Это обеспечит лёгкость распределения смеси по поверхности тонким слоем.

Средняя и мелкая фракции заполнителя незаменимы при формировании балясин, а также некоторых элементов, которые могут стать частью декора. Состав бетона по ингредиентам определяется государственными стандартами 7473-94. При этом важно учесть плотность ингредиентов и среднюю плотность бетона, которые определяются в каждой конкретной ситуации. После подсчёта соотношений можно начинать приготовление и заливку бетона.

Состав и пропорции бетона с использованием цемента М400

Если вас интересует соотношение цемента, песка и щебня в бетоне, то прежде вы должны определиться, какая марка цемента будет использоваться. Если это М400, то для получения бетона марки М100 потребуется соединить цемент, песок и щебень в соотношениях: 1:4,6:7. Если используется цемент в объеме, равном 10 л, то следует подготовить 41 л песка и 61 л щебня. Это позволит получить 78 л бетона, если использовать цемент, объем которого составит 10 л.

Если вы задались вопросом о том, какое соотношение цемента, песка, щебня в бетоне, то следует рассмотреть еще и марку бетона М150. Вышеупомянутые ингредиенты в той же последовательности добавляются в следующем виде: 1:3,5:5,7 части. 32 л песка и 57 л щебня потребуют все тот же объем цемента. Из цемента, объем которого ограничен 10 л, вы сможете затворить 64 л бетона.

При необходимости получения бетона марки М450 следует добавить цемент, песок и щебень в пропорциях, которые выглядят так: 1:1,1:2,5. На упомянутый выше объем цемента понадобится столько же песка и 22 л щебня. Из цемента упомянутого объема получится 29 л бетона.

Соотношение ингредиентов для бетона при использовании цемента М500

Довольно часто начинающие домашние мастера интересуются, каково процентное соотношение бетона. Цемент, песок, щебень добавляются в следующих пропорциях: 1 : 5,8:8,1, что верно, если для проведения работ нужен бетон марки М100. При этом песок и щебень соединяются в пропорциях 53:71, если используется 10 л цемента. Бетона из фиксированного объема цемента удается получить 90 л.

Если конструкция требует бетон марки М250, то цемент, песок и щебень нужно совместить таким образом: 1:2,6:4,5. 24 л песка и 39 л щебня понадобятся, если вы используете все те же 10 л цемента. В конечном итоге удастся получить 50 л бетона. Если вас тоже заинтересовало соотношение цемента, песка, щебня при приготовлении бетона, то можно рассмотреть еще и пропорции для марки М450. Цемент, песок и щебень добавляются в следующих отношениях: 1:1,4:2,9. 12 л песка и 25 л щебня уйдут на установленный в статье объем цемента. В итоге удастся получить 32 л бетона.

Советы специалиста

Самыми распространёнными пропорциями выступают: 1, 3 и 6 частей цемента, песка и заполнителя соответственно. При этом понадобится 1 часть воды. Жидкость может быть добавлена в количестве 0,5 частей, что верно, если раствор должен получиться не столь текучим.

После расчетов необходимо определиться с методом, который позволит отмеривать компоненты. Вам будут известны лишь весовые и объемные значения, которые иногда несовместимы с таковыми в реальности. Это объясняется тем, что песок, например, может быть достаточно влажным или совсем рыхлым. Именно поэтому десятилитровое ведро будет содержать не тот вес, который рекомендован соотношением.

Для справки

Перед началом приготовления бетона песок и гравий рекомендуется лучше просушить, чем пытаться рассчитать количество порций ингредиентов. Для того чтобы понять, какова рыхлость, и вывести порции, необходимо взвесить каждый ингредиент применительно к одному объёму. Таким образом, следует взять подходящую тару и наполнить песком без трамбовки. Так же следует поступить с цементом и заполнителем.

Заключение

Теперь вам известно, каковы пропорции песка, щебня, цемента, воды в бетоне. А вот в процессе затворения лучше всего использовать специальную технику, например бетономешалку. С ее помощью быстро и качественно удастся получить бетон однородной консистенции. Он не расслоится и не схватится прежде времени, как может случиться при ручном способе смешивания компонентов. Если вы решили приготовить бетон, пропорции щебня, песка, цемента прежде всего необходимо изучить и только после приступать к работам. Все сухие ингредиенты смешиваются, а после заливается вода.

Порядок изготовления бетона — пропорции цемента, песка и щебня

Причин, по которым может потребоваться самостоятельное изготовление бетона, не так уж и мало, например, удаленность строительства от дорог и населенных пунктов, малый объем требуемого материала, который не соглашаются привезти поставщики. В любом случае, зная правильные пропорции материалов и технологию смешивания, можно приготовить бетон своими руками.

Материалы

Как и для любого строительного материала, для приготовления качественного бетона важно «правильное» сырье. Основных компонентов всего четыре: цемент, песок, наполнитель и вода. Общие требования – ингредиенты должны быть чистыми, без посторонних примесей, а первые три – еще и сухими.

Цемент – основа качественного бетона, он должен быть свежим, так как при хранении его свойства ухудшаются. Большинство рецептур рассчитаны на использование самого распространенного цемента марки М500. Если в наличии есть только М300 или М400, то для пересчета их количества необходимо использовать поправочные коэффициенты. Верно такое правило: чтобы получить бетон определенной марки, нужно использовать цемент в 2 раза большей марки. Отмерять цемент особенно удобно, так как он продается в мешках, чаще всего по 50 кг.
Для изготовления бетона требуется речной или строительный песок, обязательно без примесей глины, которая приводит к растрескиванию бетона при перепадах температур.
Наполнителем может служить  гравий или щебень фракции 10-20 мм. Они должны быть однородными, без примесей мусора и гранитной крошки. Для приготовления бетона своими руками удобнее использовать наполнитель с более мелкой фракций, так как он хоть и тяжелее, но раствор с ним удобнее перемешивать при помощи лопаты.

Вода подойдет водопроводная, речная или озерная может включать органические примеси, приводящие к ухудшению качества бетона.

Пропорции

Отмерять компоненты необходимо строго в соответствии с рекомендуемыми пропорциями, так как их нарушение приводит к дефектам бетона. Например, если использовать больше, чем указано в пропорции, цемента то бетон получится хрупким. Наиболее распространены для частного строительства следующие рецептуры бетона с соотношениями цемент : песок : щебень

Пропорции в рецептуре указаны весовые, так что потребуются весы, можно кантер на 20-30 кг. К примеру, для приготовления распространенного бетона марки М300 необходимо взять 10 кг цемента, 24 кг песка и 43 кг щебня.

Вода добавляется из расчета 30-50% от массы цемента. Для более плотного бетона используется меньшее количество воды, для более пластичного и текучего (как при заливке фундамента) – большее. Однако избыточное количество воды пагубно сказывается на прочности бетона, как как после ее испарения в материале остаются полости.

Процесс приготовления бетона

Если приходится смешивать бетон вручную, то лучше использовать крупную, но не глубокую металлическую емкость, в крайнем случае, чистую забетонированную площадку. В емкость высыпается отмеренное количество песка и цемента и тщательно перемешивается лопатой до однородного состояния. Добавляется щебень, и вновь смесь перемешивается. Затем аккуратно, чтобы не разбрызгивалась, вливается вода, и бетон вымешивается до абсолютно однородного состояния. Готовый бетон нужно использовать за час.

Приготовление бетона вручную крайне трудоемкое занятие, поэтому лучше воспользоваться компактной бетономешалкой. В работающий агрегат наливается примерно треть от приготовленной воды, всыпается цемент, и вымешивается до однородной консистенции. Затем небольшими партиями добавляется песок. После того, как все три компонента хорошо перемешаются, закладывают щебень и доливают  остальную воду. Если раствор не используется сразу весь, то бетономешалку следует оставить включенной.

Изготовить бетон самостоятельно, даже зная пропорции, непросто. Нужно подобрать и точно отмерить необходимые ингредиенты, тщательно их смешать, только так можно добиться качества, приближенного к промышленному.

как рассчитать соотношение компонентов, сколько нужно воды

Бетон — один из главнейших стройматериалов современности. Из него можно возводить сооружения любой сложности и формы, он используется как в декоративных, так и в конструкционных целях. Поэтому, если нужно приготовить эту смесь, нужно точно знать все тонкости процесса. Главное в замешивании бетона — пропорции щебня, песка и цемента. От них зависят характеристики полученного материала и возможности его применения на объектах строительства.

Состав бетона

Все части смеси, которая после высыхания в формах становится изделием из бетона, можно разделить на две большие части. Первая — основная, это критичные для свойств продукта компоненты. Вторая — вспомогательная. Сюда входят всяческие присадки, которые регулируют свойства всего состава так, как нужно производителю и заказчику. Это добавки не составляют сколь-либо значимую часть всей имеющейся массы, а потому при материальном расчёте учитывается только их стоимость.

Итак, основные компоненты любой смеси:

  1. Портландцемент. Минеральное вяжущее вещество — главный компонент. Именно от его характеристик в основном и зависят конечные параметры и способ применения бетонных блоков. При изготовлении используются марки М400 и М500.
  2. Щебень или гравий, в зависимости от типа бетона. Называется наполнителем и делится на фракции. Самые мелкие могут достигать примерно 5 мм в диаметре, а самые крупные — до 70 мм. В зависимости от того, что именно используется, бетон может быть тяжёлым и лёгким. В некоторых разновидностях второго вида вместо щебня и гравия могут использоваться другие наполнители, которые способны кардинально менять его конечные свойства.
  3. Песок. Не мелкий и не крупный, обычный, речной. Мелкий наполнитель. Регулирует состав и характеристики, может быть частично заменён некоторыми отходами промышленности со сходными характеристиками и размером частиц.
  4. Вода. Используется для приготовления смеси. При высыхании все перемешанные компоненты сцепляются друг с другом с очень большой силой.

Добавки же применяются тогда, когда естественная скорость процессов на какой-то из стадий неудовлетворительна и нужна химическая помощь. Так, существуют присадки, позволяющие бетону быстрее отвердевать. Есть и такие, что повышают его стойкость к низким температурам. Некоторые просто повышают прочность на растягивание или сдавливание, что позволяет использовать обработанные таким образом изделия для более узкоспециализированных вещей.

Если в тело жидкой смеси закладывается сетка из арматуры, такое изделие называется железобетоном. Оно характеризуется большей прочностью и стойкостью к агрессивным погодным условиям. Стальная арматура, кроме всего прочего, облегчает транспортировку плит благодаря тому, что выведенные с её помощью петли можно легко зацепить крюком крана или другого транспортировочного средства.

Характеристики смеси и влияние компонентов

В зависимости от того, для чего будет использоваться раствор бетона, нужно знать его конечные характеристики. Они, в свою очередь, определяются соотношением всех входящих в него составных частей. Наибольшее влияние, конечно же, имеет цемент, как компонент, который связывает все наполнители между собой и закрепляет их при высыхании.

Основные характеристики бетона будут такими:

  • Марка и класс. Являются самыми ёмкими и наглядными показателями, на которые в основном и ориентируется большинство заказчиков. Первый параметр обозначает величину прочности на сжатие в Мегапаскалях. То есть именно таково предельное усилие, которое блок из этой марки сможет выдержать при нормальных условиях. Дальше происходит растрескивание и разрушение изделия.
  • Плотность. Измеряется, как отношение массы блока к его объёму. Противоположная характеристика — пористость. Она применяется к лёгким и газобетонам, когда необходимо узнать соотношение твёрдого вещества и пузырьков с воздухом в толще изделия. На этот показатель может ограниченно влиять количество наполнителя. Так, если соотношение песка и щебня в бетоне изменять в пользу более крупных частиц, плотность будет выше. Но при этом существует верхний предел, при котором дальнейшее увеличение доли щебня или гравия губительно и для плотности, и для прочности.
  • Водонепроницаемость. Характеризует способность конструкции из бетона или железобетона противостоять воздействию воды. Является одним из важнейших пунктов при выборе смеси для постройки сооружений, которые примыкают к водоёмам или находятся в их толще.
  • Морозостойкость. Полезное свойство, ели строительство из такого бетона ведётся в регионах с тяжёлым климатом. Выражается в количестве попеременных циклов заморозки-разморозки. При этом испытываемый образец не должен потерять больше пяти процентов прочности на сжатие по сравнению с эталонными.
  • Прочность. Испытывается на несколько видов взаимодействия — сжатие, растягивание, скручивание, удары. Все образцы, проходящие испытание, должны набирать прочность после отвердения в течение 7 и 21 дня.

Влияние на эти характеристики компонентов — самые прямые. Так, корректируя соотношение песка и цемента для бетона, можно добиться более прочных или морозоустойчивых образцов даже без применения специальных добавок.

Водоцементное соотношение

Ещё один очень важный показатель, на который стоит ориентироваться при замешивании бетона. Он напрямую влияет на морозостойкость изделия из такой массы, так как избыток влаги на стадии придания формы может иметь негативные последствия в будущем, при эксплуатации конструкций из этого материала.

Соотношение воды и цемента в бетоне определяется просто — делением массы, использованной в технологическом процессе жидкости, на массу сыпучего материала. Полученный результат всегда меньше единицы и показывает относительное количество будущих пор в толще цемента.

Так как количество воды, которая химическим способом связана в массе конструкции со временем только растёт, при замешивании нужно быть осторожным и не создавать лишней влажности субстанции. Этого не рекомендуется делать даже для того, чтобы повысить укладываемость. Лучше воспользоваться специальными добавками, повышающими на короткий срок пластичность заготовки.

Оптимальным соотношением в общем случае принимается 1 к 4, но это очень относительный случай. В основном все компоненты должны подбираться так, чтобы не создавать излишней пропитки влагой как тестовых образцов, так и готовящихся к эксплуатации изделий.

Типовая рецептура разных марок

Чтобы получить бетон с заданными характеристиками, легче всего ориентироваться на уже сложенные специалистами во время многолетних опытов с разными соотношениями компонентов схемы пропорций. Для каждой марки они разные, но при этом существует общее правило, которое выглядит так: пропорции цемента, щебня, песка и воды принимаются в виде зависимости 1:2:3 соответственно.

Вода же высчитывается по В/Ц и зависит от части цемента в смеси. Если её недостаточно для того, чтобы достичь минимальной укладываемости (а в подавляющем большинстве случаев это так), нужно добавить столько, сколько нужно.

При использовании разных марок цемента будет меняться и соотношение компонентов. На примере М400 и М500 следует рассмотреть подробнее те массовые части песка, цемента и крупного наполнителя, если планируется создание бетона марки М100, 150, 250 или 450.

Использование вяжущего М400

Различные марки требуют совершенно разного подхода к рецептуре и соотношению отдельных компонентов. Следует заметить, что в примерах будет использоваться не массовое, а именно объёмное обозначение всех компонентов. Чтобы определить, какой объём занимает тот или иной исходный материал, нужно прежде всего знать его плотность:

  • Для песка это будет в среднем 1400 кг/м3 .
  • Гравий — 1370 — 1470 кг/м3 .
  • Цемент — 1300 кг/м3 .

Вода, естественно, 1000 кг/м3, но её основная величина измерения и так объёмная. Поэтому для каждой из возможных марок бетона рецептура в объёмном отношении будет такой:

  • М100 — на одну часть цемента должно приходиться примерно 4,6 песка и 7 щебня. То есть, на каждый литр массы вяжущего должно быть почти пять мелкого и семь крупного наполнителя.
  • М150 — то же правило, но цемента теперь нужно несколько больше. Теперь пропорция выглядит как 1: 3,5: 5,7.
  • М450 — ещё больше цемента: 1: 1,1: 2,5.

Добавление воды должно быть осторожным, но обильным. Не стоит бояться подлить слишком много — некоторое количество всё равно испарится в итоге или будет оставлено в мешалке после фильтрации.

Пропорции для цемента М500

Это ингредиент для создания бетонов более высокой прочности. Он неплохо выдерживает долгое лежание и немного хуже впитывает атмосферную влагу. Но при этом хуже, чем М400, переносит перемерзание — образует неразрушаемые комки, использовать которые в строительстве нельзя.

Стоит отметить, что бетон марки М150 с его помощью сделать сложнее — как вяжущее такой цемент слишком быстро схватывает всю смесь.

Для остальных же марок пропорции примерно такие:

  • М100 — здесь этого портландцемента нужно меньше, чем в М400, оптимальная пропорция — на одну его часть примерно шесть частей песка и восемь — щебня.
  • М250 — стандартный рецепт точно так же вводит больше вяжущего, чтобы получившееся изделие лучше набрало паспортную прочность за 21 день. Пропорции — 1: 2,6: 4,5.
  • М450 — Здесь сказывается влияние кривой Мооса, последующее добавление настолько эффективного цемента начинает постепенно вредить общей прочности. Поэтому используется пропорция, которая несколько ниже, чем аналогичная у М400 — 1: 1,4: 2,9.

Жидкость здесь всегда добавляется из расчёта, что первая доза будет 0,25 относительно цемента. Если её не хватает для хорошей укладываемости, точно так же, как и в других случаях можно добавлять без особого опасения.

Испытания на прочность

Чтобы проверить правильность пропорции и выявить недочёты, нужно перед тем, как запускать смесь в производство, провести испытания. Они помогут определить соответствие расчётным показателям получившихся образцов. Делается это в такой последовательности:

  1. Замешиваются небольшие прямоугольные или кубические бруски из приготовленной субстанции.
  2. Они помещаются в специальные формы, по три в одну.
  3. Формы ставятся в прохладное место.
  4. Проводится первое испытание через 7 дней. Сначала измеряется величина прочности на изгиб. Для этого используется специальный стенд. После этого обе половинки испытывают под механическим прессом, который показывает величину предельного давления для разрушения образца.
  5. Второе испытание проводится через 21 день после дня формирования образцов. Все действия идентичны.

Результаты сравниваются и на их основании строится график набора прочности. Как известно, любая конструкция из бетона становится максимально стойкой через 21 день. Если при тестировании были выявлены недочёты или недостаточно высокие результаты, в формулу состава вводятся корректировки. Пересматривается состав, регулируется объёмная часть каждого из компонентов. Подбираются нужные добавки.

Если будущий бетон предполагается использовать в строительстве сооружений в местах, где среднегодовая температура очень низкая, дополнительно проводятся тесты на морозостойкость. Для этого образцы замораживают и оттаивают по нескольку раз. Специальным прибором измеряются из показатели. Если значение прочности падает больше, чем на 5% от заявленного, записывается предыдущее количество циклов, как марка по морозостойкости.

Стоит отметить, что использование слишком пористого бетона для таких тестов или строительства не допускается. Воздушно пространство внутри имеет тенденцию напитываться влагой, которая потом легко может разрушить бетон.

Заполнитель для бетона из известнякового щебня | Техасская компания по щебню

Бетон, а также сталь и изделия из дерева являются основными строительными материалами нашего современного общества. Бетон изготавливается путем смешивания песка, заполнителя, воды и цемента. Многие путают бетон с цементом. Цемент — это серый порошок, который образует связующее, когда песок и крупная порода смешиваются с водой, в результате получается бетон. Эта смесь превратится в «твердую как скалу» массу, которая будет весить около 135 фунтов на кубический фут и иметь прочность на сжатие около 3000 фунтов на квадратный дюйм.Бетон используется для многих вещей, но, вероятно, наиболее широко применяется бетонное дорожное покрытие и плиты для таких конструкций, как жилые дома и коммерческие здания.

Заполнитель для известнякового щебня для бетона обычно продается в конкуренции с природным речным гравием. Речной гравий обычно выкапывают из отложений, обнаруженных в излучинах крупных рек, вытекающих из каменистой местности. Эти камни обычно очень твердые и обычно круглые, потому что они были отломаны от холмов, а затем потоки воды буквально «полируют» их, пока они катятся по реке.Этот гравий находится в отложениях, которые также большую часть времени содержат песок. Обычно песка больше, чем гравия. Многие отложения гравия содержат камни примерно подходящего размера для изготовления бетона, поэтому единственная необходимая подготовительная работа — это отделить песок от гравия и удалить глину, дерево или другие посторонние материалы. Поскольку производство речного гравия относительно легко по сравнению с дробленым известняком, обычно первым источником заполнителей, разрабатываемых для сообщества, является гравий. По мере того, как залежи гравия истощаются и люди узнают о преимуществах щебня, использование известняка в бетоне увеличивается.

Измельченный известняк имеет несколько важных преимуществ перед речным гравием в качестве заполнителя для бетона. Во-первых, для данного количества цемента в смеси бетонная щебень из известняка будет иметь преимущество в прочности примерно на 10%. Это преимущество в прочности проистекает из того факта, что цемент крепче связывается с известняком, чем с гладким / гладким гравием, и за счет прочности, которая достигается за счет острых угловых поверхностей измельченного заполнителя. Во-вторых, поскольку измельченный известняк имеет более легкий удельный вес, чем гравий, для смешивания кубического ярда бетона потребуется примерно на 12% меньше измельченного известняка, чем гравия.Кроме того, бетон из известнякового щебня легче распиливать, чем бетон из гравия. Это потому, что большая часть гравия состоит из кремнезема. Кремнезем практически невозможно разрезать стальной пилой.

Бетон из известнякового щебня также имеет более низкий коэффициент теплового расширения, чем бетон из гравийного камня. Это означает, что плиты, залитые известняковым бетоном, будут расширяться и сжиматься меньше, чем гравийный бетон, при данном изменении температуры. Исследования показали, что эта термическая стабильность в сочетании с превосходными свойствами отверждения известняка приводит к большему расстоянию между трещинами и меньшей ширине трещин в известняковых бетонных плитах.

Большая часть бетона изготавливается путем смешивания песка от «до 200 меш (200 проволок на дюйм) с заполнителем с градацией от 1 ½ до 3/8 дюйма или с заполнителем от 1 до 3/8 дюйма. Иногда будет использоваться заполнитель с верхним размером ¾ ”. Самый популярный размер — 1 ¼ дюйма. И 1 дюйм, и 1 ½ дюйма относительно легко изготовить в карьере щебня в Техасе.

Как заполнители используются в бетоне?

Как заполнители используются в бетоне?

Анализ роли заполнителей, песка и гравия в бетонных смесях

Заполнители играют важную роль в бетонных смесях.

Эти материалы скрепляют бетон, влияя на удобоукладываемость влажного бетона и долговечность готового продукта.

Кроме того, характеристики включенных заполнителей напрямую влияют на характеристики бетонной смеси.

Всем известен цемент как компонент бетона, но вы можете удивиться, узнав, что такие заполнители, как песок и гравий, составляют до 80 процентов большинства бетонных смесей.

Консультации с местными поставщиками гравия и песка в Оттаве могут помочь вам определить оптимальную смесь заполнителей для вашего следующего проекта,

Какие агрегаты? Как они используются в бетоне?

В бетоне заполнители — это гранулированные вещества, которые удерживают бетонную смесь в ее твердой форме.

Заполнители различаются по размеру и форме, от мелкого песка до крупного гравия и щебня.

В сочетании с цементом и водой заполнители создают связь, которая скрепляет бетонные смеси.

Оптимальные советы по смешиванию бетона

Лучшие бетонные смеси недорогие, с ними легко работать, их легко перекачивать, и они не дают усадки после высыхания. В некоторых случаях легче сказать, чем сделать.

Градация, размер, вес и содержание влаги в заполнителях напрямую влияют на характер и характеристики вашей окончательной бетонной смеси.

Если рентабельность является первоочередной задачей, выберите максимально допустимый совокупный размер. Использование более крупных и крупных заполнителей обычно снижает общее количество цемента (самого дорогого ингредиента в данной смеси), которое необходимо использовать.

Использование меньшего количества цемента также означает меньшее количество воды в конечной смеси, при условии, что водоцементное соотношение остается постоянным. В свою очередь, это помогает снизить риск усадки и растрескивания на стадии отверждения.

Пропорции в бетоне

К бетонным смесям обычно относятся:

  • от 60% до 80% агрегаты
  • От 14% до 18% воды
  • от 7% до 15% цемента
  • от 2% до 8% воздуха

Однако, как упоминалось ранее, не все агрегаты одинаковы.

Выбранные вами заполнители вносят свой вклад в общую стабильность, прочность, удобоукладываемость и долговечность.

Качество

Высококачественные заполнители чистые, твердые и прочные, с прочными частицами. В идеале вам нужны заполнители, не содержащие глиняных покрытий, вредных химикатов и других загрязняющих веществ, которые влияют на гидратацию цемента и уменьшают сцепление пасты с заполнителем.

Также избегайте использования агрегатов, которые:

  • Подвержены расщеплению;
  • Включает множество мягких и пористых материалов; и
  • Слишком много кремня — пористого заполнителя, впитывающего воду.Зимой черт замерзает и расширяется, вызывая растрескивание бетона. Это часто приводит к появлению всплывающих окон, отверстий или вмятин на поверхности бетона.

Влажность

Поскольку заполнители поглощают воду, это важно учитывать при смешивании бетона. Влага или поглощение влаги заполнителями повлияет на водоцементное соотношение и общую прочность бетона.

В товарном бетоне используются заполнители с насыщенной сухой поверхностью (SSD).Это означает, что их абсорбция удовлетворительна, поэтому заполнители не будут добавлять или забирать влагу из бетонной смеси.

Градации

Пропорции крупных и мелких заполнителей, которые вы используете в бетонной смеси, будут зависеть от характеристик заполнителя, метода укладки и желаемой отделки.

Мелкие заполнители

Крупность заполнителей измеряется с помощью модуля крупности (FM). FM для мелких заполнителей должен быть в пределах 2.3 к 3.1.

Слишком мелкие заполнители потребуют большого количества воды, что также приведет к образованию липкой бетонной смеси.

Крупные заполнители

Максимально допустимый размер грубых заполнителей, используемых в смеси, будет зависеть от размера, формы и армирования и не должен превышать:

  • Три четверти свободного пространства между арматурой (т. Е. Стальной арматурой) или между арматурой и бетонными формами;
  • Одна треть глубины бетонной плиты; и
  • Одна пятая от самого узкого размера арматуры.

Когда заполнители слишком крупные, они создают жесткие бетонные смеси с низкой удобоукладываемостью. Это затрудняет укладку, укрепление и отделку бетона.

Советы по смешиванию и работе с бетоном

Отношение заполнителей к песку и цементу определяет прочность бетона на сжатие.

Прочность на сжатие измеряет сопротивление бетона направленной вниз силе в фунтах на квадратный дюйм (psi). Бетонные смеси обычно имеют прочность на сжатие от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.Чем выше прочность на сжатие, тем больший вес может выдержать бетон.

Количество воды, которое вы используете для замешивания бетона, также влияет на эту прочность.

Прочность бетона обратно пропорциональна водоцементному соотношению, то есть чем больше воды вы добавляете для смешивания бетона, тем слабее конечный продукт. Меньшее количество воды приводит к более прочной бетонной смеси, но также ухудшает удобоукладываемость.

Обычно для отверждения бетона и достижения оптимальной прочности на сжатие требуется 28 дней, но некоторые смеси застывают быстрее.

Не знаете, какова идеальная прочность на сжатие для вашего проекта? Ознакомьтесь с этими рекомендациями:

  • 3000 фунтов на кв. Дюйм для бетонных стен и фундаментов
  • 3500 фунтов на квадратный дюйм для полов и проходов
  • 4000 фунтов на кв. Дюйм для проезжей части
Смешивание

Пропорции

Чтобы создать бетонную смесь с плотностью около 3000 фунтов на квадратный дюйм, вам потребуется соотношение бетонной смеси 1-3-3:

.

  • 1 часть цемента
  • 3 части песка
  • 3 части агрегатов

Для высокопрочного бетона (около 4000 фунтов на кв. Дюйм) используйте соотношение смешивания 1: 2: 2:

  • 1 часть цемента
  • 2 части песка
  • 2 части агрегатов

Обязательно тщательно отмеряйте сухие материалы перед смешиванием и добавляйте немного воды за один раз для достижения желаемой удобоукладываемости.

Работа с агрегатами может показаться головной болью в ожидании своего часа, но знание одной или двух вещей во многом поможет вашему законченному конкретному проекту выдержать испытание временем.

Расчет пропорции бетонной смеси, основанный на пустоте упаковки частиц и испытаниях на прочность на сжатие и модуль упругости бетона

Материалы (Базель). 2021 фев; 14 (3): 623.

Поступила в редакцию 26 декабря 2020 г .; Принято 21 января 2021 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария.Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

В соответствии с основным принципом плотной упаковки частиц и с учетом взаимодействия между частицами была предложена модель плотной упаковки сыпучих материалов в бетоне. При создании этой модели были проведены испытания бинарной упаковки частиц щебня и песка.Подгоночный анализ результатов испытаний определяет взаимосвязь между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей упаковки частиц, а затем была получена фактическая доля пустот в упаковке частиц, на основе которой было объединено соотношение воды и связующего для определения количество различных материалов в бетоне. Предложенный метод расчета бетонной смеси был использован для приготовления бетона, его прочность на сжатие и модуль упругости были испытаны экспериментально. Результаты испытаний показывают, что объемная доля заполнителя приготовленного бетона увеличилась, а удобоукладываемость бетонной смеси с соответствующим количеством водоредуктора соответствует проектным требованиям.Когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона увеличивалась по сравнению с контрольным бетоном, а степень улучшения прочности на сжатие увеличивалась с уменьшением отношения вода – вяжущее; когда соотношение вода-вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, статический модуль упругости бетона увеличивался по сравнению с контрольным бетоном, и степень улучшения модуля упругости также увеличивалась с уменьшением отношения вода-вяжущее. Модуль упругости и прочность на сжатие подготовленного бетона имеют положительную корреляцию.Результаты показывают, что метод расчета бетонной смеси, предложенный в этом исследовании, осуществим и в определенном смысле является передовым.

Ключевые слова: бетон , пустотность, конструкция бетонной смеси, прочность на сжатие, модуль упругости

1. Введение

Соотношение бетонной смеси — это пропорциональное соотношение между количеством каждого составляющего материала в бетоне и характеристиками бетона. тесно связан с его соотношением компонентов. В разных странах существуют разные методы расчета соотношений компонентов смеси.Американский метод ACI прост и удобен, а соотношение бетонной смеси можно определить, просмотрев соответствующие формы [1]. Британский метод BRE аналогичен методу ACI в выборе параметров, но при разработке соотношения смеси учитывается больше факторов [2]. Французский метод Дре более точно учитывает параметры в расчете соотношения компонентов смеси. Французский метод де ларрада основан на физических и математических моделях, поэтому в теории он лучше [3]. Китайский метод JG55 [4] является полуэмпирическим и для большей части Китая является универсальным и действенным методом расчета бетонной смеси.

Среди материалов, составляющих бетон, крупнозернистый заполнитель, мелкий заполнитель и вяжущие материалы — все гранулированные материалы, и можно сказать, что бетон представляет собой плотное твердое вещество, образованное путем заполнения этих гранулированных материалов друг другом [5]. Согласно принципам упаковки частиц и материаловедению, способ упаковки гранулированных материалов в бетон оказывает большое влияние на их макромеханические свойства; то есть чем плотнее упаковка частиц, тем меньше пустоты и больше точек контакта между частицами, что теоретически приводит к более высокой прочности бетона [6].Плотная упаковка означает, что когда частицы упакованы, пространства между крупными частицами заполняются более мелкими частицами, а пространства между более мелкими частицами затем заполняются более мелкими частицами [7], чтобы достичь максимальной компактности. Поэтому конструкция бетонной смеси на основе плотно упакованных частиц привлекла внимание исследователей. Хуан Чжао-лонг [8,9,10] предложил «Метод расчета пропорций плотной смеси встречного заполнения», который сначала заполняет зольную пыль в песке, а затем засыпает лучшую смесь золы-уноса и песка в щебень, таким образом определяя максимальный удельный вес каждого твердого материала в бетоне посредством испытаний на набивку, а затем получая минимальный коэффициент пустотности.Вдохновленный «Методом расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением», Ван Лин-лин [11] предложил «Метод расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением», который отличается от «метода расчета пропорции плотной смеси с обратным заполнением» тем, что материал заполняется в другом порядке; То есть сначала в щебень засыпается песок, а затем зола-унос заливается в оптимальную смесь песка и щебня. Ван Ли-цзю [12] предложил «Расчет коэффициента заполнения бетона с коэффициентом заполнения», в котором коэффициент заполнения отражает пропорциональное соотношение между заполнителем и заполнителем бетона; в бетоне, разработанном этим методом, снижается расход цемента на кубический метр бетона, а также улучшаются текучесть и прочность бетона.Fu Pei-xing [13], основываясь на характеристиках неоднородных композитов на основе цемента, указал, что бетон состоит из четырех объемов: цементного теста, воздуха, песка и камня; они предложили, чтобы расчет соотношения бетонной смеси был основан на этих четырех объемных соотношениях, в которых количество песка и гравия определяется в соответствии с принципом плотной упаковки. Нан Су [14] предложил метод расчета смеси для текучего бетона средней прочности с низким содержанием цемента; Этот метод сначала определяет коэффициент упаковки (содержание заполнителя), а затем в пустоты между заполнителями заполняют связующую пасту, чтобы получить бетон, который имеет желаемую удобоукладываемость и прочность.В методе, предложенном Х. Ф. Кампосом [15], пропорции между мелкими материалами и агрегатами основаны на методах упаковки частиц; его метод был использован для производства высокопрочного бетона, который был испытан и показал высокую прочность на сжатие и высокий модуль упругости. В дополнение к приведенному выше обзору существует множество других связанных исследований [16,17,18,19].

Это исследование предлагает новый метод расчета соотношения бетонной смеси. Этот метод основан на испытании бинарной упаковки частиц щебня и песка, и зависимость между соотношением размеров частиц и оставшейся объемной долей упаковки частиц определяется посредством анализа результатов испытания.Кроме того, получается фактическая пористость упаковки частиц, а затем соотношение воды и связующего объединяется для определения количества различных материалов в бетоне. Затем предлагаемый метод расчета бетонной смеси используется для приготовления бетона, и проверяются его прочность на сжатие и модуль упругости, два основных параметра при проектировании бетонных конструкций.

2. Модель упаковки частиц в бетоне

2.1. Базовая модель упаковки частиц

Грубые, мелкие заполнители и вяжущие материалы представляют собой зернистые материалы в бетоне.Принимая во внимание взаимное заполнение частиц с разными размерами, частицы упаковываются с целью достижения максимальной компактности или минимального коэффициента пустотности после смешивания частиц. Основное модельное выражение для упаковки частиц:

Объемная доля крупного заполнителя:

Объемная доля мелкого заполнителя:

Объемная доля вяжущего материала:

y3 = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3)

(3 )

Общая объемная доля для упаковки частиц:

y3 = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3)

(4)

где φ1, φ2 и φ3 — пористость крупного заполнителя, мелкого заполнителя и вяжущего материала, соответственно (%).Кроме того,

где ρ0i и ρ0i ′ — кажущаяся плотность и естественная объемная плотность каждого материала, соответственно, в кг / м 3 .

Эта модель упаковки предложена на основе теоретической плотной упаковки между частицами с различными размерами частиц; то есть мелкие заполнители заполняют промежутки крупных заполнителей, а вяжущие материалы заполняют промежутки крупных и мелких заполнителей.

2.2. Взаимодействие между частицами в системе упаковки

Когда частицы разных размеров смешиваются, они оказывают пространственное влияние друг на друга, описываемое эффектом расклинивания [20].Когда преобладают крупные частицы, практически все мелкие частицы заполняют пустоты между крупными частицами. Однако некоторые изолированные мелкие частицы могут задерживаться в узких зазорах между крупными частицами, а не заполнять пустоты между крупными частицами. В результате крупные частицы расклиниваются, что приводит к образованию пустот в промежутках между крупными частицами. Когда преобладают мелкие частицы, крупные частицы рассеиваются в море мелких частиц, так что между соседними крупными частицами всегда остается промежуток.Однако ширина зазора может быть распределена неравномерно, а некоторые зазоры могут быть относительно небольшими. Если зазор слишком мал, чтобы вместить даже один слой мелких частиц, их слой внутри зазора не может быть полным, и внутри зазора может быть только одна или две изолированные мелкие частицы, что приводит к образованию относительно больших пустоты.

Эффект расклинивания делает фактическую пористость пакета частиц больше теоретической пористости пакета частиц, и это взаимодействие между частицами связано с соотношением размеров частиц между частицами [20].

2.3. Модификация базовой модели упаковки частиц

2.3.1. Испытание на бинарную упаковку частиц

Были выбраны частицы размером 22,75, 17,5, 12,75, 7,125, 3,555, 1,77, 0,89, 0,45 и 0,225 мм, и каждый размер представлял собой среднее арифметическое значений соседних размеров стандартного сита для бетона. песок и гравий, указанные в стандарте на технические требования и метод испытаний песка и щебня (или гравия) для обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, JGJ52-2006).

Выбранные частицы были объединены попарно и распределены в 20 групп в соответствии с соотношением размеров частиц от малого к большому, а затем 20 групп частиц были подвергнуты испытаниям на упаковку частиц. В соответствии с базовой моделью упаковки частиц (уравнения (1) и (2)) определяется количество крупных и мелких агрегатов, и из-за эффекта расклинивания остается остаточное количество частиц в фактическом процессе упаковки. Остаточное количество может быть измерено в тесте на упаковку, а остаточная объемная доля частиц рассчитывается как

f2 (xi) = mdi + 1′ρi + 1⋅Vc

(7)

где, f1 (xi) — остаточная объемная доля частиц размером di,%; f2 (xi) — остаточная объемная доля частиц размером di + 1,%; mdi′ — остаточная масса частиц размером di, кг; mdi + 1′ — остаточная масса частиц размером di + 1, кг; ρi — кажущаяся плотность частиц с размером частиц di, кг / м 3 ; ρi + 1 — кажущаяся плотность частиц с размером частиц di + 1, кг / м 3 ; Vc — объем контейнера, м 3 .

Тест бинарной упаковки частиц и его результаты показаны в.

Таблица 1

Испытание бинарной упаковки частиц.

90.29193

4,923

0,0116

50,556

1,323

xi Состав частиц di и di + 1
(di + di + 1)
mdi ′ (кг) mdi + 1 ′ (кг) f1 (xi) f2 (xi)
1 1,3 22,75 + 17,5 4,434 2,146 0.1626 0,0787
2 1,784 22,75 + 12,75 4,341 1,778 0,1592 0,0652
0,1689 0,0576
4 2,456 17,5 + 7,125 4,066 1,325 0,1491 0,0486
5 22,75 + 7,125 4,123 1,055 0,1512 0,0387
6 4,01 7,125 + 1,777

17,5 + 3,555 3,859 0,508 0,1415 0,0195
8 6,4 22,75 + 3,555 3.611 0,527 0,1324 0,0202
9 8,006 7,125 + 0,89 3,420 0,498 0,125 2,850 0,485 0,1045 0,0186
11 12,8 22,75 + 1,777 2,702 0,446 0,0991 0.0171
12 14,326 12,75 + 0,89 2,315 0,399 0,0849 0,0153
13 19,663 17298
14 25,56 22,75 + 0,89 1,876 0,255 0,0688 0,0098
15 31.667 7,125 + 0,225 1,669 0,138 0,0612 0,0053
16 38,889 17,5 + 0,45 1,775 22,75 + 0,45 1,489 0,130 0,0546 0,0050
18 56,667 12,75 + 0,225 1.456 0,133 0,0534 0,0051
19 77,778 17,5 + 0,225 1,385 0,120 0,0508 0,00346

0,109 0,0485 0,0042

Кривая зависимости между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц построена по результатам испытаний, как показано на рис.Из этого видно, что соотношение размеров частиц x i оказало аналогичное влияние на остаточные объемные доли частиц f1 (xi) и f2 (xi); то есть, когда x i увеличилось, и f1 (xi), и f2 (xi) показали тенденцию к снижению. Однако наблюдалась разница в степени влияния между частицами разных размеров, т. Е. Когда x i превышало 5, влияние частиц диаметром di + 1 на частицы диаметром di было значительно больше. чем у частиц диаметром di на частицы диаметром di + 1.

Кривая зависимости между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц.

2.3.2. Корректировка базовой модели

Для упрощения модели были сделаны следующие допущения: (1) система бетонной набивки состояла из разных материалов, и каждый материал принимал свой среднеобъемный размер частиц в качестве характерного размера частиц; (2) имелась большая разница в размере частиц между материалами бетонной композиции, такими как крупный заполнитель, мелкий заполнитель и вяжущий материал.Мы проигнорировали влияние между частицами несмежного размера; то есть мы рассматривали только эффекты между крупным заполнителем и мелким заполнителем и эффекты между мелким заполнителем и вяжущим материалом, в то время как эффекты между крупным заполнителем и вяжущим материалом не принимались во внимание.

На основе результатов испытания упаковки частиц и сделанных выше предположений базовая модель (уравнения (1) — (4)) была модифицирована, и модифицированное модельное выражение выглядит следующим образом:

Фактическая объемная доля грубых частиц заполнитель:

Фактическая объемная доля мелкого заполнителя:

y2 ′ = φ1′⋅ (1 − φ2 ″)

(9)

Фактическая объемная доля вяжущего материала:

y3 ′ = φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1 − φ3 ′)

(10)

Фактическая общая объемная доля для упаковки частиц:

y ′ = 1 − φ1 ′ + φ1′⋅ (1 − φ2 ″) + φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1− φ3 ′)

(11)

где φ1 ′, φ2 ″ и φ3′ — фактическая пористость крупного заполнителя, мелкого заполнителя и вяжущих материалов.

Подставляя остаточные объемные доли частиц в уравнения (8) — (10), мы получаем следующее:

Фактическая объемная доля крупного заполнителя:

y1 ′ = 1 − φ1 ′ = (1 − φ1) ⋅ (1 −f1 (x1))

(12)

Фактическая объемная доля мелкого заполнителя:

y2 ′ = φ1′⋅ (1 − φ2 ″) = φ1⋅ (1 − φ2) ⋅1 − f2 (x1) × (1 − f1 (x2))

(13)

Фактическая объемная доля вяжущего материала:

y3 ′ = φ1′⋅φ2 ″ ⋅ (1 − φ3 ′) = φ1⋅φ2⋅ (1 − φ3) ⋅ (1 − f2 (x2))

(14)

где, f1 (x2) и f2 (x2) — остаточные объемные доли частиц размером d1 и d2 при соотношении размеров x1; f1 (x2) и f2 (x2) — остаточные объемные доли частиц размером d2 и d3 при соотношении размеров x2.

2.3.3. Определение фактического объема пустот в уплотнении частиц

Решено по уравнениям (12) — (14):

Фактический объем пустотности грубого заполнителя:

φ1 ′ = φ1 + f1 (x1) −φ1⋅f1 (x1)

(15)

Фактическая пористость мелкого заполнителя:

φ2 ″ = 1 − φ1⋅ [1 + φ1⋅f2 (x1) −φ1 − f2 (x1)] ⋅ [1 − f2 (x1)] φ1 + f1 (x1) −φ1 ⋅f1 (x1)

(16)

Фактическая пористость цементирующего материала:

φ3 ′ = 1− (1 − φ3) ⋅ [1 − f2 (x2)] 1 − f2 (x1)

(17)

где f1 (xi) = 0,212xi − 0.327; f2 (xi) = 0,0894xi − 0,715.

3. Проектирование бетонной смеси

3.1. Материалы

(1) Цемент: портландцемент обыкновенный с классом прочности 42,5; основные компоненты показаны на, а основные технические характеристики показаны на.

Таблица 2

Основные компоненты цемента (массовая доля).

8

9

2 Таблица 3 Основные технические характеристики цемента.

Основной минеральный состав (%) Основной химический состав (%)
C 2 S C 3 S C 3 A C 906

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3
51 11 13 20,18 4,98 3,28 60,92 4,59 1,78 3,48
Класс прочности Время схватывания (мин) Кажущаяся плотность (г / см 3 ) Прочность на сжатие (МПа) Прочность Средний размер частиц (мкм) )
Начальный Конечный 3d 28d
42.5 176 403 3,158 22,6 49,8 Квалифицированный 20,8 52,5%

(2) Мелкозернистый заполнитель: речной песок в зоне II; основные технические характеристики представлены в.

Таблица 4

Основные технические свойства песка.

Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 ) Пустоты (%) Средний объемный размер частиц (мм) Модуль дисперсности
2607 1473 43.5 0,99137 2,51

(3) Крупный заполнитель: щебень, сплошная градация 5–25 мм; основные технические характеристики представлены в.

Таблица 5

Основные технические свойства щебня.

Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 ) Пустота (%) Объемный средний размер частиц (мм) Индекс измельчения (%)
2727 1466 46.2 15,862 9

(4) Водовосстанавливающий агент: высокоэффективный водовосстанавливающий агент на основе поликарбоновой кислоты, светло-желтая жидкость с плотностью 1,1 г / см 3 и pH 7,0–8,0.

(5) Вода: питьевая вода.

3.2. Фактическая пустота частиц

На основе основных технических параметров составляющих бетонных материалов фактические пустоты гранулированного материала в бетоне были рассчитаны по уравнениям (15) — (17), как показано на рис.

Таблица 6

Фактическая пористость сыпучих материалов в бетоне.

с учетом взаимодействия между частицами в системе насадки фактическая доля пустот между частицами увеличилась; то есть пористость крупного заполнителя увеличилась с 46,2% до 50.8%, пористость мелкозернистого заполнителя увеличилась с 43,5% до 49,0%, а пористость цемента увеличилась с 52,5 до 55,6%.

3.3. Состав бетона Количество материалов на м

3

Были выбраны три соотношения вода-вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52, расчетная осадка бетонной смеси составляла 70–90 мм.

Расчет количества щебня, песка, цемента и воды в 1 м бетона 3 выглядит следующим образом:

м1 = V⋅y1′⋅ξ⋅ρ01

(18)

м2 = V⋅y2′⋅ξ⋅ρ02

(19)

м3 = V⋅y3′⋅ξ⋅ρ03

(20)

где m1, m2, mw — масса щебня, песка, цемента и воды, кг; ρ01, ρ02, ρw — кажущаяся плотность щебня, песка, цемента и воды, кг / м 3 ; В — объем бетона, принимаемый за 1 м 3 ; ξ — коэффициент объемной усадки выражается следующим образом:

ξ = 1y1 ′ + y2 ′ + y3 ′ + yw

(22)

где y w — объемная доля воды, выраженная следующим образом:

yw = WB⋅ρ03⋅y3′ρw

(23)

где W / B — соотношение вода – связующее.

Поместите уравнения (8) — (10), (22) и (23) и различные параметры материала в уравнения (18) — (21), и вы сможете получить количество щебня, песка, цемента и воды. в 1 м бетона 3 , см. C-1, C-2 и C-3 дюйм.

Таблица 7

Объемный средний размер частиц (мм) xi f1 (xi) f2 (xi) φi (%) Фактический остаток (%)
Крупный заполнитель 15,862 16 0,0856 0,0123 46,2 50,8 99137 47,662 0,06 0,00565 43,5 49,0
Цемент 0,0208 1,359 0,192 0,0817

0,52

185,2

W / B Цемент (кгм 3 ) Песок (кгм 3 ) Щебень (кгм 3 ) Вода (кгм 3 ) Массовая доля восстановителя воды (в процентах (от массы цемента) %)
C0-1 0.42 511,9 511,0 1137,4 215,0 0
C0-2 0,47 457,5 558,7
413,5 605,1 1123,7 215,0 0
C-1 0,42 369,2 626,1 1330,0

1 0,6
C-2 0,47 362,7 615,1 1306,7 170,5 0,4
C-3 0,2

In, C0-1, C0-2 и C0-3 являются контрольным бетоном, а расчет соотношений смеси основан на Спецификации для расчета пропорции смеси обычного бетона (национальный стандарт Китайская Народная Республика, JGJ55-2011).Количество введенного водовосстанавливающего агента было определено испытанием бетонной смеси на удобоукладываемость. Все бетонные смеси соответствовали расчетной осадке 70–90 мм, расслоения и расслоения отсутствовали.

4. Испытание бетона на прочность при сжатии

Испытание проводилось в соответствии с методом испытания бетона на прочность на сжатие, указанным в Стандарте для метода испытаний механических свойств обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, Великобритания / Т50081-2002).В этом методе есть три образца для испытаний размером 100 мм × 100 мм × 100 мм в каждой группе, и результат испытания представляет собой среднее значение значений прочности на сжатие трех образцов для испытаний. Результаты испытаний показаны в, в котором данные рядом с столбцом представляют собой среднее значение и стандартное отклонение (в скобках) прочности на сжатие, а экспериментальные данные менее дискретны.

Прочность бетона на сжатие.

Из этого видно, что при соотношении вода – связующее, равном 0.42, 0,47 и 0,52, закон развития прочности на сжатие бетона в группе C с возрастом в основном соответствовал закону развития прочности на сжатие контрольного бетона (C0) с возрастом и прочности на сжатие бетона в обеих группах. увеличивается с увеличением возраста. В том же возрасте изменяющийся закон прочности на сжатие бетона в группе C с водоцементным соотношением был таким же, как изменяющийся закон прочности на сжатие бетона в группе C0 с водоцементным соотношением.Прочность на сжатие бетона обеих групп уменьшалась с увеличением водоцементного отношения; однако, когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона в группе C была выше, чем у контрольного бетона с тем же соотношением воды и вяжущего. Скорость роста прочности бетона на сжатие показана на. Из этого видно, что бетон с соотношением вода – вяжущее 0,42 имел наивысшую скорость роста прочности на сжатие в каждом возрасте, за ним следует бетон с соотношением вода – вяжущее, равным 0.47, а затем 0,52. За исключением одной точки, можно сказать, что чем меньше соотношение вода-вяжущее, тем больше скорость роста прочности на сжатие в каждом возрасте.

Таблица 8

Скорость роста прочности бетона на сжатие (%).

No. Возраст (d)
3 7 28 90
C-1 22.09

54
C-2 24,13 20,94 17,88 18,80
C-3 16,87 20,44 16,94 16,94

Упругий Бетон при статическом сжатии

Испытание проводилось в соответствии с методом испытания модуля упругости бетона при статическом сжатии, указанным в Стандарте для метода испытаний механических свойств обычного бетона (национальный стандарт Китайской Народной Республики, Великобритания / Т50081-2002).В методе каждая группа имела шесть образцов размером 150 мм × 150 мм × 300 мм, которые были отверждены в течение 28 дней перед испытанием. Среди них три образца использовались для проверки прочности бетона на осевое сжатие, а три других образца использовались для проверки модуля упругости бетона. Результаты испытаний принимаются как среднее значение испытанного модуля упругости трех образцов, как показано на, где данные рядом с столбцом представляют собой среднее значение и стандартное отклонение (в скобках) модуля упругости, а экспериментальные данные менее дискретны.

Модуль упругости бетона.

Как видно из, при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52 закон изменения модуля упругости бетона группы C с соотношением вода – вяжущее в основном соответствовал закону изменения упругого модуль упругости контрольного бетона с соотношением воды и вяжущего. Когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, модуль упругости бетона в группе C был выше, чем в группе C0 с таким же соотношением воды и цемента.В частности, когда соотношение вода – вяжущее составляло 0,42, модуль упругости бетона увеличился на 20,44%; при соотношении вода – вяжущее 0,47 модуль упругости бетона увеличился на 17,55%; при соотношении вода – вяжущее 0,52 модуль упругости бетона увеличился на 15,95%. Чем меньше соотношение вода – вяжущее, тем больше увеличивается модуль упругости бетона.

Отношение между напряжением и деформацией до предельного напряжения бетона при осевом сжатии показано на.Из этого видно, что при том же водоцементном соотношении восходящий участок кривых растяжения группы C был круче, чем у группы C0, а предел прочности увеличивался.

Взаимосвязь между напряжением и деформацией бетона.

6. Анализ и обсуждение

Метод расчета бетонной смеси, предложенный в этом исследовании, был основан на плотной упаковке частиц. Поскольку заполнитель представлял собой гранулированный материал с наибольшей долей в бетоне, объемная доля заполнителя в бетоне, приготовленном этим методом, увеличивалась в разной степени.Объемная доля заполнителя указана в. Как видно из, когда соотношение вода – связующее составляло 0,42, 0,47 и 0,52, объемная доля заполнителя увеличивалась на 18,72%, 13,49% и 8,97% соответственно.

Таблица 9

Объемная доля заполнителя в бетоне.

C0-1 C0-2 C0-3 C-1 C-2 C-3
Объемная доля агрегата (%) 61.31 63,02 64,42 72,79 71,52 70,20
Скорость увеличения совокупной объемной доли (%)

Срезы образца бетона были взяты случайным образом. Грубая совокупная информация была извлечена на разрезе с помощью программного обеспечения для обработки изображений IPP, и была выполнена обработка оттенков серого, как показано на.Из этого можно интуитивно увидеть распределение крупного заполнителя в бетоне, среди которых крупный заполнитель в группе C0 был взвешен в матрице цементного раствора, в то время как крупный заполнитель в группе C был близко расположен и даже перекрывался друг с другом, образуя относительно каркас из плотного бетона.

Распределение крупного заполнителя по участкам бетона.

Бетон — это многофазный композитный материал, состоящий из раствора, крупного заполнителя и переходной зоны между ними.Поскольку заполнитель имеет большую объемную долю в бетоне, особенно крупный заполнитель, он оказывает большое влияние на механические параметры, такие как прочность на сжатие и модуль упругости в условиях определенного вяжущего материала и водоцементного отношения [21].

В бетоне группы C более высокая объемная доля заполнителя способствует более плотному распределению заполнителя в бетоне (как видно из), так что заполнитель действует как более крупный каркас в бетоне. Кроме того, из этого видно, что при соотношении вода – связующее было 0.42, 0,47 и 0,52, степень увеличения прочности на сжатие бетона в группе C увеличивалась с уменьшением соотношения вода – вяжущее. Это в основном связано с тем, что скорость увеличения объемной доли заполнителя в бетоне в группе C увеличивалась по мере уменьшения соотношения вода-вяжущее (см.), Что также доказывает с другой точки зрения, что увеличение объемной доли заполнителя полезно для улучшения прочность бетона на сжатие. В этом исследовании прочность бетона на сжатие увеличивалась с увеличением объемной доли заполнителя, что согласуется с результатами исследований, приведенными в ссылке [22].

показывает СЭМ микроморфологию переходной зоны бетонной поверхности раздела. Как видно из рисунка, при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 и 0,52 в зоне межфазного перехода контрольного бетона наблюдались явные микротрещины и дефекты; в то время как микротрещины в межфазной переходной зоне в бетоне группы C не были столь очевидны, как в контрольном бетоне с таким же соотношением воды и вяжущего, и дефектов было относительно мало. Микротрещины в переходной зоне поверхности раздела в основном возникают из-за ранней усадки бетона, и увеличение объемной доли заполнителя увеличит степень сдерживания заполнителя при усадке раствора, тем самым улучшив микротрещины в бетоне. интерфейсная переходная зона [23].Разрушение обычного бетона при сжатии в основном происходит в переходной зоне границы раздела и части цементного камня, поэтому улучшение переходной зоны раздела фаз напрямую приведет к увеличению прочности бетона на сжатие.

Микроморфология переходной зоны раздела в бетоне (× 2000).

Из этого видно, что при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 или 0,52 модуль упругости бетона группы C был выше, чем у контрольного бетона с таким же соотношением воды и вяжущего, и степень увеличения модуль упругости также увеличивался при уменьшении соотношения вода – связующее.Заполнитель — это компонент с наибольшим модулем упругости в бетоне, поэтому увеличение объемной доли заполнителя может в определенной степени увеличить модуль упругости бетона. Как видно из, когда соотношение вода-вяжущее составляло 0,42, 0,47 или 0,52, предел прочности бетона в группе C был больше, чем у контрольного бетона с таким же соотношением вода-вяжущее при осевом сжатии, что указывает на то, что модуль упругости бетона имеет положительную корреляцию с прочностью на сжатие, что согласуется с результатами исследований в литературе [22].

Кроме того, из этого видно, что при соотношении вода – вяжущее 0,42, 0,47 или 0,52 количество цемента в группе C было ниже, чем в группе C0 с таким же соотношением воды и вяжущего. Производство портландцемента требует большого количества энергии, выделяя значительное количество CO 2 [16], а большое количество потребляемой энергии и выбросы CO 2 окажут большое влияние на среду обитания человека. Следовательно, уменьшение количества цемента в бетоне имеет большее значение для защиты окружающей среды и устойчивого развития.

7. Выводы

В данном исследовании был предложен метод расчета бетонной смеси, основанный на принципе плотной упаковки частиц, и этот метод был использован для приготовления бетона. Экспериментально исследованы прочность на сжатие и модуль упругости бетона. Наблюдалось крупное распределение заполнителя и переходная зона раздела в бетоне, и были сделаны следующие выводы:

  • (1)

    Метод расчета пропорции бетонной смеси, основанный на межчастичной пористости, предложенный в исследовании, является своего рода расчетом. метод дозирования бетонной смеси по принципу плотной упаковки частиц.

  • (2)

    Функциональная зависимость между соотношением размеров частиц и остаточной объемной долей частиц является основой для определения фактической пористости гранулированного материала в бетоне.

  • (3)

    Крупные заполнители в бетоне, приготовленном методом, предложенным в этом исследовании, тесно распределены и даже перекрывают друг друга, образуя относительно плотный каркас бетонного ядра. Также в определенной степени уменьшаются микротрещины и дефекты в межфазной переходной зоне бетона.

  • (4)

    В бетоне наблюдается увеличение объемной доли заполнителя и соответствующее уменьшение количества цемента, а при добавлении соответствующего количества водоредуцирующего агента удобоукладываемость бетонной смеси соответствует требования к дизайну.

  • (5)

    Когда соотношение воды и связующего составляло 0,42, 0,47 или 0,52, прочность на сжатие бетона возрастом 3, 7, 28 или 90 дней увеличивалась по сравнению с контрольным бетоном при того же возраста, и степень увеличения прочности на сжатие увеличивалась по мере уменьшения соотношения вода – связующее.

  • (6)

    Когда отношение воды к связующему составляло 0,42, 0,47 или 0,52, статический модуль упругости бетона увеличивался по сравнению с контрольным бетоном, а степень увеличения статического модуля упругости увеличивалась по мере увеличения отношение воды к связующему уменьшилось, показывая, что модуль упругости положительно коррелирует с прочностью на сжатие.

Вклад авторов

Концептуализация, Y.-H.C. и Б.-Л.З .; следствие, Б.-Л.З., С.-Х.Й. и B.-Q.T .; кураторство данных, Б.-Л.З .; письменность — подготовка оригинального черновика, Y.-H.C .; написание — просмотр и редактирование, Y.-H.C .; наблюдение, Y.-H.C .; привлечение финансирования, Y.-H.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51874076).

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в этом исследовании, находятся в открытом доступе.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​сведениях об учреждениях.

Список литературы

1. Yang Z.J. Прогресс применения анализа данных при проектировании бетонных смесей. Компр. Летучей золы. Util. 2015; 1: 53–56. [Google Scholar] 2. Мэн Л.-К. Исследование пропорции смеси бетона на основе коэффициента избытка пасты.Яньтайский университет; Яньтай, Китай: 2018. [Google Scholar] 3. Чжан X., Чжао М. Анализ и размышления о различных теориях проектирования бетонных смесей; Материалы симпозиума по бетону и цементным изделиям; Ухань, Китай. 3 июля 2013 г. [Google Scholar] 4. Министерство жилищного строительства и городского и сельского строительства Китайской Народной Республики. Спецификация для расчета пропорций смеси обычного бетона. Пресса Китайской Строительной Промышленности; Пекин, Китай: 2011. JGJ 55-2011. [Google Scholar] 5. Хан X.-H. Исследование пропорций смеси бетона на основе удобоукладываемости.Университет Цинхуа; Пекин, Китай: 2010. [Google Scholar] 6. Пэн Х. Исследование метода расчета бетонной смеси на основе оптимальной градации агрегатов. Пекинский университет строительства и архитектуры; Пекин, Китай: 2014. [Google Scholar] 7. Пэн З.-К. Исследования по проектированию бетонной пропорции с учетом градации и плотности бетона. Куньминский университет науки и технологий; Куньмин, Китай: 2010. [Google Scholar] 8. Хуан З.-Л., Чжан Ю.-Й. Стратегия проектирования долговечности высокопрочного бетона методом плотного соотношения; Материалы научной конференции по исследованию и применению высококачественного бетона через Тайваньский пролив в новом веке; Шанхай, Китай.1 июня 2002 г .; С. 14–20. [Google Scholar] 9. Хуан З.-Л., Цай З.-Д., Сунь Г.-З., Ван З.-Х. Разработка и пример применения высокоэффективного бетона в районе Шэньяна с использованием метода компактного отношения; Материалы Международного симпозиума по высокопрочному и высокопроизводительному бетону и его применению; Циндао, Китай. 27 апреля 2004 г .; С. 266–274. [Google Scholar] 10. Пэн Ю.-З., Хуан З.-Л. Модель плотной упаковки бетона и инженерные свойства заполнителей бетонов различной плотности. J. Univ.Sci. Technol. Пекин. 2010. 32: 366–369. [Google Scholar] 11. Ван Л.-Л., Лю Дж., Сюн С.-Б., Ван Д.-С. Конструкция насадки минеральной добавки и плотной смеси с положительным заполнением бетона. Конкретный. 2004; 3: 26–28. [Google Scholar] 12. Ван Л.-Дж., Чжэн Ф.-Й., Лю Дж., Ван Ц.-Г. Расчет коэффициента заполнения смеси бетона. J. Shenyang Jianzhu Univ. 2006; 22: 191–195. [Google Scholar] 13. Фу П.-Х. О более разумном способе расчета пропорции бетонной смеси. Archit. Technol. 2008; 39: 50–55. [Google Scholar] 14.Нан С., Букуан М. Новый метод расчета смеси текучего бетона средней прочности с низким содержанием цемента. Джем. Concr. Compos. 2003. 25: 215–222. [Google Scholar] 15. Кампос Х., Кляйн Н., Филхо Дж. М. Предлагаемый метод расчета смеси для устойчивого высокопрочного бетона с использованием оптимизации упаковки частиц. J. Clean. Prod. 2020; 265: 121907. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2020.121907. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Юсуф С., Санчес Л.Ф.М., Шаммех С.А. Использование моделей упаковки частиц (PPM) для проектирования конструкционного малоцементного бетона в качестве альтернативы для строительной отрасли.J. Build. Англ. 2019; 25: 100815. DOI: 10.1016 / j.jobe.2019.100815. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Цзо В., Лю Дж., Тиан К., Сю В., Ше В., Фэн П., Мяо С. Оптимальная конструкция самоуплотняющегося бетона с низким содержанием связующего на основе теорий упаковки частиц. Констр. Строить. Матер. 2018; 163: 938–948. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.12.167. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Пуи-Лам Н.Г., Квок-Хунг А., Кван Л., Гу Л. Теории набивки и толщины пленки для расчета смеси из высококачественного бетона. J. Zhejiang Univ. Sci.А. 2016; 17: 759–781. [Google Scholar] 19. Ван Х., Ван К., Тейлор П., Моркоус Г., Ван Х., Ван К., Тейлор П., Моркоус Дж. Оценка метода расчета самокрепляющейся бетонной смеси на основе упаковки частиц. Констр. Строить. Матер. 2014; 70: 439–452. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.08.002. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Кван А.К.Х., Чан К.В., Вонг В. Трехпараметрическая модель упаковки частиц, учитывающая эффект расклинивания. Пудра Технол. 2013; 237: 172–179. DOI: 10.1016 / j.powtec.2013.01.043. [CrossRef] [Google Scholar] 21.Акчай Б., Агар-Озбек А.С., Байрамов Ф., Атахан Х.Н., Сенгуль С., Тасдемир М.А. Интерпретация влияния объемной доли заполнителя на характер разрушения бетона. Констр. Строить. Матер. 2012; 28: 437–443. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2011.08.080. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Меддах М.С., Зитуни С., Белаабес С. Влияние содержания и гранулометрического состава крупного заполнителя на прочность бетона на сжатие. Констр. Строить. Матер. 2010; 24: 505–512. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2009.10.009. [CrossRef] [Google Scholar] 23.Грассл П., Вонг Х.С., Буэнфельд Н. Влияние размера и объемной доли заполнителя на микротрещины, вызванные усадкой в ​​бетоне и растворе. Джем. Concr. Res. 2010; 40: 85–93. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2009.09.012. [CrossRef] [Google Scholar]

Понимание роли заполнителей в бетоне

Что такое бетонные заполнители и почему мы их используем?

Термин «заполнители для бетона» охватывает множество продуктов, но обычно их называют «камень и песок» крупной и мелкой фракций.К крупным заполнителям относятся любые материалы размером более 4,75 мм. Грубый заполнитель также определяется как любой заполнитель, оставшийся на сите №4. Мелкие заполнители — это любой материал размером менее 4,75 мм, который может проходить через сито №4 и задерживаться на сите №200.

Почему мы используем заполнители в бетоне? Есть много причин. Пожалуй, самая большая причина в цене. Использование заполнителя в качестве наполнителя может помочь производителям бетона сэкономить много денег. Цемент обычно стоит в семь или восемь раз дороже камня и песка.Цемент необходим, но прочность все же может быть сохранена при использовании хорошо измельченных заполнителей, которые стоят значительно дешевле. Заполнители составляют 60-80% объема бетона и 70-85% массы бетона.

Заполнитель также очень важен для прочности, термических и упругих свойств бетона, стабильности размеров и стабильности объема. Цемент более подвержен усадке. Включение заполнителя в смесь может контролировать уровень усадки и предотвращать растрескивание.

В чем важность выставления оценок?

Если меньше цемента означает меньшую стоимость бетона на метр, почему бы просто не добавить заполнители очень большого размера, чтобы занять больше места? Здесь в игру вступает оценивание.Градуировка — это способ использования объектов разных размеров для заполнения пространства, которое не могут заполнить более крупные компоненты.

В качестве примера предположим, что у вас есть коробка 2х2х2, которую вы хотите заполнить шариками. Сначала вы можете использовать шары для боулинга. Вместо того, чтобы просто сказать, что я занимал много места шаром для боулинга и оставил его там, вы решаете заполнить дополнительное маленькое пространство мячами для гольфа, а затем заполняете оставшееся шариками. Если вы использовали все шарики, все мячи для гольфа или все шары для боулинга, все эти решения оставили бы больше свободного места, чем нормировать некоторые из каждого.

Теперь возьмем этот пример и заменим шары агрегатами разных размеров. Это та же концепция. Посмотрите на эту иллюстрацию и обратите внимание на количество цементной пасты, необходимое для каждого типа:

Соотношение формы и содержания

При выборе агрегатов необходимо также учитывать их форму. Для грубых и острых заполнителей потребуется больше цементного теста, чем для круглых заполнителей. Острый заполнитель также будет труднее перекачивать, поэтому убедитесь, что заполнитель соответствует вашим потребностям.В идеале вам понравятся агрегаты сферической формы. Если они будут слишком удлиненными, они могут заклинить и заблокировать пустоты при заливке или перекачке.

Песок не может быть незамеченным компонентом бетона. Хотя камень обеспечивает прочность, песок также имеет важное назначение — удобоукладываемость. Умение формировать бетон в соответствии с потребностями клиента имеет жизненно важное значение. Следовательно, можно было по песку. Избыточное шлифование также используется при перекачивании бетона, чтобы обеспечить лучшую текучесть, а также при штамповке бетона для получения более мелких деталей.

Важно понимать все составляющие бетона. Убедитесь, что ваши конструкции смеси учитывают назначение бетона, а не только прочность и стоимость.

Агрегат — Тротуар интерактивный

Заполнитель »- это собирательный термин для минеральных материалов, таких как песок, гравий и щебень, которые используются со связующей средой (например, вода, битум, портландцемент, известь и т. Д.) Для образования сложных материалов (таких как асфальтобетон. и портландцементный бетон).По объему на заполнитель обычно приходится от 92 до 96 процентов HMA и от 70 до 80 процентов портландцементного бетона. Заполнитель также используется для слоев основания и основания как для гибких, так и для жестких покрытий.

Заполнители могут быть натуральными или промышленными. Природные агрегаты обычно добываются из более крупных горных пород путем открытых выработок (карьеров). Извлеченная порода обычно измельчается до пригодных для использования размеров путем механического дробления. Промышленный агрегат часто является побочным продуктом других отраслей обрабатывающей промышленности.

В этом разделе кратко обсуждаются источники заполнителя и операции разработки карьеров, затем описываются основные минеральные, химические и физические свойства заполнителя, наиболее важные для дорожных покрытий, и типовые тесты, используемые для определения этих свойств. Следующий источник содержит более подробную информацию об агрегате:

Агрегированные источники

Заполнители могут происходить как из природных, так и из искусственных источников. Природные агрегаты происходят из горных пород, которые можно разделить на три широкие геологические классификации (Roberts, et al., 1996):

Магматическая порода
Эти породы в основном кристаллические и образуются в результате охлаждения расплавленного горного материала под земной корой (магмой).
Осадочные породы
Эти породы образованы из отложений нерастворимого материала (например, остатков существующих пород, отложенных на дне океана или озера). Этот материал превращается в камень под действием тепла и давления. Осадочные породы имеют слоистый вид и далее классифицируются в зависимости от преобладающего минерала как известняковые (известняк, мел и т. Д.).), кремнистые (кремни, песчаники и др.) или глинистые (сланцы и др.).
Метаморфическая порода
Это вулканические или осадочные породы, которые подверглись воздействию тепла и / или давления, достаточно сильного, чтобы изменить свою минеральную структуру и стать отличной от исходной породы.

Промышленная порода обычно состоит из промышленных побочных продуктов, таких как шлак (побочный продукт металлургической обработки — обычно получаемый при обработке стали, олова и меди) или особая порода, получаемая с особыми физическими характеристиками, которых нет в природной породе (например, низкая плотность легкого заполнителя).

Совокупное производство

Заполнители производятся в карьере или шахте (рис. 1), основная функция которых заключается в преобразовании породы на месте в заполнитель с заданными характеристиками. Обычно порода взрывается или выкапывается из стен карьера, а затем уменьшается в размере с помощью серии грохотов и дробилок. Некоторые карьеры также могут промывать готовый заполнитель.

Рисунок 1. Агрегатный рудник.

Минеральные свойства

Минеральный состав заполнителя во многом определяет его физические характеристики и то, как он ведет себя как материал дорожного покрытия.Следовательно, при выборе источника заполнителя знание минеральных свойств карьерной породы может дать отличную подсказку относительно пригодности полученного заполнителя. Кордон (1979) дает некоторые общие рекомендации для агрегатов, используемых в HMA.

Таблица 1. Желаемые свойства горных пород для HMA
(из Cordon, 1979, как указано в Roberts et al., 1996)

Скальный тип Твердость, вязкость Устойчивость к зачистке 1,2 Текстура поверхности Форма дробленая
Магматические
Гранит Ярмарка Ярмарка Ярмарка Ярмарка
Сиенит Хорошо Ярмарка Ярмарка Ярмарка
Диорит Хорошо Ярмарка Ярмарка Хорошо
Базальт (ловушка) Хорошо Хорошо Хорошо Хорошо
Диабаз (ловушка) Хорошо Хорошо Хорошо Хорошо
Габбро (ловушка) Хорошо Хорошо Хорошо Хорошо
Осадочные
Известняк Плохо Хорошо Хорошо Ярмарка
Песчаник Ярмарка Хорошо Хорошо Хорошо
Черт Хорошо Ярмарка Плохо Хорошо
Сланец Плохо Плохо Ярмарка Ярмарка
Метаморфические
Гнейс Ярмарка Ярмарка Хорошо Хорошо
Сланец Ярмарка Ярмарка Хорошо Ярмарка
шифер Хорошо Ярмарка Ярмарка Ярмарка
Кварцит Хорошо Ярмарка Хорошо Хорошо
Мрамор Плохо Хорошо Ярмарка Ярмарка
Змеевик Хорошо Ярмарка Ярмарка Ярмарка
Примечания:

  • Агрегаты, которые являются гидрофильными (водолюбивыми), имеют тенденцию легче отделяться, поскольку вода легче заменяет асфальтовую пленку на каждой частице.
  • Свеже измельченные агрегаты со множеством разорванных ионных связей имеют тенденцию легче отделяться.

В целом взаимосвязь между минеральными и физическими свойствами довольно сложна, что затрудняет точное прогнозирование поведения конкретного источника агрегатов на основе одних только свойств минерала.

Химические свойства

Несмотря на то, что он относительно не важен для рыхлого заполнителя, его химические свойства важны для материала дорожного покрытия.В HMA химический состав поверхности заполнителя может определить, насколько хорошо асфальтобетонное вяжущее будет сцепляться с поверхностью заполнителя. Плохое прилегание, обычно называемое зачисткой, может привести к преждевременному разрушению конструкции. В PCC заполнители, содержащие реакционноспособные формы диоксида кремния, могут активно реагировать со щелочами, содержащимися в цементном тесте. Это расширение может вызвать растрескивание, выскакивание поверхности и растрескивание. Обратите внимание, что некоторые химические свойства заполнителя могут изменяться со временем, особенно после его измельчения.Вновь измельченный агрегат может проявлять сродство к воде, отличное от того же агрегата, который был измельчен и оставлен на складе в течение года.

Ниже приведены типичные химические свойства, измеренные для заполнителей:

Физические свойства

Агрегатные физические свойства являются наиболее очевидными агрегатными свойствами, и они также имеют самое прямое влияние на то, как заполнитель действует как компонент материала дорожного покрытия или сам по себе как материал основы или подосновы.Обычно измеряемые физические агрегатные свойства (Roberts et al., 1996):

Это не единственные физические свойства агрегатов, а, скорее, наиболее часто измеряемые. Тесты, используемые для количественной оценки этих свойств, в основном являются эмпирическими. Физические свойства агрегата могут изменяться со временем. Например, недавно измельченный заполнитель может содержать больше пыли и, следовательно, быть менее восприимчивым к связыванию с асфальтовым вяжущим

.

Агрегат в качестве основного материала

Aggregate часто используется сам по себе как несвязанный базовый или вспомогательный курс.При использовании как таковой заполнитель обычно характеризуется предшествующими физическими свойствами, а также общей жесткостью слоя. Жесткость слоя характеризуется теми же испытаниями, которые используются для определения жесткости земляного полотна.

Aggregates Glossary, Qualified Materials, Engineering

Термины и номенклатура, используемые в Aggregate Producer’s
базы данных выглядят следующим образом:

% Abs — Поглощение в процентах.

% Carb — Процент полученного гравия
из источников карбонатных пород.

ASR — Значение реакционной способности щелочного кремнезема
как определено AASHTO T 303.

baghse fines — Собран минеральный наполнитель
в рукавном фильтре конкретного асфальтобетонного завода, разрешенного к эксплуатации
после аттестационных испытаний и когда источник грубого и мелкого заполнителя
не меняется.

blstfurnslag — Доменная печь
только шлак для использования в качестве DGABC.

песок для бетона — Мелкий заполнитель для
портландцементный бетон.

Cr Ct — Процент раздробленного гравия
(минимум 1 лицо; минимум 2 лица по телефону 609-53-4116)

DGABC — Основа заполнителя плотной фракции
Курс (ранее Q.P. — камень «карьерный процесс»).

DRW — Масса сухих штанг, шт.c.f. Преобразовать
к метрической системе (кг / м3) умножьте на коэффициент 16,06.

эксп. shale / exp.slate — расширенный сланец / расширенный
шифер для использования в качестве легкого заполнителя.

Песок HMA (промытый) — Мелкий заполнитель для
Горячий асфальт (промытый).

HMA песок (bnk run surf course) — немытый мелкозернистый заполнитель
(«бег по берегу») для покрытия Hot Mix Asphalt.

HMA песок (bnk run other surf course) — немытый мелкозернистый заполнитель
(«бег по берегу»), кроме покрытия Hot Mix Asphalt.

LA — Лос-Анджелес Тест на износ в процентах.

стекло смешанного цвета — переработанное (смешанное
цвет) стеклянная тара для битумного бетона, когда
разрешено спецификациями.

RAP — Переработанное асфальтовое покрытие для использования
как DGABC.

RCA — Заполнитель для вторичного бетона
использовать как DGABC

Песок Экв. — Значение эквивалентности песка
определено AASHTO T 176.

Размер:

# — указывает стандартный размер из таблицы 901.1.
из N.J.D.O.T. Стандартные технические условия 2001 г.
* — указывает на материал, аналогичный стандартному размеру, но не
соответствие требованиям оценки.
Камни всех размеров №1, №2, №3 должны быть проверены на сортировку перед использованием.

Удельный вес:

Приложение — Кажущийся удельный вес.
Bulk — Насыпной удельный вес.
SSD — Удельный вес насыщенной поверхности в сухом состоянии.

песок каменный — немытый (у),
или иногда промытые (w) отсевы, приемлемые для использования для битумных
конкретный.

(u) — указывает на немытую крупную
агрегат;

Unc. Пустоты — Неуплотненные пустоты
(угловатость песка) значение, определенное AASHTO T 304.

Ед. Изм. — Вес в штуках

Пустоты — Процент пустот.

(w) — указывает на промытый крупный заполнитель.

(белый) песок для бетона — мелкий
заполнитель для белого портландцементного бетона.

Роль заполнителя в конструкции смеси для бетонных столешниц

Заполнитель в сборном железобетоне является структурным наполнителем, но его роль более важна, чем то, что подразумевает это простое утверждение. Заполнитель занимает большую часть объема бетона. Это вещество, которое цементное тесто покрывает и связывает. Состав, форма и размер заполнителя существенно влияют на удобоукладываемость, долговечность, прочность, вес и усадку бетона. Заполнитель также может влиять на внешний вид литой поверхности, что особенно важно при производстве сборных бетонных смесей для столешниц.

(Обратите внимание, что бетонные смеси GFRC разные. Это полностью песчаные смеси, и требования к градации совершенно другие. Для получения дополнительной информации о конструкции смеси GFRC щелкните здесь.)

При выборе наиболее подходящего заполнителя для смеси для столешниц из сборного железобетона следует учитывать следующие ключевые факторы:

Материал

Большинство природных камней и щебня подходят для использования в бетоне. Обычно используемые камни — кварц, базальт, гранит, мрамор и известняк.Если бетонная столешница будет шлифоваться с помощью алмазного инструмента, заполнитель будет виден, поэтому эстетика также влияет на выбор заполнителя.

Проблемы возникают с мягким, реактивным или слабым камнем или камнем. В бетоне также используются легкие заполнители — тема для отдельного разговора.

Размер

Размер и градация заполнителя являются наиболее важными факторами при выборе заполнителя. Заполнитель может быть большим или маленьким, от камней размером с кулак до мелкого песка. Заполнители размером более дюйма классифицируются как крупный заполнитель, а все, что меньше дюйма, называется мелким заполнителем.Как правило, самый крупный заполнитель не должен быть больше в диаметре, чем одна треть глубины плиты или одна пятая наименьшего размера формы. Например, самый большой кусок заполнителя, разрешенный для плиты столешницы толщиной 1 ½ дюйма, составляет ½ дюйма. Обычно крупный заполнитель смешивают с более мелкими заполнителями (например, песком), чтобы заполнить промежутки, оставшиеся между крупными кусками, и «скрепить» более крупные куски вместе. Это уменьшает количество требуемого цементного теста и уменьшает возможную усадку.

Форма

Форма заполнителя влияет на прочность, но в большей степени оказывает непосредственное влияние на удобоукладываемость пластичного бетона. Грубые, угловатые частицы упаковываются более плотно, имеют большую площадь поверхности и имеют большее трение между частицами, чем гладкие округлые частицы, что снижает удобоукладываемость. Угловые частицы также требуют немного больше цементной пасты для покрытия, чем округлые частицы. Следовательно, смеси, содержащие их, потребуют несколько более высокого содержания вяжущего.

Градация

В целом, крупные заполнители имеют тенденцию быть примерно в 10 раз больше, чем мелкие заполнители в бетоне, но диапазон размеров может быть больше, чем при определенных обстоятельствах.Как показано на рисунке, существует три типичных категории диапазона:

  • Хорошо отсортированный заполнитель имеет градацию размера частиц, которая довольно равномерно охватывает размер от самых мелких до самых крупных. Срез ядра из хорошо отсортированного заполнителя бетона показывает уплотненное поле с множеством различных размеров частиц.
  • Плохо отсортированный заполнитель характеризуется небольшими вариациями размера. Это означает, что частицы упаковываются вместе, оставляя в бетоне относительно большие пустоты.
  • Заполнитель с зазором состоит из крупных частиц заполнителя, которые похожи по размеру, но значительно отличаются по размеру от мелкого заполнителя.Основной срез бетона с зазором из бетона показывает поле мелкого заполнителя, перемежающегося со слегка изолированными крупными кусками заполнителя, встроенными в мелкий заполнитель.

Типичные градации агрегатов показаны на рисунке ниже:

Бетоны с плохой сортировкой обычно требуют чрезмерного количества цементного теста для заполнения пустот, что делает их неэкономичными. Бетоны с щелевым слоем занимают промежуточное положение между хорошо отсортированными и плохо отсортированными по своим характеристикам и экономичности. Бетон с щелевым слоем — приемлемый вариант, но не оптимальный.

Комплексы с хорошей сортировкой сложно сложить в пропорции. Целью дозирования и определения размеров заполнителя является максимальное увеличение объема заполнителя в бетоне (и, таким образом, минимизация объема цементной пасты) при сохранении прочности, удобоукладываемости и эстетики. Это уравновешивает пропорции каждого из них, поэтому каждого размера достаточно, чтобы заполнить все пустоты, сохраняя при этом удобоукладываемость и качество литой поверхности.

Обратите внимание, что градация заполнителя особенно важна в бетонных смесях для столешниц.В этой статье подробно рассказывается о смесях на месте.

Бетонный раствор

Бетон, сделанный из мелкозернистого заполнителя (или песка), известен как строительный бетон. Подобно раствору, используемому для строительства кирпича и бетонных блоков, который просто изготавливается из цементного раствора и песка, бетонный раствор не содержит в себе крупного заполнителя, поэтому шлифованная отделка будет иметь мелкозернистый вид. Строительный бетон обычно используется в сборных бетонных смесях для столешниц, поскольку так важна отделка поверхности.

Даже для смеси, полностью состоящей из песка, градация заполнителя по-прежнему является важным фактором, который необходимо учитывать, и влияет на прочность, удобоукладываемость и эстетику. Всегда предпочтительно иметь некоторое изменение размера частиц, а не абсолютную однородность, потому что объем пустот между частицами будет меньше, чем при однородных размерах частиц. Хотя можно смешивать разные пески разного размера вместе способом, аналогичным сортировке заполнителей, обычно используется только один тип песка. Большая часть песка, особенно насыпного или мелкого песка, уже имеет гранулометрический состав, который может несколько отличаться.

Для достижения адекватной удобоукладываемости объем цементного теста должен быть достаточно большим, чтобы вмещать все частицы заполнителя и обеспечивать некоторую удобоукладываемость, пока бетон свежий. Следовательно, цементный бетон обычно имеет высокое содержание цемента.

Leave a reply

Ваш адрес email не будет опубликован.