«Сколько вешать в граммах?» Пропорции компонентов бетона

С древних времен самым прочным материалом для строительства считался камень.

Но, как выяснилось, человек может создавать камень самостоятельно: искусственным камнем называют бетон.

Компоненты для приготовления бетона

В отличие от натурального камня, бетон изначально имеет подвижную, тестообразную форму, поэтому его можно залить в опалубку и получить изделие практически любой конфигурации. Этим он выгодно отличается от камня, обработка которого значительно сложнее.

Бетон или раствор? В чем разница?

Основной компонент как бетона, так и раствора — цемент. Это порошкообразное вещество серого (иногда белого) цвета, составляющие которого вступают в реакцию с водой, образую новые кристаллические соединения высокой прочности.

Важно!

Цемент — вещество водного твердения. Это означает, что смесь воды и цемента не просто высыхает, а, реагируя с водой, образует новый материал. Для того, чтобы реакции гидратации происходили полноценно, необходимым условием отвердевания бетона является высокая влажность и оптимальная температура воздуха (+ 18—20° С). Соблюдение этих условий напрямую влияет на прочность готового изделия.

Помимо портланцемента и воды, в цементные растворы включают также заполнители.

Состав бетона

Бетон — это твердый композитный материал, в состав которого входят:

1. цемент;
2. вода;
3. крупные заполнители (щебень, гравий);
4. мелкий заполнитель (песок).

Благодаря такому составу бетон — это очень прочный материал, который используется в монолитном строительстве, изготовлении фундаментов, плит перекрытий и прочих конструкций, требующих высокой прочности.

Состав цементного раствора

Цементный раствор не включает крупные заполнители и состоит из следующих компонентов:

1. цемент;
2. вода;
3. песок.

Консистенция цементного раствора более однородная; используют его для кирпичной кладки, оштукатуривания, стяжек под линолеум, ламинат, паркет.

Важно!

Как в бетонную смесь, так и в цементный раствор можно и нужно включать специальные химические добавки, которые обеспечивают дополнительные свойства:

1. пластификаторы, которые позволяют экономить цемент и воду, повышают пластичность и удобоукладываемость смесей, предотвращают ее расслаивание, повышают прочность и плотность готовых изделий;
2. противоморозные добавки, которые позволяют вести бетонные работы даже зимой;
3. ускорители твердения бетона, обеспечивающие быстрое схватывание;
4. гидрофобизирующие добавки, благодаря применению которых получается устойчивый к воздействию влаги бетон;
5. фиброволокно для объемного армирования.

Также существуют добавки, объединяющие сразу несколько свойств — суперпластификаторы.

Советуем изучить: Добавки для бетона

Требования к компонентам для бетона

Чтобы получить качественный материал, необходимо использовать компоненты, отвечающие определенным требованиям.

Требования к цементам для бетонов

Для бетона рекомендуется тяжелый портландцемент с высокой прочностью, минимум, ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016 (старое обозначение М400) — ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2016 (старое обозначение М500). Для цементного раствора может использоваться цемент более низких марок.

Вода

Для замеса бетона необходима чистая вода. Обычно используют холодную воду, но в условиях низких температур один из способов обеспечить прочность — замесить бетон на горячей (до 70° С) воде и прогретых заполнителях. Затем «теплый» бетон укладывают в прогретую теплым воздухом опалубку и укрывают. При массивной конструкции тепла, выделяющегося при реакциях гидратации, может быть достаточно для набора критической прочности. «Теплый» бетон также замешивают с добавлением противоморозных добавок.

Песок

Используют чаще всего речной песок, чистый, свободный от примесей и мусора.

Крупные заполнители

Размер фракции крупных заполнителей зависит от назначения бетона.

Различные технологии изготовления бетона

Не существует единой и для всех правильной технологии приготовления бетона.

Благодаря исследованиям стало возможным получать бетоны с заранее известными свойствами, тем не менее, в зависимости от конкретных условий окружающей среды, бетоны могут отличаться.

Поэтому применяется лабораторное испытание прочности образцов, которые твердели в аналогичных условиях.

Бетон может приготавливаться на бетонных заводах и поставляться к месту строительства. В этом случае его постоянно перемешивают, чтобы избежать схватывания, однако доставить его нужно оперативно, поскольку слишком долгое перемешивание вредит его свойствам.

В домашних строительных и ремонтных работах бетонные смеси и цементные растворы замешивают в небольших бетономешалках, строительным миксером или даже вручную, лопатой.

Методы замеса могут быть разными: иногда заполнители и цемент засыпают по очереди в воду с растворенными в ней добавками, в других случаях воду наливают в цемент, смешанный с заполнителями.

Важно, чтобы смесь была хорошо перемешана и отвердевала в оптимальных условиях.

Бетон своими руками: как правильно рассчитать пропорции компонентов

Большое значение для характеристик будущего бетона имеет соотношение компонентов.

Чем больше в смеси цемента, тем прочнее будет бетон. Но увеличение количества цемента влечет повышенные расходы. Поэтому важно выдержать баланс. Иногда используют цемент более высокой марки, но добавляют его в меньшем количестве.

Другой важный показатель — водоцементное соотношение или в/ц — отношение количества воды к количеству цемента. Чем больше значение в/ц, тем больше воды в смеси, а значит, смесь становится более жидкой.

С одной стороны, жидкая смесь — это неплохо, потому что она более подвижная, легко укладывается и уплотняется. С другой стороны, слишком большое количество воды отрицательно влияет на прочность, что видно из таблицы.

Для того, чтобы в смеси протекали реакции гидратации, достаточное водоцементное соотношение — 0,3. На практике это очень жесткая смесь, поэтому стандартное в/ц составляет 0,45—0,55.

Казалось бы, ситуация тупиковая, но на самом деле есть элегантный выход — добавление пластификатора.

Пластификаторы добавляются в очень небольших количествах и удорожают смесь незначительно. Но, благодаря тому, что они позволяют существенно (до 20%) экономить цемент, воду, а также беречь электричество, сокращая время обработки уложенного бетона (и даже отказываясь от нее), эти расходы можно вообще не учитывать.

Пропорции компонентов бетона можно узнать из таблиц.

Важно внимательно отнестись к единицам измерения: поскольку плотность компонентов смесей (кроме воды) не равна единице, их объем не совпадает с весом. Поэтому, если материалы взвешиваются, нужно ориентироваться на массовые доли, если отмеряется ведрами — на объемные единицы.

Так, например, исходя из таблицы, если нужно приготовить раствор бетона класса В20 на портландцементе ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2016 (старое обозначение М500), на каждое ведро цемента понадобится 2,4 ведра песка и 3,9 ведра щебня.

Расчет компонентов цементного раствора

В цементные растворы, которые используются для кирпичной кладки, ремонтных работ, оштукатуривания и прочих целей, не входит гравий и щебень. В штукатурные растворы могут добавляться известь, гипс, глина и другие дополнительные компоненты.

Пропорции компонентов для таких растворов можно узнать из таблицы.

Набор прочности бетона. Классы и (или) марки бетона

Превращение тестообразной бетонной смеси в плотный и твердый камень происходит в результате отвердевания бетона. Это процесс запускается реакциями гидратации, которые протекают в смеси цемента с водой.

Некоторые составляющие цемента реагируют быстро, вызывая первичное схватывание бетона, другие — медленно, способствую набору прочности в дальнейшем.

Бетон — уникальный материал, который медленно набирает прочность многие годы, но основная прочность набирается к возрасту 28 дней. В это время бетон достигает расчетной прочности.

Различают также критическую прочность — набор 50—70% от расчетной прочности, после чего бетону уже не страшны неблагоприятные внешние условия, и распалубочную прочность, по достижении которой можно снимать опалубку.

Важно!

В условиях строительства быстрое достижение распалубочной прочности позволяет увеличивать оборачиваемость оборудования, поэтому целесообразно использовать добавки-ускорители твердения. Также они применяются при зимнем бетонировании с целью быстрее достичь критической прочности бетона.

Прочность бетона — его основная характеристика, которая определяет его класс.

Важно!

До 1986 года в СССР в ходу были марки бетона, затем классификация изменилась. Классы и марки соответствуют друг другу не полностью. Марки, которые обозначаются литерой «М» и числовым показателем, обозначают среднее давление, которое выдерживает данный бетон (в кг/см2). Класс бетона, который обозначается литерой «В» и числом, показывает предельную прочность на сжатие в МПа.

Ознакомиться с примерным соответствием марок и классов можно в таблице.

Как сделать цветной бетон

Для изготовления цветного бетона используются порошковые красители, которые добавляются в раствор. Но из-за серого цвета цемента оттенки получаются пыльными. Чтобы получить чистые оттенки, нужно замешивать бетон на белом цементе.

Чтобы сэкономить дорогой белый цемент и пигменты, используют послойную заливку: сначала заливают обычный бетон, а сверху — слой цветного.

Цветной бетон широко используется для изготовления тротуарной плитки.

Бетон для фундамента своими руками

Для изготовления фундамента прежде всего нужно выбрать класс бетона:

1. для легкого деревянного дома — В15;
2. для кирпичного дома в один этаж — В20;
3. для двух- или трехэтажного дома — В22,5.

Необходимо точно соблюдать пропорции составляющих. Бетон замешивается в бетономешалке или вручную, с помощью лопаты.

В частном строительстве для облегчения работ и экономии материалов целесообразно воспользоваться пластификатором для бетона, который позволит увеличить удобоукладываемость смеси и повысить все основные характеристики готового изделия: прочность, плотность, морозостойкость и влагоустойчивость. Используйте специальную добавку для фундаментынх работ CemBase.

Видео: замес бетона своими руками

Видео: замес бетона вручную. 3 способа

Добавки для бетона позволяют получить «супербетон», который легко укладывается и уплотняется, не боится воды и мороза. Незнчительные затраты на приобретение добавок с лихвой окупаются впоследствии.