Як зробити бетон, пропорції, розрахунок складу бетонної суміші

Бетон - будівельний матеріал, що складається з речовини, що пов'язує, піску і наповнювачів, який в результаті затвердіння перетворюється на камінь. Без бетону не обходиться жодна сучасна забудова, будь то зведення хмарочосів або створення садових доріжок. Завдяки своїм властивостям і довговічності, бетони давно використовуються людиною з метою отримати конструкцію необхідної форми і міцності. Однак є один нюанс: тільки правильно виготовлений бетон буде відповідати всім вимогам. Як зробити бетон, який буде не тільки міцний, але і довговічний? Давайте заглибимося в суть цього питання, і з'ясуємо всі тонкощі виготовлення правильної бетонної суміші.

Найважливіший інгредієнт - цемент

В бетоні будь-якої марки в якості сполучного речовини обов'язково виступає цемент. Існує безліч різновидів цементів, такі як портландцемент, шлакопортландцемент, швидкотверднучі цементи та інші. Всі вони відрізняються як якістю зв'язування, так і умовами використання кінцевого виробу. Найчастіше в будівництві використовується портландцемент. Всі цементи, що використовуються для будівництва, поділяються на марки, які позначають граничне навантаження на готовий виріб в мегапаскалях. У вітчизняних - ще додається буква Д і цифра, що позначає відсоток домішки. Наприклад, портландцемент М400-Д20 - це матеріал, готовий виріб з якого витримає навантаження в 400МПа, що містить до 20% домішок.

Дані про марках цементів, необхідних для отримання заданої марки бетону, при нормальних умови твердіння:

При виготовленні бетонів високих марок, 300 і вище, з економічних міркувань необхідно використовувати марку цементу, яка вище марки бетону в 2 - 2,5 рази.

В побутовому будівництві найчастіше використовують портландцемент марки 400 - його міцності цілком вистачає для цих цілей. У промисловому будівництві - частіше використовують цементи марки 500, а там, де очікуються великі навантаження - спеціальні цементи високих марок. Для того щоб правильно розрахувати пропорції бетону, необхідно володіти точною інформацією про марку і якості цементу, з якого ви збираєтеся будувати.

Іншим важливим аспектом є свіжість - цемент має термін придатності, і з часом втрачає свої властивості. Свіжий цемент - розсипчаста пил, без грудок і ущільнень. Якщо ви бачите, що в масі цементу є щільні шматки, то такий цемент використовувати в роботі не варто - він увібрав вологу, і вже втратив свої зв'язують властивості.

Пісок - який буває і який необхідний

Пісок теж може бути різним. Причому від якості цього компонента безпосередньо залежить кінцевий результат.

За гранулометричному складу піски поділяють на:

При виготовленні бетону використовують всі види пісків, однак якщо в піску багато пилу або глинистих частинок, то це може значно погіршити характеристики суміші. Особливо це стосується тонкого піску, що містить в складі значний відсоток пилу, він малопридатний для приготування бетону і його використовують в самому крайньому випадку.

Як приготувати бетон високої якості, і при цьому не помилитися з піском? Все просто - слід використовувати морський або річковий пісок - це найбільш чисті види будматеріалу, які не несуть в собі ні пилових частинок, ні глини. Необхідно стежити за тим, щоб пісок був чистим і не містив органічних забруднень. Кар'єрний ж пісок може бути дуже брудним - часто його не використовують в будівництві без попередньої підготовки, що включає мийку і відстоювання. Також в ньому може міститися безліч органічного сміття - коренів, листя, гілок і кори дерев. При попаданні таких домішок в бетон, можлива поява пустот в товщі, внаслідок чого, страждає міцність.

Ще одним важливим параметром, який потрібно врахувати - вологість піску. Навіть сухий по виду матеріал може містити до 2% води, а мокрий - все 10%. Це може порушити пропорції бетону, і викликати зниження міцності в подальшому.

Щебінь і гравій - найбільш популярні наповнювачі для бетону

Основним наповнювачем для бетонів всіх марок є щебінь або гравій - подрібнена гірська порода. Найчастіше використовується щебінь. Він також ділиться по фракціям, і має шорстку, нерівну поверхню. При підборі складу бетону слід також врахувати, що морська або річкова галька не може служити заміною щебеню, так як гладка, відполірована водою поверхню значно погіршує зчеплення каменю з іншими компонентами суміші.

Щебінь підрозділяється на наступні фракції:

Щоб ваш бетон простояв довгі роки і не зруйнувався, слід пам'ятати, що максимальний розмір каменів у щебені не повинен перевищувати 1/3 від мінімальної товщини майбутнього виробу.

Ще беруть до уваги такий показник, як пустотность наповнювача - обсяг порожнього простору між камінням щебеню. Обчислити його просто - взяти відро відомого обсягу, заповнити його щебенем до країв, і мірної ємністю лити в нього воду. Знаючи, скільки увійшло рідини, ми можемо обчислити пустотность щебеню. Наприклад, якщо в 10 літрове відро щебеню влізло 4 л води, то порожнистість цієї щебінки - 40%. Чим менше пустотность наповнювача, тим менше витрата піску, і, що не менш важливо - цементу.

Для максимального заповнення пустот слід застосовувати різні фракції щебеню: дрібний, середній, великий. При цьому необхідно враховувати, що дрібної фракції має бути не менше 1/3 від загального обсягу щебеню.

Крім гранітного щебеню і гравію, в залежності від призначення бетону, використовують керамзит, доменний шлак, а також інші наповнювачі штучного походження. Для легких бетонів застосовують деревну стружку, і подрібнений пінополістирол. Для надлегких бетонів - гази і повітря. Однак створення легких і надлегких бетонів пов'язане з рядом складнощів, і правильно виготовити такий продукт поза промислового цеху навряд чи вдасться.

В залежності від щільності, все наповнювачі для бетону підрозділяють на пористі (. 2000 кг / м ³ ) і щільні (. 2000 кг / м ³ ). Також не варто забувати, що природні наповнювачі мають невеликий радіаційний фон, який притаманний усім гранітним породам. Звичайно, це не джерело радіаційного забруднення, але все-таки варто пам'ятати про таку властивість натурального каменю в якості наповнювача бетону.

Вода - вимоги для приготування бетону

Вода не менш важливий компонент, ніж цемент або пісок. Можна взяти собі за правило одну просту істину - будь-яка вода, придатна для пиття придатна і для замішування бетону. Ні в якому разі не можна застосовувати воду з невідомого джерела, відпрацьовану воду після виробництва, болотну та іншу воду, в якості якої ви не впевнені. Хімічний склад та інші показники води можуть сильно вплинути на характеристики міцності готового бетону.

Таблиця № 1. Витрата води (л / м ³ ) при різному зерні наповнювача:

Важливо пам'ятати, що розрахунок складу бетону включає в себе всю вологу, присутню в будматеріалах до їх змішування. Якщо, наприклад, у вас в якості наповнювача запланований доменний шлак, то його вологість також має значення - по суті, це "зайва" вода, яку важко врахувати, але нею просто зіпсувати готовий розчин.

Від кількості води залежить ще один важливий показник - пластичність готового бетону. Для отримання пластичного бетону вода повинні бать додана строго по нормі. Перевищення необхідної норми також шкідливо, як і нестача води - бетон розшаровується, і втрачає свої якості. При замішуванні бетонної суміші пластичність бетону визначають на "око". Якщо бетон мимовільно сповзає з горизонтально розташованої багнетною лопати, то він вважається дуже пластичним. Якщо з лопати він сповзає тільки при невеликому її нахилі, то бетон вважається середньо пластичним. Прі не сповзання бетону навіть з нахиленою лопати він вважається мало пластичним. Коли бетон лежить на лопаті горбком, він вважається не пластичним. Робити бетон дуже рідким не можна так як він втрачає свої якості.

Набір міцності і марка бетону

Марка бетону - це здатність готового виробу витримувати навантаження на 1 см ² без пошкоджень. Марку бетону визначають на 28 добу після його виготовлення. Вся справа в тому, що швидше за все міцність бетон набуває протягом 7 діб. За цей час він може знайти до 40% міцності. Після 7 діб, хороший набір міцності йде до 28 діб.Після проходження 28 діб набір міцності різко знижується, але продовжується ще деякий час.

Графік набору міцності бетону, при нормальних умовах.

Як розрахувати склад бетону

Щоб правильно провести розрахунок складу бетону, важливо володіти певними даними.

Сюди входять:

• Необхідна марка бетону;
• Потрібна пластичність суміші;
• Марка цементу;
• Дані про гранулометричному складі піску і щебеню.

Можна виділити два способи розрахунку складу бетону - за ваговим співвідношенням цементу, піску і щебеню і об'ємному співвідношенню цих матеріалів. І в першому і в другому випадку цемент завжди приймають за одиницю (за одну частину), а всі інші складові бетонної суміші у вигляді частини ваги або обсягу цементу.

Розрахунок складу бетону за вагою

Зробимо розрахунок складу, для отримання бетону середньої пластичності, марка міцності якого на 28 добу буде М200.

Припустимо, що ми маємо:

• Портландцемент М400;
• Щебінь середньої фракції;

Для Спершу нам необхідно визначити водо-цементне відношення (В / Ц). В / Ц - це пропорція ваги води і цементу, яка необхідна для приготування бетону певної міцності. Визначають цей показник за формулами або досвідченим шляхом. Ми пропонуємо вже знайдені значення В / Ц, які зібрали у вигляді таблиці.

Таблиця № 2. Значення В / Ц для різних марок бетону.

Марки цементу	Марки бетону
	100	150	200	250	300	400
300		0,75	0,65	0,55	0,50	0,40	-
	0,80	0. 70	0. 60	0. 55	0. 45	-
400		0,85	0,75	0,63	0,56	0,50	0,40
	0 , 90	0,80	0,68	0,61	0,55	0,45
500		-	0,85	0,71	0,64	0,60	0,46
	-	0,90	0,76	0,69	0,65	0,51
600		-	0,95	0,75	0,68	0,63	0,50
	-	1	0,80	0,73	0,68	0,55
- показники для гравію. - показники для щебеню.

Знаючи необхідну марку бетону і використовувану марку цементу знаходимо значення В / Ц. В даному випадку воно складе 0,63.

Тепер з таблиці № 1 знаходимо необхідну кількість води для отримання бетону середньої пластичності, при розмірі щебеню 40 мм. В результаті отримуємо значення 190 л / м ³ .

Після цього ми можемо розрахувати необхідну нам кількість цементу на 1м ³ бетону. Для цього 190 л / м ³ розділимо на 0,68 і отримаємо 279 кг. цементу. З таблиці № 3 знаходимо пропорції бетонної суміші, для необхідної марки бетону М200 і марки цементу М400.

Таблиця № 3. Вагові співвідношення цементу, піску і щебеню.

Співвідношення Ц: П: Щ буде 1: 2,8: 4,8. Якщо цементу нам необхідно 279 кг, то 279 * 2,8 = 781 кг. піску і 279 * 4,8 = 1339 кг. щебеню. Разом виходить, що для приготування 1 м ³ бетону середньої пластичності і марки М200 з портландцементу М400 і щебеню середньої фракції, необхідно:

В домашніх умовах для вимірювання різних сипучих матеріалів часто використовують 10 літрове відро. Щоб вам було простіше заміряти матеріали, ми наведемо дані про масу того чи іншого матеріалу, що міститься в одному 10 літровому відрі:

• Цементу - 13 - 15 кг, залежить від ущільнення.
• Піску - 14 - 17 кг, залежить від вологості.
• щебеню або гравію - 15 - 17 кг, в залежності від розміру фракції.

Необхідно розуміти, що методика цього розрахунку трохи поступається методикам застосовуваним при будівництві великих об'єктів, але це куди краще принципу - давай цементу побільше, щоб вийшло міцніше.

Крім застосування пропорцій по масі застосовують і пропорції складу бетону за обсягом. Однак цей спосіб менш точний.

Таблиця № 4. Об'ємні співвідношення цементу, піску і щебеню для бетону різних марок:

Як правильно замісити бетон

Існує як ручний спосіб замісу, так і механізований, - за допомогою бетономішалок і міксерів.

Ручний спосіб замісу бетону

Давайте розглянемо ручний спосіб замісу, як найбільш популярний в присадибній будівництві. Для правильного замісу суміші, необхідна ємність, в якій буде проводитися змішання всіх складових. Це може бути як звичайне жерстяне корито, так і зібрана спеціально ємність. У неї насипають весь необхідний для замісу пісок і в борозну посередині засипають цемент. Після ретельно втручаються пісок з цементом, до отримання однорідної сірої маси. Потім вийшов матеріал змочують водою, і знову гарненько заважають. Пізніше додається щебінь, і суміш змішалась до стану, коли розчин покриє кожен камінь наповнювача. При цьому потроху додається вода, кількість якої залежить від необхідної пластичності. Після того, як суміш стане однорідною, і всі камені наповнювача покриються розчином, бетон готовий до укладання.

При ручному способі замісу є один важливий момент, а саме - швидкість укладання бетону. Навіть при незначній затримці, бетон в кориті може расслоиться (це виглядає як виступила зверху вода), і втратити частину своїх властивостей. Тому важливо швидко укладати бетон в опалубку.
Кращим варіантом того, як приготувати бетон буде механічний спосіб замісу за допомогою бетономішалки. Плюсами подібного способу буде отримання гарантовано однорідної суміші і висока якість отриманого бетону.

Заміс бетону в бетоносмесителе

Для замісу в бетономішалці спочатку насипають цемент, і заливають мінімум води. Отримавши однорідну емульсію, в міксер додають пісок з розрахунку пропорції. Далі розчин втручається з додаванням необхідної кількості води. Після отримання розчину, в бетономішалку можна засипати наповнювач.

Плюсом механічного способу замісу буде те, що бетон не розшарується, і може залишатися в обертовому міксері до однієї години без втрати своїх властивостей. Однак міксер не варто розташовувати далеко від місця укладання - щоб уникнути втрати бетоном своїх властивостей під час доставки.

Дотримуючись цих нескладних правил, ви отримаєте надійний конструкційний матеріал, який з роками ставатиме все міцніше!