Складові частини бетонних сумішей
Бетон це штучний камінь, що складається з суміші вяжучого, води і заповнювачів дрібної (пісок) і великого (щебінь, гравій). Бетон в рідкому вигляді можна заливати в будь-яку форму, на цьому засновано виготовлення бетонних конструкцій. Особливо широко в індивідуальному житловому будівництві при будівництві стін, фундаментів і цоколів застосовується шлакобетон.
Бетон є штучним каменем, який виготовляється з суміші вяжучого, води і заповнювачів, вимірюється в кубометрах.
На збільшення міцності бетону впливає посилення його металевою арматурою.
Виробництвом таких виробів в основному займаються заводи залізобетонних виробів (ЗБВ), де є лабораторії, в яких можна провести розрахунок бетонної суміші.
В індивідуальному житловому будівництві для приготування бетонної суміші використовуються ті ж вяжучі матеріали, що і при виконанні камяних робіт (цемент, глина, вапно). Гіпс (алебастр) застосовується для будівництва шлакобетонних внутрішніх стін і перегородок. При зєднанні з гіпсом тирси створюється непросідаючих опилкобетон.
Складові частини бетонної суміші
Поетапна схема приготування бетонної суміші.
Крупним заповнювачем бетону вважається шлак, щебінь і гравій.
Щебінь - будівельний матеріал, який представляє собою подрібнений до 8 см цегла або камінь.
Гравій - будівельний матеріал (великий заповнювач), який являє собою невеликий камінь, видобутий в карєрах. У нього окатанні межі, і при використанні як крупний заповнювач (в порівнянні зі щебенем) при одному і тому ж кількості вяжучого він дає менш міцний бетон. При видобутку гравію в карєрі можливо його забруднення глиною, тому перед початком завантаження в суміш його ретельно промивають водою, інакше бетон буде слабким.
Від міцності щебеню безпосередньо залежить якість бетону. Щебінь, зроблений з таких міцних каменів, як діорит, граніт, піщаник і інші, має більшу вагу і є хорошим теплопровідником, тому стіни з бетону з таким щебенем доводиться робити потовщеними (холодний бетон). Гранітний щебінь застосовується тільки в холодних конструкціях (фундаменти, стовпи).
Для будівництва бетонних стін в основному застосовуються пористі і легкі наповнювачі: пемзовий щебінь, пінобетонні шматки, керамзит, цегляний. В індивідуальному житловому будівництві широко застосовується просіяний шлак, як невеликий, так і великий, який замінює гравій.
Конструкція стовпчастого бутового фундаменту в пучністих і непучністих грунтах.
Бетон, приготований з суміші цементу, води і шлаку, в якому більше 20% незгорілого вугілля, не володіє високою міцністю, що слід враховувати при будівництві. Він погано протистоїть дії вологи і морозів. У місцевості, де є гравійні карєри і немає піщаних можна готувати суміші бетону, до складу яких входить вяжучий будівельний матеріал і гравій розміром 5-50 мм (найкращий розмір для якісного бетону - 10-20 мм). Можна застосовувати і цегельний щебінь таких же розмірів.
Великопористий (беспесчаний) бетон складається з густого цементного тесту, який, обволікаючи поверхню шматків щебеню або гравію, не заповнює простір між ними. Для запобігання появи тріщин і в цілях економії вяжучого будівельного матеріалу в цементне тісто як заповнювач вводиться пісок (річковий або гірський).
Пісок, що добувається в карєрах, має гострокутну форму, що покращує міцність зчеплення вяжучого будівельного матеріалу з піском. Річковий пісок більше підходить для приготування штукатурних розчинів.
Вяжучі будівельні матеріали
Співвідношення між компонентами покупної бетонної суміші для стяжки підлог
В основному це порошкоподібні або кускові будівельні матеріали. При зєднанні в певній пропорції з водою вони повязують окремі цеглини, піщинки, камені. Цемент, вапно, гіпс, глина та інші матеріали застосовуються для приготування будівельних розчинів і бетонів. Цемент - порошок різних відтінків. Цементи розрізняють по найменуванню (наприклад: звичайний портландцемент, шлакопортландцемент і т.д.) і маркам. Бувають цементи марок 100, 200 і т.д. (До 600). Марка цементу позначає величину тиску в кілограмах на 1 см поверхні, при якому руйнується затверділий цементний камінь. Чим вище його марка, тим менша кількість його витрачається для отримання розчину і тим міцніше виходить затверділий розчин.
Для малоповерхового будівництва в звичайних умовах придатні цементи найнижчих марок (М200, М300). Цементи високих марок (М400, М600) застосовують для тих частин будівлі, які будуть перебувати в умовах постійної вологості (фундаменти нижче ґрунтових вод, ями).
Таблиця 1
| Марка цементу | коефіцієнт |
| М200 | 1 |
| М250 | 0,9 |
| М300 | 0,8 |
| М400 | 0,7 |
У таблиці вказано числове співвідношення кількості цементу різних марок для приготування розчинів однакової міцності. Ця залежність дається у вигляді коефіцієнтів - чисел, на які треба помножити кількість цементу марки М200, щоб отримати шукану кількість цементу іншої марки.
Схема визначення рухливості (величини осадки конуса) бетонної суміші.
Приклад: є розчин складу 1: 5 (відповідно цемент і пісок) При марці цементу 200. Для приготування розчину тієї ж міцності складу останнього буде 0,8: 5.
Вапно технічна перед застосуванням повинна бути погашена водою. При зєднанні з водою вона в 4 рази збільшується в обємі і розігрівається. Залежно від сорту вапна визначається кількість води для гасіння. Від швидкості і повноти розпаду шматків визначається сорт вапна.
Перший сорт - немов грудки крейди розпадаються за 10 хв. Заливаються водою на всю висоту шару.
Другий сорт - немов грудки крейди розпадаються протягом 15-25 хв. Заливаються водою на половину висоти, надалі воду додають до потрібної консистенції вапняного розчину після гасіння.
Третій сорт - немов грудки крейди розпадаються довше 30 хв. Вода для гасіння такої вапна повинна бути гарячою і заливається невеликими порціями. Перед приготуванням вапняного розчину в великих обсягах необхідно зробити пробний розчин з невеликою кількістю вапна.
У будівельних організаціях, що мають свої лабораторії, склад бетонної суміші визначають відповідно до СНиП 52-01-2003 року. Попередній розрахунок складу бетону (Цемент, вода, заповнювачі, армування) ведеться за формулами в абсолютних обсягах з урахуванням вимог, що предявляються:
- довговічність;
- економічність;
- міцність.
Склад бетонної суміші в ІЖС
Таблиця для отримання певної марки бетону з цементу марки М 500.
При індивідуальному житловому будівництві, коли не можна зробити дослідження якості важкого бетону, забудовнику потрібно знати, що для складу цементного розчину кількість води і цементу однаково і додається 0,07 від кількості піску. Приклад: в розчинний ящик покладена одна вагова частина (відро) цементу і 7 вагових частин (відер) песка- необхідну кількість води буде рівним (розрахунок: 1 + 7 0,07 = 1,49) 1,5 відра. При приготуванні бетонної суміші дана кількість води спочатку може здатися недостатнім, але при більш ретельному перемішуванні вода знову виступить, так як в розчині не залишиться повітряних пробок.
Щоб зробити розрахунок необхідної кількості важкого бетону для будівництва фундаменту, потрібно знати геометричні формули розрахунку обсягів. Будівництво фундаменту - найбільша стаття витрат, і при розрахунку бажано не помилитися, тому що від нього залежить кількість закуповуваних будівельних матеріалів.
При підвищенні марки цементу на 100 кількість заповнювача (дрібного і крупного) у формулі важкого бетону можна збільшити на одну обємну одиницю, розклавши її відповідно на великий і дрібний заповнювач. Наприклад, при цементі М200 складу бетону 1:10 (цемент: пісок) - при цементі М300 складу бетону буде 1:11 і т.д.
З бетонної сумішшю, що містить невелику кількість води, працювати важче, вона має більшу трудомісткістю, але такі суміші, звані жорсткими, міцніше пластичних і швидко схоплюються.
Таблиці для розрахунку суміші бетону в лабораторних умовах
Залежно від місця майбутнього застосування бетону визначається його склад.
Значення водоцементного відносини (ВЦ)
Таблиця 2
| Проект марки бетону | Марка цементу | |
| 400 | 500 | |
| 100 | 1,03 | - |
| 150 | 0,85 | - |
| 200 | 0,69 | 0,79 |
| 250 | 0,57 | 0,65 |
| 300 | 0,53 | 0,61 |
Розрахунок кількості води і піску в бетонній суміші
Таблиця 3
| Найбільший розмір щебеню (мм) | Зміст піску від загальної кількості заповнювача за абсолютним обсягом (%) | Витрата води на 1 м бетону (л) |
| 10-12 | 56 | 230 |
| 15 | 52 | 220 |
| 20 | 49 | 200 |
| 25 | 46 | 195 |
| 40 | 41 | 185 |
| 50 | 39 | 177 |
| 70 | 35 | 167 |
Для розрахунку витрат будівельних матеріалів на 1 м важкого бетону, що володіє необхідними властивостями, повинна бути визначена його рухливість, яку в лабораторних умовах визначають за осіданням конуса бетону (ОК) або по розпливанням конуса (РК).
Для визначення рухливості необхідні такі інструменти:
Кельма - це відшліфована лопатка, яка необхідна в будівництві при кладці блоків і видалення з швів надлишок розчину.
- конус з листової сталі (1,5 мм.), висота якого 30 см, ширина верхнього підстави 10 см, ширина нижнього - не більше 20 см;
- сталева лінійка, виконана по ГОСТ 427;
- кельма;
- лист водонепроникного матеріалу, розмірами більше 700 700 мм (пластмаса або метал);
- прямий, гладкий металевий стрижень з закругленими кінцями.
Конус щільно встановлюють на гладкий, змочений водою лист і заповнюють його в три прийоми бетонної сумішшю різної консистенції. Шари повинні бути однакової висоти. При укладанні кожного шару їх штикують металевим стрижнем 25 разів. Час на заповнення конуса має бути не більше 3 хв.
Зняття конуса проводиться строго вертикально протягом 5-7 сек. Конус ставиться поруч з бетонною сумішшю, на нього кладеться рейка. Відстань від рейки до осілого бетону визначає його пластичність. Чим більше вміст води в суміші, тим більше вона осідає: жорстка - 0-2 см, пластична - 6-14 см, лита - 17-22 см.
Наприклад: потрібно зробити розрахунок витрат матеріалів на 1 м бетону марки М200.
У лабораторних умовах визначена рухливість важкого бетону (ОК) - 5 мм.
Розмір щебеню дорівнює 40 мм.
Водоцементне співвідношення В / Ц = 0,69.
Щільність для портландцементу 1,3 кг / см (умовна одиниця, приймається в ущільненому стані). При цьому дійсна густина без добавок становить 3,05-3,15 г / см
Необхідно зробити розрахунок витрати цементу (М 400) на 1 м .
Формула: Ц (цемент) = В (вода) / ВЦ (водо-цементне розчин).
По таблиці 2, 3 знаходимо значення В: (В / Ц) при застосуванні заповнювачем щебеню (40 мм) і піску 41%.
Розрахунок: Ц = 185: 0,69 = 268 кг.
Розрахунок кількості щебеню і піску в 1 м бетонної суміші.
Формула: А = 1000- (Ц / Yп) + В
Де: А - абсолютний обсяг,
Ц - цемент,
В - вода,
Yп - щільність для портландцементу.
Розрахунок: А = 1000- (268 / 3,1) + 185 = 729 л.
