Бетон является универсальной искусственной строительной смесью. Благодаря своей текучести он способен заполнять труднодоступные пустоты и принимать практически любые формы. После отвердевания смесь представляет собой прочную основу, способную выдерживать многочисленные нагрузки. Качественные характеристики смеси зависят от количества заполнителей и добавок на один куб.
Разновидности бетонных растворов
От используемых наполнителей зависит общий вес смеси. По этому показателю и производится общая классификация бетонных растворов. Различают три основных состава:
- легкие;
- тяжелые;
- сверхтяжелые.
К легким смесям относят такую продукцию как пенобетон, газобетон. В его состав входят облегченные компоненты, которые обеспечивают небольшой вес изделий. В среднем этот показатель не превышает 1800 кг на один куб. Сверхтяжелый состав встречается достаточно редко и является специфической продукцией. Он выполняется на основе тяжелых металлических руд, которые могут увеличивать общий вес одного метра кубического до 300 кг.
Заполнителями тяжелых бетонов является щебень и песок. Это классический вариант смеси.
Щебень, который добавляется в смесь, может иметь различные фракции и состав. Такое же условие относится и к песку. Максимальное значение веса одного куба не превышает 2500 кг.
Виды заполнителя
В зависимости от показателей наполнителя назначение бетонной смеси будет различным. Они отличаются между собой по составу и размерам. В производстве используются такие виды щебня:
- гравийный – эту разновидность применяют во всех распространенных марках для производства монолитных конструкций, добывают сырье из осадочных пород;
- известняковый – применяется этот вид заполнителя для железобетонных изделий, получают продукт путем дробления осадочных пород;
- шлаковый – такая разновидность сырья используется для обустройства и ремонта, автомобильных дорог;
- гранитный – представляет собой эта категория раздробленную щебенку, которая применяется для монолитных конструкций и заливки пустот;
- вторичный – продукт получают в результате дробления строительных отходов, его использование в ответственных конструкциях невозможно.
Как же определить, сколько нужно заполнителя для определенной марки. Существуют экспериментальные методы вычисления количества всех компонентов, которые входят в состав бетона. Также применяются расчеты, с учетом приблизительных соотношений используемого сырья. Рассмотрим возможные варианты.
Определение количества щебня
Основными компонентами тяжелого вида кроме цемента являются песок, щебень и вода. В зависимости от размера щебня меняется соотношение песка и воды в общем составе. В таблице ниже представлены количественные показатели для основных фракций заполнителя.
Состав марок
Для различных смесей в качестве наполнителя применяется определенный вид щебня. Для марки бетона М100-М300 нужно использовать рядовой наполнитель крупной фракции. Сорт М400 предусматривает применение улучшенного компонента. Щебень или гравий крупных размеров должен быть вымыт и не содержать посторонних примесей.
Более высокое качество обеспечивает наличие гранитного щебня или заполнителя из плотного известняка. Эти требования предъявляются для показателя прочности – 500–600. Все компоненты перед использованием проходят опытную проверку. В состав марки М600 надо включать только мелкозернистый гранитный щебень.
Для основных наименований существуют определенные пропорции компонентов, которые используются для производства бетона. Приведем примеры расхода.
Соотношение заполнителей для марки цемента М400
Можно определить необходимого количества заполнителя самостоятельно, используя специальные формулы.
Экспериментальный расчет
Приблизительное значение объема щебня в бетоне вычисляется следующим образом:
Щ=1000/(α*V пуст.щ /γнас. щ +1/γщ),
Где α – коэффициент раздвижки; V пуст. щ – пустотная масса, кг/л.; γнас. щ – объемная насыпная масса, кг/л; γщ– плотность, кг/л.
Параметры щебня:
- фракция – 20 мм;
- плотность – 2,5 кг/л;
- насыпная масса – 1,3 кг/л;
- показатель пустотной массы – 0,49 кг/л.
Коэффициент α для марок выше М400 находится в пределах 1,05–1,15. Для расчета объема заполнителя используется среднее значение – 1,1. Если следует выполнять расчет для других марок бетона, значение коэффициента можно определить при помощи специальных таблиц, адаптированных для всех видов бетона. Рассчитываем объем:
Щ= 1000/(1,1*0,49/1,3+½,5)=1227 кг/м³.
Получается, что на один куб приходится 1227 кг щебенки. Чтобы выполнить такой трудоемкий расчет, необходимо наличие справочной литературы, которая не всегда есть в наличии. В быту чаще используются другие методы.
Практическое вычисление
На 1 м³ тяжелого бетона приходится 1700—2500 кг. Точное значение определяют компоненты, которые входят в состав раствора, их расход определяется следующим образом:
- цемент 200–400 кг;
- песок – 500–700 кг;
- щебень 1100–1300 кг;
- вода – 100–200 литров.
Существует множество таблиц, по которым определяется количественное соотношение компонентов. На практике расчет выглядит следующим образом. Количество используемого гравия будет равно объему полученного раствора. Значит, на 1 м³ бетона, вам потребуется такой же объем наполнителя. Производство в домашних условиях надо выполнять в следующих пропорциях:
- цемент – 0,3 куба;
- вода – 180 литров;
- щебень – 1 куб или 1300 кг;
- песок – 650 кг.
Такой расход компонентов смеси будет отвечать всем требованиям. Увеличение объема щебня и песка в составе может привести к ухудшению качеств материала и снижению его прочности.
Вопрос. Здравствуйте! Решаю, какой щебень использовать для бетонного раствора. В доступе гравийный и гранитный материал. Сколько нужно щебня на куб бетона? Спасибо!
Ответ. Добрый день! Гранитный щебень и гравий – это основные заполнители тяжелых бетонов. При этом прочность гравия и щебня определяет а на сжатие. По большому счету различие между указанными материалами одно:
- Гранитный щебень – это продукт механического дробления изверженных гранитных пород. При дроблении образуются зерна неправильной кубической или лещадной формы.
- Гравий – это продукт естественного разрушения горных пород. В зависимости от происхождения различают: гравийные отложения по берегам озер, рек и морей (округлая форма зерен), водно-ледниковые наносы и отсыпки вокруг разрушающихся горных кряжей.
Соответственно принципиальной разницы по техническим характеристикам щебень и гравий не имеют. Вследствие неоднородности структуры, прочность и плотность гравия несколько ниже, чем гранитного материала полученного из одной глыбы. Однако вследствие отсутствия значительных энергетических затрат на измельчение, стоимость гравия значительно ниже гранитного щебня. Это определяет его востребованность и популярность.
Стоит донести информацию о применяемости разных фракций описываемых наполнителей
Гранитный наполнитель
- Основная фракция – частички имеющие габариты 20-40 мм. Используется при строительстве жилых и промышленных объектов.
- Крупная фракция – частички гранита габаритами 40-70 мм используется для возведения крупногабаритных конструкций: мосты, береговые укрепления, эстакады и т.п.
- Мелкая фракция – элементы щебня габаритами 5-20 мм используются в строительстве дорог, производстве асфальта, изготовлении тротуарной плитки, декора и небольших сооружений.
Гравий
- Фракция 10-20 мм используется для производства легкого бетона.
- Фракция 20-40 мм широко применяется в возведении мостовых переходов, взлетных полос, тоннелей, автомагистралей и ремонте.
- Фракция 40-70 мм – строительство зданий, изготовлении ЖБИ и ландшафтный дизайн.
Количество гранитного щебня и гравия на 1 м3 тяжелого бетона популярных марок на основе цемента (ЦЕМ I 32,5Н ПЦ, старая маркировка М400). Таблица
| Марка бетона | Количество гравия, кг | |
| М100 | 1150 | 1210 |
| М150 | 1140 | 1195 |
| М200 | 1127 | 1185 |
| М250 | 1115 | 1170 |
| М300 | 1105 | 1160 |
| М350 | 1095 | 1150 |
| М400 | 1085 | 1135 |
Количество гранитного щебня и гравия на 1 м3 тяжелого бетона популярных марок на основе цемента (ЦЕМ I 42,5Н ПЦ, старая маркировка М500). Таблица
| Марка бетона | Количество гранитного щебня, кг | Количество гравия, кг |
| М100 | 1150 | 1209 |
| М150 | 1145 | 1195 |
| М200 | 1130 | 1185 |
| М250 | 1115 | 1170 |
| М300 | 1105 | 1160 |
| М350 | 1095 | 1150 |
| М400 | 1083 | 1138 |
Как видим, расчетные показатели потребного количества гранитного щебня и гравия на приготовление 1 м3 бетона разных марок различаются незначительно, что подтверждает практическую одинаковость их основных технических характеристик.
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
Имеют в составе цемент определенной марки, 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 (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 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 (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 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.
Так, М100 укладывается в тротуары, дорожки, стяжки внутри зданий, из него создают ненагружаемые защищенные от непогоды конструкции. уже допускается для формирования легких фундаментов (гаражи, сараи). Подпорные конструкции, лестничные переходы, основания площадок отливаются из марки М200. еще прочнее, поэтому зарекомендовал себя в частном строительстве, в том числе при отливке армированных плит перекрытий.
Самая применяемая марка М300 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 М450 используется при возведении особо прочных сооружений специального назначения (в том числе заглубленных), тоннелей, плотин.
Но сколько взять каждого составляющего, чтобы смесь получилась хорошая и единородная? Обычно показатели объема бетона обозначают в кубометрах. И поэтому специалистам обязательно нужно знать точно, сколько цемента, песка и щебня в 1м3 бетона.
На количество используемых материалов влияет марка бетонной смеси. От того какие пропорции и соотношения были использованы, и будет зависеть прочность и технические характеристики полученного бетона.
К примеру, создавая 1 куб М 300, который является самым востребованным, необходимо взять 382 килограмма цемента марки М 400, 705 килограмм крупнозернистого песка, 1080 килограмм щебенки и 220 литров воды.
Как вычислить пропорции?
Существует некоторая схема для определения того сколько в кубе бетона песка, щебня и цемента:
- 1 объемная доля цемента М 400;
- 4,1 доля крупного песка;
- 6,1 доля щебенки.
Чем выше марка бетона, тем меньший удельный вес песка и щебня. Этот показатель характеризует быстроту схватывания бетонной смеси, а уже строители выбирают каким раствором им пользоваться в тех или иных ситуациях.
Соотношение цемента, песка и щебенки в бетоне различных марок:
| Бетон (марка) | Соотношение цемент:песок:щебенка | |
| М 400 | М 500 | |
| М 100 | 1: 4.1: 6.1 | 1: 5.3: 7.1 |
| М 150 | 1: 3.2: 5 | 1: 4: 5.8 |
| М 200 | 1: 2.5: 4.2 | 1: 3.2: 4.9 |
| М 250 | 1: 1.9: 3.4 | 1: 2.4: 3.9 |
| М 300 | 1: 1.7: 3.2 | 1: 2.2: 3.7 |
| М 400 | 1: 1.1: 1.7 | 1: 1.4: 2.8 |
| М 450 | 1: 1: 2.2 | 1: 1.2: 2.5 |
Знания о данных соотношениях помогут не только узнать, сколько в кубе цемента, песка и щебня, но и без особых усилий замесить необходимое количество бетона высочайшего качества.
Следует помнить еще несколько особенностей изготовления раствора. К примеру, чтобы получился качественный бетон, нужно брать щебенку с маркой в два раза выше, чем марка того материала, который вы желаете получить.
Простой замес бетона
Если вы не стремитесь к заводской точности, и марка бетона не так и важна, то существует очень простой способ заколота. Для этого берется 1 цементная часть, пол части воды, 2 части крупного песка и щебенки 4 части.
Перед началом работы с бетонным раствором, неважно опытный ли вы строитель или любитель делать все своими руками в первую очередь интересуют вопросы:
какая именно марка бетона нужна, определяется из от того, что планируется сделать?
какой расход бетонного раствора, как его употребить более экономно?
сколько материалов необходимо, и в каких пропорциях следует замешивать?
сколько надо купить цемента, песка и щебня чтобы на лишнее не тратиться?
сколько для замеса необходимо воды?
Давайте разберемся.
Сколько нужно щебня на 1 куб бетона зависит от того, какую марку бетона необходимо получить.
Существуют различные специальные таблицы, по которым легко определить какое количество цемента, песка, гравия(щебня) и воды потребуется на 1 куб бетона
Количество цемента, песка, гравия(щебня) и воды на 1 куб бетона
|
Марка бетона |
Марка цемента |
Вес цемента кг/м³ бетона |
Вес щебня кг/м³ бетона |
Вес песка кг/м³ бетона |
Объем воды л/м³ бетона |
Сколько надо щебня на 1 куб бетона, определяется по технологии изготовления раствора, Смесь для бетона замешивается из 9 частей - 1:3:5. Это означает, что компоненты берутся в частях: 1 часть – цемента, 3 части – песка и 5 частей – щебень.
Количество щебня на 1 куб бетона в основном составляет 1,4 тонны, в зависимости от типа щебня известняковый, гравийный, гранитный, шлаковый или вторичный.
|
Наименование материала |
Вес “куба” 1 м³, кг |
Вес ведра 12 л, кг |
|
Песок строительный ГОСТ 8736 – 93 |
||
|
Песок речной |
||
|
ПГС – песчано-гравийная смесь |
||
|
Керамзит ГОСТ 9757 – 90 |
||
|
Щебень гранитный |
||
|
Щебень песчаник |
||
|
Щебень терриконовый |
||
|
Щебень туфовый |
||
|
Щебень мраморный |
||
|
Щебень известковый |
||
|
Щебень шлаковый |
||
Для приготовления качественного бетонного раствора с минимальным наличием пустот в смеси необходимо использовать щебень различных фракций.
Щебень различных фракций
В магазинах продают стройматериалы в мешках, упакованных по 50 кг. Поэтому удобно измерять количества компонентов мешками. Чтобы приготовить 1 куб бетона М100, необходимо 166 кг цемента, т.е. надо купить 3 мешка и ещё 16 кг, для бетона М150 необходимо 205 кг или 4 мешка с добавкой в 5 кг.
В домашних условиях замесить 1 м3 бетона технически сложно и самостоятельно бетонный раствор замешивают порционно. В этом случае единицей измерения удобно использовать ведро, замешивают раствор следующим образом: 1 ведро цементного отвердителя, 5 ведер щебня и 3 ведра песка.
Таблица пропорций компонентов бетона при использовании
цемента марки М 400 (цемент, песок, щебень)
|
Марка бетона |
Массовый состав Ц:П:Щ кг |
Объемный состав на 10 л цемента П:Щ л |
Количество бетона из 10 л цемента л |
В качестве своеобразного измерителя пропорции раствора, компоненты можно измерять лопатами: 1 лопата цемента, 3 лопаты песка, 5 лопат щебня.
