Бетон: растворы, пропорции бетона
Любой основательный комплекс ремонтно-строительных работ невозможно себе представить без применения специальных растворов. Строительные растворы являются очень популярной смесью. Применение их необходимо для самых разнообразных целей – от стяжек до декора. Раствор – это однородная (гомогенная) смесь различных компонентов, частицы которых распределены в массе других. Он получается тогда, когда затвердевает смесь основного вяжущего материала (как правило, цемента), заполнителей (песка) и затворителей (роль которых чаще всего выполняет вода).
При необходимости также добавляются различные модифицирующие добавки – пластификаторы и другие. Наиболее распространенной их формой (с химической точки зрения) являются жидкие растворы. Виды растворов могут быть абсолютно разными, и классифицируется это вещество по различным критериям. Например, по показателям плотности они бывают тяжелыми, со средней плотностью 1500кг ( и более)\м3 и легкими, средняя плотность которых находится в пределах до 1500кг\м3. Кроме этого, в зависимости от функционального назначения, они бывают:
- Гидроизоляционными;
- Талтопогенными;
- Инъекционными;
- Кладочными;
- Отделочными и другими.
Очень многие обыватели, сталкиваясь с необходимостью строительных работ, часто задаются вопросом: чем отличается бетон от раствора? В первую очередь разница раствора и бетона заключается в количестве компонентов и назначении. Бетон состоит из четырех компонентов ( цемент, вода, мелкие и крупные наполнители – галька, щебень гравий и другие). Строительный же раствор состоит, как правило, из трех – это цемент, песок и вода. В бетон всегда добавляют более крупные наполнители (щебень, гравий) а раствор – мелкие (песок). Также отличие раствора от бетона заключается в области применения: первые используют как заполнители различных швов для связки разных элементов и отделки, а второй применяется для изготовления более габаритных изделий и элементов различных конструкций. Зато у них несколько общих признаков. Например, способы подачи и доставки вещества на объект: их транспортируют в специальных автомашинах, и подают автоматически или в специальных емкостях. Тара для бетона и раствора – это специальные бадьи, которые при помощи автокрана поднимаются на нужный объект, доставляя его в любое место.
Основными характеристиками этого вещества являются:
- Подвижность;
- Удобство укладки;
- Способность удержания влаги;
- Прочность.
Также очень важным параметром является плотность раствора. Это величина, которая определяет общую массу вещества, которая содержится в одной единице объема. От плотности зависят многие характеристики смеси – в первую очередь, ее прочность и назначение. Средняя плотность составляет от 1000 до 3000 кг/м3. Она также характеризует его марки в общепринятой классификации. Определение марки строительного раствора производится посредством испытания образцов в форме куба, ребром 7 сантиметров и возрастом не более 28 суток. Его заливают в специальную емкость и трамбуют. Затем снимают опалубку и хранят образец в подобном состоянии на протяжении 28 суток, после чего и возможно определить марочную прочность. Затем все полученные результаты умножают на определенные коэффициенты.
Масса раствора (а точнее вес одного м3) зависит в первую очередь от его наполнителей. Тут играет значение все: количество песка и гравия, их соотношение, фракция и происхождение. Ведь даже кубометр песка с фракцией 1 мм. будет весить почти 1400 кг, а с фракцией 2-5 мм – уже 1800 кг. Также массу определяет количество воды или других наполнителей. Объем раствора всегда измеряется в кубических метрах (м3) или сантиметрах (см3) и является основной единицей измерения этого вещества.
Как уже стало понятно, рецепт раствора прост – это смесь цемента, песка и воды. Вода не учитывается при расчете формулы, поэтому соотношение измеряется только на основе первых двух компонентов. Пропорция рассчитывается из количества частей песка по отношению к цементу. Например, 1 к 1, 1 к 2, 1к 3, 1к 4 и так далее. От этого зависят все характеристики раствора: его плотность, масса, область применения и прочность. Поэтому очень важным моментом является расчет раствора. Это процесс, которых требует точных вычислений и тут просто недопустимы ошибки. Зная марку вещества и необходимый объем, рассчитать точное количество воды, песка и цемента не составляет особого труда.
Бетон
Бетон является искусственным каменным материалом, который получают из рационально подобранных пропорций вяжущих материалов, наполнителей, воды и различных модифицирующих добавок. Это материал, получаемый после затвердения вещества, так как до затвердения это называется бетонной смесью. В зависимости от типа связывающего материала бетон может быть:
- Цементным;
- Гипсовым;
- Силикатным;
- Полимерным и другим.
Как известно, наиболее широкое распространение и применение получили бетоны, основанные на цементе и которые в качестве заполнителя применяют различные виды гранитного щебня и песка. Поэтому очень часто многие считают одним и тем же веществом бетон и цемент, хотя разница между ними состоит в том, что первый – это смесь нескольких компонентов, а второй – всего лишь один из этих компонентов.
Все бетонные смеси, производимые в нашей стране, имеют стандартную маркировку согласно государственным стандартам 1994 года. Показатели цифр, которые следуют за буквой «М» в маркировке, показывают процентное соотношение цемента в данной марке бетонной смеси. Например, смеси с маркировкой М100 и М200 являются сортами с низким количеством цемента, а смеси типа М500, М600 и выше – с высоким. Самые популярные марки, использующиеся в капитальном строительстве, – это марки с промежуточными значениями (например, М300-500). От марки главным образом зависит прочность бетона.
Основные характеристики бетона :
- Класс;
- Показатели морозостойкости;
- Гидроизоляционные свойства;
- Подвижность.
Также важным показателем, определяющим его эксплуатационные характеристики, является плотность бетона. Она зависит от наполнителей, и поэтому может отличаться при использовании различных материалов и их соотношений. Именно этот параметр демонстрирует, сколько цемента куб бетона используется в смеси. Например, можно ее увеличивать, добавляя тяжелый портландцемент или же уменьшая количество воды, но тогда возможны трудности при его укладке. По показателям плотности он может быть:
- ü Легким – с плотностью от 500 до 1900 КГ/м3. Сюда входят ячеистые бетоны, пено- и газобетоны, арболиты, перлитовые, керамзитовые и другие;
- ü Тяжелым – вес бетона от 1900 до 2600 КГ/м3. Это смесь на основе таких материалов, как щебень и песок, а также гравий и других плотных наполнителей. Является наиболее распространенным Просматривая фото домов из бетона, Вы увидите именно тяжелые марки;
- ü Особо тяжелыми – с плотностью, превышающей 2600 КГ/м3. Сюда входят смеси на основе лимонита, магнетита, барита и прочих. Используется, как правило, для постройки атомных электростанций, так как не пропускает излучение.
Расчет бетона осуществляется на основе его области применения, типа и марки. Для различных фундаментов, например (ленточного, плиточного, столбчатого) используется особое соотношение и объемы. Тут необходимые особо точные пропорции, поэтому лучше всего воспользоваться специальными калькуляторами, которые представленные на различных сайтах. Технология изготовления бетона заключается в тщательном перешивании компонентов в сухом состоянии, от которого зависит качество и долговечность смеси. Для небольших масштабов используется ручной способ, а для промышленных – специальные бетономешалки (гравитационного или принудительного типа).
Укладка бетона (а точнее бетонной смеси) и последующее уплотнение является самым важным и ответственным процессом, который отличается особой трудоемкостью. Для большого строительства бетонная смесь подается при помощи формы (бадьи) или же специальной техники – это самый оптимальный вариант для таких масштабов. Дальнейшая укладка производится также при помощи специальных агрегатов – бетоноукладчиков. Они позволяют укладывать смесь максимально прочно и плотно, заполняя все щели, углы и не оставляя пустот, что очень важно. После этого смесь уплотняют путем:
- Вибрации;
- Виброштампования;
- Центрифугирования;
- Вакуумирования;
- Прокатки.
Лучшим при этом считается именно вибрирование, качество и эффективность которого зависят от диапазона вибраций.
Для того, чтобы он набрал марочную прочность, должно пройти не менее 28 суток – только тогда он будет полностью готовым к эксплуатации. В промышленных условиях эти сроки могут быть сокращены посредством применения специальных добавок и нагревания, но при сохранении влажности.
Как известно, бетон, хоть и является физически прочным веществом, но он достаточно сильно подвержен истиранию, абразивным воздействиям и износу (особенно верхний слой). Многие годы для защиты от этих факторов поверхности отделывались другими материалами – плиткой, известью, деревом и другими. Сейчас же для этих целей служит специальная пропитка бетона. Она осуществляется смесями на водной, полимерной или органической основе и служит для защиты от пылеобразования, укрепления и повышения адгезионных свойств.
Бетон – это, пожалуй, самый распространенный на сегодняшний день строительный материал. Применение его настолько широко, что заменить его пока не в силах ни один материал. Бетонные блоки для фундаментов, здания, сваи и другие конструкции – все это делается именно из данного материала.
Каждая описанная марка имеет свои пропорции раствора. Например, бетон на ПГС (песчано-гравийную смесь) будет иметь свои пропорции, а бетон без щебня – свои. Для того, чтобы получить по-настоящему качественную и марочную смесь, необходимо строго придерживаться технологий. Состав бетонной смеси зависит от функционального назначения и условий эксплуатации будущих бетонных конструкций. Как известно, марка бетона зависит от процентного соотношения в нем цемента – так бетон М100 будет не такой прочный, как М400. Соответственно, М400 будет выдерживать куда более высокие нагрузки, чем М100, поэтому и пропорции для бетона тут будут разными.
Расчет пропорций каждой марки производится с учетом различных факторов:
- Фракции песка и щебня;
- Плотность этих заполнителей;
- Необходимые характеристики, которыми должен обладать бетон (морозостойкость, подвижность, гидроизоляция и другие).
Только при соблюдении точных технологических ном Вы получите необходимый по прочности и другим показателям материал.
Как приготовить?
Смеси для индивидуального строительства очень многие готовят самостоятельно, поэтому тут нужно обладать определенными знаниями – только тогда получатся действительно качественные растворы. Приготовление растворов и бетона своими руками – это привычный процесс, так как для небольших масштабов нет никакой необходимости нанимать спецтехнику. Перед тем, как заняться приготовлением растворов, необходимо предварительно определить его состав, рассчитать массу и подготовить все составляющие. Тип и марка его будет зависеть от:
- Технологии укладки;
- Функционального назначения;
- Типа наполнителей и их характеристик;
- Области применения;
- Условий эксплуатации.
В зависимости от этого и подбираются наполнители, просеиваются и оставляются только определенные фракции. По этому же принципу и можно дать рекомендации, как сделать и как рассчитать бетон.
Готовить их можно в любых емкостях, их размер зависит от того, какой объем раствора должен быть приготовлен. Вначале до однородной массы размешиваются сухие компоненты (песок и цемент для раствора и с добавлением щебня – для бетонов). Затем постепенно добавляется вода. Это может делать один или несколько людей, но всегда следует особое внимание обращать на углы резервуара, так как там особо часто забиваются заполнители, которые не размешиваются. Также для добавления различных дополнительных свойств в смеси вводят различные добавки.
Добавки
С целью придания разнообразных дополнительных эксплуатационных характеристик применяются специальные добавки в бетоны и растворы. Это могут быть:
- Пластификаторы, которые делают смеси более прочные и защищают от растрескивания. Это особенно необходимо при перепадах температур;
- Армирующие добавки (например, микрофибра) используются для увеличения запаса прочности бетонов и растворов;
- Добавки в цемент, увеличивающие или уменьшающие сроки схватывания растворов;
- Ускорители твердения;
- Воздухоподавляющие добавки;
- Противоморозные и другие.
С добавлением различных модификаций бетон и строительный раствор станет по-настоящему универсальным материалом.
Состав
| Л*обр. | Состав бетонной смеси, кг/м2 бетона | Время перемешивания, мин | окг см | Прочность при сжатии, МПа | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| цемент | песок | гравий | вода | в/ц | песка и цемента в смесителе | бетонной смеси | после пропаривания | после 28-суточного твердения | ||
| 1 | 320 | 610 | 1250 | 170 | 0,53 | — | 5 | 7 | 28,6 | 36,7 |
| 2 | 320 | 610 | 1250 | 170 | 0,53 | 1 | 3 | 9 | 29,4 | 58,4 |
| 3 | 320 | 630 | 1282 | 150 | 0,45 | 1 | 5 | 8 | 39,5 | 65,2 |
| 4 | 320 | 630 | 1282 | 150 | 0,45 | 2 | 3 | 9 | 37,5 | 64,5 |
| 5 | 272 | 650 | 1341 | 150 | 0,55 | 1 | 3 | 9 | 28,3 | 44,3 |
| 6 | 55) | 492 | 1186 | 220 | 0,4 | Помол цемента с 3% песка | 5 | 9 | 32,4 | 43,5 |
| 7 | 55) | 492 | 1186 | 220 | 0,4 | 1 | 3 | 8 | 33,7 | 68,5 |
Состав бетона обычно складывается из четырех основных компонентов – песка, щебня, цемента и воды. Такая же смесь, но без использования щебня будет называться цементным раствором или пескобетоном. Рецептура бетонных смесей различается от марки и характеристик, но самой популярной и «классической считается такая:
- v 1 часть цемента;
- v 4 части щебня;
- v 2 части песка;
- v 1\2 часть воды.
Эти цифры не абсолютны и совершенно условны. Состав раствора может меняться, в зависимости от различных показателей и требований, выдвигаемых к материалам.
Замес
Знание рецептуры и пропорций еще не гарантирует успех при приготовлении смесей. Очень важно знать, как замесить цементный раствор. Рассмотрим пример с традиционным на основе цемента (пропорции такие: 1 часть цемента и 3 части песка). Такая смесь может быть использована для оштукатуривания поверхностей или кирпичной кладки. Для этого понадобится специальная емкость – она может быть пластиковая или металлическая, это не важно. Желательно выбирать резервуар без острых углов, так как в них зачастую забивается песок и цемент. В эту емкость необходимо засыпать песок (3 части), а затем цемент (1часть). Сам цемент должен быть обязательно свежий, сухой и не содержать комков. Если же в цементе есть комки, то такое вещество необходимо обязательно предварительно просеивать.
Замешивают шпателем или лопатами ( в зависимости от количества) или в специальных бетономешалках. Вода добавляется постепенно, а не сразу, для равномерно распределения ее по всей массе вещества. Он не должен быть слишком жидким или слишком вязким. Чтобы знать, как правильно замесить цемент, необходимо также учитывать назначение раствора и условия применения.
Например, особого внимания заслуживает замес цемента зимой. В это время года процесс особенно сложен, так как тут действует комплекс неблагоприятных факторов:
- Охлаждение наполнителей;
- Снег и лед;
- Необходимость разогрева воды и других компонентов;
- Необходимость применения специальных добавок.
Следует очень тщательно перемешивать все компоненты, так как они обычно смерзаются, и на них присутствует наледь. Комки быть в растворе вообще не должны. Важным элементом будет противоморозная добавка. Она улучшит эксплуатационные характеристики бетонной смеси при низких температурах.
Смеси для фундамента также требует особого подхода. Перед тем, как замесить цементный раствор для фундамента , нужно определить условия и эксплуатационные характеристики бетонного фундамента, нагрузку на него и основные компоненты. Поэтому лучше всего применять марки бетона от М500 и выше. Пропорции для такого бетона также рассчитываются, исходя из влажности грунта. При высоких показателях этого параметра, количество воды в смеси отнимается, иначе строки затвердевания его будут очень высоки.
Строительные смеси на основе цемента и песка являются очень популярными, они используются везде и всегда. Зная рецептуру, пропорции и технологии приготовления, можно даже своими руками создавать смеси с высокими технико-эксплуатационными характеристиками.
