Какой объем составляющих содержится в 1 м3 бетона

В строительстве используются марки бетона, которые предназначены для создания изделий, выполняющих конкретные функции в каркасах зданий. Параметры бетонных конструкций и их соответствие возлагаемым на них задачам зависят от соблюдения объемного и весового соотношения компонентов в бетоне. Ошибки в установлении пропорций, составляющих бетонный замес, ведут к проблемам, даже если используется готовая пгс.

Составляющие смеси и характеристики

Тяжелые бетоны имеют в составе цемент определенной марки, песок и щебень, которые после перемешивания до однородной массы затворяются водой. Цемент — связующий порошок. Широко используются портландцементы, которые получаются обжигом при высокой температуре композиции из известняка и глины.

К ним при измельчении добавляется гипс, который определяет скорость гидратации бетонного раствора. Обычно для изготовления тяжелых бетонов различного назначения от М100 до М450 применяются цементы марок М300 – М500. Наполнитель для связывания смеси — натуральный камень (щебень), получаемый дроблением породы.

В результате получается сыпучий зернистый (разных фракций) строительный материал. В зависимости от вида породы, он имеет различные характеристики твердости. В бетоне используются следующие типы щебенки:

• гравийная (из осадочных пород);
• гранитная (результат дробления гранита);
• шлаковая (продукт теплоэнергетики);
• известняковая (из осадочных горных пород);
• вторичная (из б/у асфальта, кирпича).

Гранит — самый твердый щебень. Песок формирует подвижность (текучесть) бетона, заполняя пространство между цементом и щебнем, и структурную равномерность распределения компонентов в объеме. Таким образом, бетон получает необходимую удобоукладываемость. Вода обеспечивает протекание реакций гидратации цемента в растворе (образование цементного камня), часть ее формирует мелкопористую структуру бетонных конструкций. В общем случае для получения одного куба бетонной смеси (без привязки к конкретной марке) может потребоваться цемента (от М500 и выше) 0,15 – 0,5 т, гравия 1,0 – 1,4 т, песка 0,4 – 0,8 т и воды 0,09 – 0,21 т.

Требования к компонентам

Основные компоненты бетонной смеси.

Важным является понимание того, какие значения свойств бетона и какая его марка требуются. Поэтому составляющие бетонной композиции должны соответствовать определенным требованиям для получения искусственного камня, имеющего заданные параметры качества. При отборе следует учитывать:

• для цементов — временной интервал схватывания, объем (вес), активность;
• для песка — чистоту, влажность, размер и форму фракций, объем (вес), пустотность;
• для щебенки — размер и форму зерен фракций (концентрация пластинчатой и игольчатой форм), вес (объем), прочность, влагопоглощение, чистоту;
• для воды — чистоту, объем.

Данные параметры формируют конечные марочные показатели характеристик бетона, а также не менее важные промежуточные показатели свойств — удобоукладываемости и плотности раствора. Невнимание к исходному качеству щебня, цемента, воды и песка ведет к недобору марочных значений, к примеру, величины прочности конструкций.

Важнейшие параметры — свежесть цемента и марочные характеристики (например, прочность, морозостойкость и пр.). Чем больше числовой показатель марки, тем выше значения характеристик. Щебень для смеси берется не весь подряд, а необходимых фракций (40 – 70, 20 — 40 мм и 5 — 20 мм).

Для наполнителя важна большая неправильность форм зерен и шершавость поверхности (известковый, гранитный щебни). Если используется гравийный помол с круглыми зернами, прочность уменьшается. Заполнитель следует избавить от пыли и грязи путем промывания. Данное требование относится также к песку. Он, как осадочная порода, должен состоять только из крупинок размером до 0,3 см и не должен иметь примесей глины.

Для очистки песчаную смесь следует промывать водой. Подготовка песка осуществляется последовательным просеиванием через сетки с ячейками 0,25, 0,12 см и 0,315 мм. Последние прошедшие сито фракции становятся заполнителями. Также важно сухой или мокрый песок используется. Влага в нем искажает действительное пропорциональное соотношение с другими компонентами.

Правильное водно-цементное соотношение обеспечивает необходимую длительность и интенсивность протекания реакций гидратации раствора. Оптимальное количество воды — 40% от веса сухого цемента. Увеличение ее объема расслаивает смесь, способствует недобору прочности, недостаточный объем останавливает твердение. Раствор должен быть густым, но не жестким, удобоукладываемым, но не вытекающим через швы опалубки. Рынок стройматериалов предлагает также воспользоваться готовыми песчано-гравийными составами (пгс), получаемыми добычей гравия и песка.

Речная смесь наполнителей содержит меньше глины и пыли, чем добываемая в карьерах. Дополнительное обогащение подобной смеси песком формирует полностью готовую композицию. Однако следует знать, что доля песка в ней должна быть 30% и выше (гравий до 70%). Незнание действительного содержания может привести к искажению правильного соотношения компонентов.

Марки бетона и соотношения песка, цемента и щебня

Пропорции компонентов смеси определяют марки бетона, а они, имея выраженные значения характеристик, используются для создания конкретных элементов конструкций (стены, фундамент, лестничные марши, перегородки или дорожки в саду) зданий. Бетон имеет развитую классификацию марок, к примеру, по:

• прочности на сжатие («М»);
• водонепроницаемости («W»);
• подвижности («П»);
• морозоустойчивости («F») и пр.

Модификацию (значительное усиление) показателей характеристик бетона также помогают осуществить различные добавки, увеличивающие жаропрочность, пластичность, морозостойкость, гидрофобность и пр.

Таким образом, соотношение веса компонентов задает параметры бетона. Сложившаяся практика применения различных составов выявила точные весовые соотношения частей раствора, которые в результате определяют свойства бетона. Марку задает количество цемента в смеси по отношению к песку и щебню. Поэтому в ряде случаев следует воздерживаться от применения пгс, так как ввиду незнания точного соотношения песка и гравия в ней невозможно заранее спрогнозировать качество будущего бетонного изделия (к примеру, фундамента).

Прогнозировать качество бетона нужно на основе точных соотношений цемента и наполнителей. Примером могут служить марки бетона от М100 до М450, приготавливаемые на основе цементов М400 и М500. В таблице 1 показаны в частях их пропорции. Например, соотношение 1,0 : 4,1 : 6,1 означает, что к цементу весом 1 кг берутся 4,1 кг песка и 6,1 кг щебня.

Таблица 1.

Так, легкий бетон М-100 укладывается в тротуары, дорожки, стяжки внутри зданий, из него создают ненагружаемые защищенные от непогоды конструкции. Облегченный М-150 уже допускается для формирования легких фундаментов (гаражи, сараи). Подпорные конструкции, лестничные переходы, основания площадок отливаются из марки М200. Бетон М-250 еще прочнее, поэтому зарекомендовал себя в частном строительстве, в том числе при отливке армированных плит перекрытий.

Самая применяемая марка М-300 при заливке ростверковых свайных и ленточных фундаментов кирпичных зданий высотой до 3-х этажей, отмостки. Из бетона М400 формируют фундаментные плиты многоэтажек, колонны, балки, сваи, монолитные бассейны и пр.

Достаточно дорогостоящий бетон М-450 используется при возведении особо прочных сооружений специального назначения (в том числе заглубленных), тоннелей, плотин.

Расчеты и показатели компонентов на куб бетона

При производстве бывает необходимо использовать единицы объема компонентов, например, когда на объект завезено несколько кубов компонентов для замеса бетона. Также, например, щебень и песок могут отпускаться не тоннами, а кубами. Масса цемента М400 (М500) в кубометре составляет от 1600 до 2500 кг, песка — 1500 кг, а щебня (фракция до 4 мм) — 1410 кг. Необходимо знать, что добавление песка в смесь не приводит к увеличению ее объема сверх 1 м3. Мелкая структура цемента заполняет пустоты между песчинками, поэтому вес смеси растет, а объем — нет.

Поэтому один м3 может без последствий «поглотить» до 400 кг песка. Чтобы узнать, сколько должно быть в 1 м3 компонентов, нужно сделать расчет. Один кубометр смеси любого бетона имеет определенную плотность. Расчет предполагает плотность смеси бетона заявленной марки разделить на сумму частей компонентов (таблица 1), которые входят в ее состав. Ответ – вес одной части состава. Далее нужно полученный результат умножить на числовое значение частей, указанных в пропорции для цемента, песка, щебня.

В итоге расчета станет известно, сколько этих материалов идет для наполнения одного кубометра бетона выбранной марки. Приняты такие ориентировочные плотности вещества марок (в 1 кубе):

• М400 и выше — 2500 кг;
• М250, М300 — 2200 кг;
• М200 — 1800 кг;
• М100, М150 — 1600 кг.

Расходы материалов на один кубический метр укладки приведены ниже в таблице 2.

Таблица 2.

Правильный подсчет, учитывающий марку цемента, предполагает, что она должна вполовину или больше превышать величину выбранной марки будущего бетона.

Вывод

Правильные пропорции материалов, входящих в бетон, позволяют обеспечить формирование конструкций, которые получат качества, соответствующие месту их установки в конструкции здания. Также подсчет расходных материалов обеспечивает экономию ресурсов и времени.