Какое соотношение цемента, песка и щебня в бетонном растворе
Имея практически универсальную сферу применения, бетон нуждается в тщательном контроле за пропорциями в ходе приготовления, любые ошибки приводят к ухудшению его рабочих характеристик и отклонению от ожидаемой марки. Основа – крупнофракционный наполнитель (щебень, гравий или аналогичные сыпучие материалы), песок, вяжущее и вода, нормы расхода и требования к гранулометрическому и химическому составу регламентированы ГОСТ 7473 и СНиП 5.01.23-83.
Классическое соотношение портландцемента, песка и щебня составляет 1:2:3, что подразумевает, что доля крупнофракционного наполнителя должна быть большей, чем у мелкозернистого. Содержание воды в общей массе не рекомендуют увеличивать свыше 25 %, точное количество в ведрах или литрах зависит от веса цемента. Марка определяется заданным классом бетона, согласно строительным нормам она превышает его вдвое или как минимум не уступает в выдерживаемой прочности на сжатие в МПа. По этой причине большинство разновидностей замешивается на основе портландцементов не ниже М400.
Количество вводимого щебня или гравия определяется объемом приготавливаемого бетона, крупный наполнитель является его костяком и основой. На практике на 1 куб уходит столько же дробленных фракций горных пород или продуктов просеивания, песок и портландцемент заполняют оставшееся пространство. Дозировка воды оказывает влияние на показатели жесткости и удобоукладываемости, отклонение ее в меньшую сторону приводит к неравномерному размешиванию и появлению сухих мест, в большую – к снижению марочной прочности и ускоренному образованию трещин.
Именно пропорция цемента и песка определяет класс будущего состава, в тяжелых и плотных сортах доля вяжущего увеличена до максимальной, и наоборот. Нормы расхода сухих компонентов и воды при замесе 1 куба в зависимости от требуемой марки приведены в таблице:
Приведенные пропорции актуальны только при использовании качественного и свежего цемента, чистого песка без примесей пыли и щебня с заданными нормами размером фракций. При расчете компонентов для замеса в бетономешалке с определенной емкостью основным ориентиром служит масса вяжущего, именно от нее отмеряют все остальные части, включая воду. В связи с этим возникает потребность перевода составляющих в ведра или литры с учетом насыпного веса каждого. При использовании цемента в мешках в пересыпке нет необходимости, в остальных случаях емкости рекомендуется взвешивать.
Средний вес 1 ведра для ПЦ М400 – 15 кг, песка – 19, щебня – 17,5, значительные отклонения от этих значений в большую сторону свидетельствуют об избыточной влажности материала.
В частном строительстве при приготовлении бетона ориентируются на его целевое назначение, для марки М200, признанной универсальной, стандартные соотношения сухих компонентов в ведрах составляют 2:5:9. Доля воды при этом поддерживается на уровне половины объема цемента. Смесь подходит для заливки стяжек, фундаментов, крылечек и аналогичных нагружаемых конструкций. При снижении требований к прочности раствора долю портландцемента уменьшают, при необходимости получения тяжелых видов – увеличивают.
При отсутствии точных данных о заданном классе бетона при расчете количества закупаемых ингредиентов ориентируются на средние нормы расхода на 1 куб – 0,15-0,5 т цемента, 1-1,4 – гравия или щебня, 0,4-0,8 – песка и 0,09-0,2 м3 воды. Точное значение можно найти с помощью таблиц или строительных калькуляторов. Рекомендуемая минимальная величина запаса для вяжущего составляет 5 %, для сыпучих наполнителей – 10-15 %.
Учитываемые требования
Помимо отслеживания выбранных пропорций цемента, песка и щебня и контроля за соотношением В/Ц при самостоятельном приготовлении бетона обращается внимание на:
1. Качество используемых компонентов и их соответствие строительным нормам.
2. Целевое назначение. Смеси для изготовления блоков и мелкоштучных изделий замешивают на основе ПГС и наполнителя с размером зерен не более 20 мм (чаще – меньше), для заливки фундамента – на исключительно высокоплотном щебне или гравии средней фракции, для формирования дорожного основания – с засыпкой частиц в пределах 20-40 и 40-70 мм.
3. Способ замеса. При необходимости получения большого количества задействование бетономешалки обязательно.
4. Требуемый объем порций и возможность их выработки в течение 0,5-2 ч. По истечении этого срока бетон расходовать нельзя, остатки также непригодны.
5. Сезон ведения работ и среднесуточную температуру воздуха. Оптимальные результаты достигаются в теплое время года (от +5 до +30 °С), холод или жара отрицательно влияют на характеристики цементосодержащих растворов. Соответственно, для снижения рисков вводят либо ускорители твердения и противоморозные присадки, либо воздухововлекающие добавки.
6. Потребность в улучшении рабочих параметров смеси, в свою очередь зависящую от ожидаемых нагрузок на конструкцию (вибраций, повышенного напора грунтовых вод, агрессивных сред). В ряде случаев засыпки самого качественного портландцемента и наполнителя недостаточно, прочность или стойкость к внешним воздействиям корректируются путем добавления металлической или полимерной фибры и модификаторов.
7. Густоту армирования бетонируемых конструкций, оказывающую прямое влияние на выбираемый размер фракций и допустимость ввода присадок, вызывающих коррозию.
Наиболее сильное влияние на характеристики смеси оказывает качество компонентов. При покупке цемента помимо марочной прочности обращается внимание на его активность, насыпной вес и временной интервал схватывания, в случае инертного наполнителя – на размер и форму зерен, влажность и чистоту состава. В отношении щебня также учитывается лещадность, отражающая долю игольчатых или пластинчатых частиц.
При высоких требованиях к выдерживаемой бетоном весовой нагрузки предпочтение отдается вариантам с большим содержанием кубовидных зерен. Вода в раствор вводится без примесей, исключение делается лишь при необходимости разбавления в ней модификаторов.
Источник
Пропорции цемента в бетоне
Свойства бетона делают его незаменимым при изготовлении объектов самого разного назначения. От того, насколько точно выдержаны пропорции, зависит однородность и пластические характеристики смеси, окончательная прочность готовых конструкций.
В формулу состава, предназначенного для создания монолита, обязательно входит щебневый или гравийный наполнитель (иногда керамзит, лом кирпича) и связующая часть – ЦПС с добавлением воды. Чтобы задать соотношение названных компонентов, подбор и расчет осуществляют по определенной схеме.
1. Оптимальная марка. Это нормируемый параметр, в числовом выражении равный прочности готового продукта на сжатие (в кг/см2). Выбирают в зависимости от назначения сооружения:
- подушка для бордюра, ремонт дороги – М100;
- свайный или ленточный фундамент, стяжка, садовые дорожки, бетонирование ступеней лестницы – М200;
- плитный фундамент, монолитные стены, перекрытия, лестничные марши – М300;
- железобетонные изделия, колонны, ригели – М350, М400;
- мосты, дамбы, перекрытия в метро – М500
2. Выбор марки цемента. Обычно она на 1-2 единицы опережает марку бетона.
3. Водоцементное отношение (В/Ц) по массе. Соотношение цемента и воды влияет на норму времени твердения и колеблется от 0,4 до 1,0. Его подбирают с учетом заданной прочности и типа наполнителя. В таблице приведены значения В/Ц при условии использования гравия и застывания смеси в течение 28 дней.
Примечание: если наполняют более легким щебнем, В/Ц увеличивают на 0,05.
4. Пропорции воды и готовой смеси. От массовой доли жидкости в кубометре бетона зависит его пластичность (подвижность). Очень пластичный раствор необходим для заливки армированных колонн и других ЖБИ, менее подвижный готовят для фундамента или стен. Чем крупнее фракция наполнителя, тем меньше нужно воды для получения куба.
Превышать нормативное количество воды не следует – бетон при этом теряет прочность. При снижении нормы жидкости готовый продукт расслаивается.
5. Весовая пропорция цемента и песка, а также наполнителя:
Рекомендации при изготовлении смеси
Зачастую компоненты набирают ведрами, не взвешивая. Если для мерной емкости выбрано 10-литровое ведро, учитывают, что в него входит по 15-17 кг гравия или щебня, 13-15 цемента и 14-17 песка.
Материал должен быть сухим, не слежавшимся, а сыпучим. Порошок быстро поглощает влагу даже при непродолжительном хранении, теряя при этом вязкость и прочность: за месяц утрачивается 10%, а за полгода – более 30% качественных характеристик. Поэтому рекомендуется производить закупку не ранее чем за 2 недели до использования.
Нужную разновидность вяжущего выбирают в зависимости от его особенностей и сферы применения:
- со спецдобавками, ускоряющими твердение – за счет них бетон созревает вдвое быстрее нормы (за 2 недели);
- портландцемент – пригоден для любого типа строительных работ, в том числе заливки фундамента; из него удобнее всего готовить смесь своими руками;
- шлакопортландцемент – он отличается от предыдущего варианта примесью гранулированного доменного шлака, большей тонкостью помола; подходит для изготовления массивных сооружений, контактирующих с морской водой;
- пуццолановый портландцемент – благодаря высокой влагостойкости, нашел применение в создании подводных и подземных систем.
Чтобы приготовить бетон, рекомендуется брать песок фракции 1,2-3,5 мм (более мелкий для этой цели не годится). Сыпучий материал должен быть чистым: допустимый уровень глинистых включений либо ила – не более 5%, наличие грязи и мусора не допускается. Наиболее однороден и меньше всего содержит глины речной песок, поэтому он предпочтительнее карьерного. Для проверки качества его в небольшом количестве насыпают в ведро с водой и взбалтывают. Если жидкость сразу приобретет цвет глины или на дне появится осадок, то песок не имеет нужных кондиций.
3. Щебень или гравий.
Оптимальные размеры фракции наполнителя – от 8 до 35 мм, а если смесь готовится самостоятельно – от 10 до 20 мм. За счет однородности размеров элементы плотнее прилегают друг к другу, состав легко укладывается, а готовая конструкция получается более прочной. Нежелательно использовать гравий или щебень с пылью, мусором, глиной.
Чтобы с жидкостью в бетон не попали примеси кислот, щелочей, нефтепродуктов, солей, применяют питьевую воду.
Для приготовления состава отмеряют или взвешивают компоненты, выдержав нужное соотношение между ними. В бетономешалку вливают небольшое количество воды (сначала ведро, потом можно добавить еще немного), засыпают весь цемент. После перемешивания вводят песок, затем опять включают смеситель. В однородную массу добавляют щебень и остаток воды согласно пропорции. Перемешав еще раз, ее тут же используют для строительных операций. Все работы проводят при положительных температурах, чтобы цемент и вода вступили в реакцию, и продукт качественно затвердел. На морозе вода замерзает и разрушает искусственный камень изнутри.
Расчет количества компонентов для приготовления бетона
В качестве примера предлагается рассчитать весовой состав компонентов для получения среднепластичного раствора марки М300 при условии набора прочности через 28 дней. Исходное сырье: портландцемент М400, щебень фракции 20 мм.
1. Определяют водоцементное отношение по таблице 1 (см. примечание): В/Ц = 0,55.
2. Выбирают количество воды для замеса 1 куба средней пластичности с использованием щебня 20 мм. Согласно таблице, для этого потребуется 205 л воды.
3. Учитывая В/Ц, рассчитывают вес цемента: 205:0,55 = 373 кг.
4. Выбирают из таблицы соотношение составляющих бетона: Ц/П/Щ =1/1,7/3,2. Исходя из него, находят массу песка и щебня – умножая коэффициенты на 373:
- песок – 373*1,7 = 634 кг;
- щебень – 373*3,2 = 1194 кг.
Вывод: для приготовления 1 м3 М300 нужно 373 кг цемента М400, 634 кг песка, 1194 кг щебня размером 20 мм и 205 л воды. В пересчете на ведро понадобится следующее количество компонентов: цемент – 27; песок – 41; щебень – 74; вода – 20,5 ведра.
Источник
