Состав бетона и его подбор

Правильный подбор состава бетона является одним из самых важных этапов в подготовке бетонного изделия. Главной задачей является получение бетона, удовлетворяющего заданным техническим требованиям и при этом обладающего минимально возможной стоимостью. Наиболее дорогостоящим элементом в бетоне является цемент, следовательно, расход цемента является тем параметром, который необходимо сделать минимальным. В этой статье мы расскажем об общей структуре бетона, - из каких элементов он состоит – а также приведем ряд основных понятий, которые необходимо разобрать, чтобы сделать подбор бетона на основе математического расчета (более подробно об услугах расчета здесь).

расчет состава бетонаВо-первых, следует развеять миф, что подобрать состав бетона – это очень сложно и это могут делать только в специализированных лабораториях и только люди в белых халатах с учеными степенями. Этот миф можно развеять очевидным фактом – бетон состоит из 4-х компонентов: вода, цемент, песок и последний элемент - гравий или щебень. Часто песок называют мелкий заполнитель, и гравий или щебень, соответственно, крупный заполнитель. Весь подбор состава основан на том, чтобы просто в правильном количественном соотношении эти компоненты подобрать. Отталкиваться следует от того, что берете 1 кг цемента, далее 0,5 кг воды (0,5 л), 3 кг песка и 5 кг щебня – все это смешиваете и делаете пробный образец. Далее, если этот образец удовлетворяет заданным техническим требованиям, то за основу берется этот состав, если нет, то тут нужно делать экспериментальную подборку – добавляете или уменьшаете долю того или иного компонента и снова делаете пробный образец. После десятка-двух экспериментов вы подберете правильный состав.

Технологии не стоят на месте и для того, чтобы уменьшить количество экспериментов были разработаны теоретические подходы – для предварительного расчета. Расчет состава иногда помогает сократить количество экспериментов до 3-5. А применение современных методов математического моделирования в некоторых случаях приводит к тому, что достаточно просто сделать пробный образец и контрольный. Мы разберем в следующих статьях как сделать такой расчет и как проводится математическое моделирование.

Остановимся несколько поподробнее на составляющих бетон компонентах. Вода – элемент, благодаря, которому цемент приобретает вяжущие свойства. Процесс взаимодействия цемента с водой называется гидратацией. Не любая вода подойдет для использования в бетонировании. Главное к ней требование – содержание не более 5 г/л минеральных солей и pH не менее 4. Хорошо подходит обычная водопроводная питьевая вода. Более подробно требования для воды вы можете почитать в ГОСТ 23732.

Цемент – вяжущий элемент, в процессе гидратации с течением времени образует твердое вещество – цементный камень. Цемент подразделяется на портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый цемент и другие. Важной характеристикой цемента является его марка, которая в свою очередь связана с маркой бетона. Марка цемента показывает сколько килограммов на 1 см2 выдерживает контрольный образец из этого цемента со стандартными параметрами (размеры, количество воды и песка). Например, М500 означает, что образец из данного цемента выдержит 500 кг на см2 и т.д. Для работы с цементом определены следующие стандарты – ГОСТ 10178 (портландцемент и шлакопортландцемент), ГОСТ 30515-97 (цементы, общие требования).

Крупный заполнитель – щебень или гравий, позволяет существенно экономить расход цемента (отличие по форме щебня от гравия можно увидеть на рисунках: слева - щебень, справа - гравий). Добавляется на этапе приготовления бетонной смеси и одними из важных его характеристик являются зерновой состав и наибольшая крупность заполнителя (размеры частиц). Более подробно крупному заполнителю посвящена отдельная статья. Для работы с крупными заполнителями определен ГОСТ 8267.

Щебень в составе бетона Гравий в составе бетонной смеси

 Мелкий заполнитель – песок, позволяет ликвидировать пустоты в крупном заполнителе. Наилучший вариант – природный кварцевый песок. Основными критериями, которыми необходимо руководствоваться при выборе песка, являются зерновой состав (по структуре и размерам) и наличие примесей (чистота). Для работы с песком существует ГОСТ 8736-93.

Для того чтобы сделать расчет состава бетона, вам необходимо разобраться со следующими ключевыми понятиями:

  • коэффициент вариации прочности
  • морозостойкость
  • удобоукладываемость
  • нормальная густота цемента и его активность
  • насыпная и истинная плотность цемента
  • модуль крупности и влажность песка
  • насыпная и истинная плотность песка
  • крупность и влажность заполнителя
  • коэффициент качества заполнителей
  • добавки в бетонную смесь

Несмотря на большое количество терминов, суть и взаимосвязь каждого из них проста - этому мы посвятили отдельную статью.

Комментарии закрыты.