Бетоны и строительные растворы – искусственные каменные материалы,получаемые из смеси вяжущего вещества (чаще всего это портландцемент и известь) и заполнителей.

При смешивании с водой вяжущее вещество вследствие процессов схватывания и твердения преобразуется в камнеподобное тело, прочность которого обеспечивает заполнитель (песок, щебень, гравий). .

Необходимые компоненты для приготовления раствора

Заполнитель

В строительном растворе использу­ется мелкий заполнитель (песок), а в бетонном – как мелкий (песок), так и крупный (щебень, гравий). Для приготовления строительных растворов (кладочного и штукатур­ного) используется мелкий песок с зернами диаметром до 2 мм. Иног­да в штукатурки со специальной фактурой добавляется более круп­ный песок (до 4 мм). На украинском рынке поставщики обычно предлага­ют два вида песка: овражный и реч­ной. Овражный песок, как правило, мелкозернистый (с размером зерен от 0,5 до 1,5 мм). В овражном пес­ке присутствует большое количество примесей, в т. ч. глинистых частиц. Его в основном используют для изго­товления растворов. Речной песок -среднезернистый, он чище и дороже овражного и применяется для изго­товления бетона.

В тощем бетоне (его класс прочности В7,5) заполнителем может служить только песок, но в более прочных бетонах -песок и гравий (шебень) диаметром до 31,5 мм. Необходимо использовать смесь щебня различных фракций, что­бы в готовой бетонной смеси между камешками было как можно меньше пустот.

Внимание! Заполнитель не может содержать загрязнений в виде кусков древесины, стекла, растений, поч­вы, торфа, илистого или пылеватого грунта. Все загрязнения необходимо удалить – лучше всего путем просеи­вания песка и гравия через сито.

 

Цемент

Цемент – это общее название группы порошкообразных вяжущих веществ на основе глинистых, известковых и мергелистых пород, а также различ­ных добавок. Самый популярный вид цемента – портландцемент (от на­звания полуострова Портланд в Анг­лии), содержащий высокий процент силикатов кальция. При строительстве частного дома, как правило, используется портландце­мент двух типов. Тип I – без добавок (точнее, их количество не превыша­ет 5%); в европейской классифика­ции цементов он имеет обозначение СЕМ I. Тип II – с добавками (6-35%); в европейской классификации цемен­ты этого типа имеют обозначение СЕМ II. В отечественной практи­ке о присутствии добавок в цементе говорит буква Д с цифрой, которая указывается в коде маркировки вслед за маркой. Например, маркировка ПЦ 500-Д20 говорит, что в портланд­цементе марки 500 присутствует 20% добавок – т. е. это цемент типа II. Обозначение ДО указывало бы на то, что в цементе добавок нет – т. е. це­мент типа I.

Для приготовления кладочных и штукатурных растворов исполь­зуется цемент классов 32,5 (М400) и 42,5 (М500). Портландцемент под­ходит для изготовления смесей, ис­пользуемых в условиях пониженной температуры (если среднесуточная температура ниже + 10°С). При высо­кой температуре, например, во время жары, оправдывает себя шлакопортландцемент (цемент типа III – в ев­ропейской классификации цементов эти цементы имеют обозначение СЕМ III) – из него можно выполнять штукатурные и кладочные растворы для полов или ограждений.

Внимание! Покупайте цемент в меш­ках, на которые нанесена марки­ровка. Перед покупкой проверьте, не слежался и не отсырел ли он – та­кой цемент использовать нельзя. Чтобы быть уверенным, что цемент в мешке соответствует заявленной на упаковке марке, материал нуж­но покупать только у авторитетных производителей.

Известь

Известь используется для приготовле­ния цементно-известковых растворов, а также применяется для повыше­ния удобоукладываемости цементно­го раствора. Сегодня уже не нужно гасить известь для приготовления растворов – можно купить готовую гидратную (гашеную) известь-пу­шонку в виде упакованной в мешки сухой смеси или известкового теста в ведрах. Она добавляется в цемен­тно-известковые кладочные и шту­катурные растворы, что улучшает их удобоукладываемость.

Внимание! При использовании из­вести необходимо соблюдать особую осторожность в связи с ее разъедаю­щими свойствами. Все работы нуж­но выполнять в перчатках и следить за тем, чтобы известь не попадала на кожу или в глаза.

Добавки

Добавки, входящие в состав раствора или бетонной смеси, меняют некото­рые их свойства. Пластификаторы -пластифицирующие добавки – увели­чивают текучесть смеси, делая воз­можным получение более жидкого раствора, который легче наносить.Суперпластификаторы - разжижа­ющие добавки – делают возможным уменьшение количества воды для раз­мешивания, улучшают обрабатывае­мость смеси, увеличивают прочность, водонепроницаемость и морозостой­кость бетона или раствора. Некото­рые добавки ускоряют твердение раствора или бетонной смеси, суще­ствуют также такие, которые делают возможным ведение работ при ши­роком диапазоне температур (часто от +35°С до -5°С и даже -10°С). Су­ществуют добавки, замедляющие процесс твердения бетона, что особенно удобно при бетонировании во время жары.Аэрирующие (воздухововлекающие) добавки уве­личивают морозостойкость, а также уменьшают влагоемкость затвердев­шего бетона. Большинство добавок продается в жидком виде в пласти­ковых упаковках, на которых указа­на информация о свойствах добавки, количестве и дозировке. Добавки со­ставляют, как правило, не более 2% от массы цемента.

Вода

Качество воды для приготовления бе­тонов и растворов регламентируется ГОСТом. Она должна соответствовать стандарту питьевой и не иметь посто­ронних примесей, особенно кислот, щелочей, масел и сахаров. Нельзя при­менять болотные и плохо очищенные сточные воды. Лучше всего руководст­воваться принципом, что любая при­годная для питья вода подходит и для размешивания раствора. Если мы соби­раемся использовать воду из реки или озера, следует проверить ее на пригод­ность в строительной лаборатории.

МАРКИРОВКА ЦЕМЕНТА

Цемент характеризуется маркой прочности, которая обозначает (усредненно) предел прочности на сжа­тие в кгс/см.

Стандартами установлены сле­дующие марки портландцемента: МЗОО, М400, М500. М550, М600. Чем выше марка цемента, тем прочнее конструкции, возводи­мые из бетона на его основе. Наиболее востребованы в частном строительстве марки М400 и М500. По европейским стандартам (а также уже в России и Беларуси), для оценки прочности цемента используют клас­сы (определяемые в МПа), а именно: 22,5 (примерно соответствует марке 300 действующего в Украине стандар­та); 32,5 (примерно соответствует мар­ке 400); 42,5 (примерно соответству­ют марке 500); 52,5 (примерно соответ­ствует марке 600).

Бетон

Какой бетон для чего служит

Бетон В7,5 так называемый тощий бетон, используется в качестве ос­новы при заливке фундаментов, из него выполняется выравни­вающий слой пола, а также стяжка на террасах. Из бетона В15 выполняют­ся фундаменты (фундамент­ные ленты, стены, плиты), перекрытия, венцы в пе­рекрытиях, слой пола на грунте, венцы  и столбики в мансардных аттиковых стен­ках, монолитные перемычки и лестницы.

На строительной площадке относи­тельно просто приготовить бетон низкой прочности В7,5 и соответ­ствующий большинству задач част­ного строительства бетон класса В15. Бетон более высокого класса, то есть с более высокими прочнос­тью и другими характеристиками, сделать гораздо сложнее. Бетон с легким заполнителем, например керамзитом, на стро­ительной площадке приготовить сложнее. Ведь при подборе ком­понентов необходимо учитывать пористость заполнителя, его спо­собность впитывать воду, а так­же точно придерживаться особой рецептуры смеси. Иной явля­ется очередность дозирования компонентов, и несколько удлиня­ется время приготовления смеси, чтобы заполнитель был достаточно увлажнен. Такой бетон подходит, например, для заполнения засып­ных пустотелых блоков для кладки фундаментных стенок.

Что такое хороший бетон

Бетон – это затвердевшая смесь цемента, заполнителей, воды и до­бавок. Количество компонентов нужно подобрать так, чтобы обес­печить необходимую консистенцию бетонной смеси, а также заплани­рованную плотность и прочность бетона. Обычно для определения состава нужны нормы, таблицы, на основе которых определяется рабочая рецептура 1 м3 смеси. Большое значение имеет количест­во песка. Как правило, оно должно составлять не менее 30% от массы всего заполнителя. Необходимую консистенцию обеспечивает пра­вильное соотношение массы це­мента и воды (чем это отношение меньше, тем больше текучесть сме­си) или специально подобранные добавки.

Плотность цемента, песка и гра­вия (щебня), которая обычно ука­зывается в таблицах, это удельная плотность (например, 3,1 кг/л для цемента и 2,65 кг/л для песка). Эти значения используются для состав­ления рабочей рецептуры смеси.

В действительности же во время засыпания цемента, песка или гра­вия (щебня) в ведро или тачку ма­териал разрыхляется и занимает больше места, то есть имеет мень­шую плотность.

Таким образом, в 10-литровом вед­ре помещается не 31 кг цемента, а всего 13 кг. поскольку насып­ная плотность цемента в среднем составляет 1,3 кг/л. Аналогич­но выглядит и ситуация с песком: в 10-литровом ведре поместится не 26,5 кг, а 16,3 кг, поскольку на­сыпная плотность песка – 1,63 кг/л. Отмеряя компоненты смеси ведра­ми, поверхность насыпанного в них материала выравнивают, снимая избыток дощечкой; не следует ут­рамбовывать или утрясать содер­жимое ведра.

Тощий бетон должен иметь кон­систенцию мокрой земли. Такую густую смесь, содержащую мало цемента, трудно тщательно пе­ремешать в бетономешалке. Ес­ли смесь должна использоваться в качестве основы, стабилизирую­щей грунт под фундаменты, лучше делать ее сразу в фундаментном котловане.

Если бетонирование выполняет­ся при низкой температуре, нужно уменьшить количество воды для размешивания на 10-20% и доба­вить соответствующую добавку.

Внимание! Нельзя доливать воду для того, чтобы сделать бетонную смесь более жидкой. В слишком густую смесь лучше добавить це­ментное тесто, имеющее такие же пропорции цемента и воды.

На протяжении часа в бетономе­шалке объемом 200 литров можно приготовить около 1 м3 бетонной смеси. Если за час нужно приго­товить больше смеси (например, для выполнения перекрытия), по­думайте о заказе готового бетона или об одновременном смешивании бетона в двух или трех бетономе­шалках. Так, например, для возве­дения 65 м- фундаментной стенки сечением 60 х 30 см нужно прибли­зительно 12 м2 бетона В15 и почти 6 м2 тощего бетона для заливки ос­нования толщиной 10 см.

МАРКИРОВКА БЕТОНОВ

Важнейшей характеристикой бето­на является прочность на сжа­тие. Еще недавно о прочности бетона судили только по его марке (обозна­чается буквой М с цифрой, указываю­щей на среднее арифметическое зна­чение прочности образцов на сжатие в кгс/см2). Полный диапазон марок -от М50 до M l000.

Сегодня основным показателем про­чности бетона, который указывается в нормативных документах, является класс бетона (обозначается буквой В с цифрой, указывающей на гаранти­рованную прочность в МПа, т. е. при­нимаемую с гарантированной обес­печенностью 0,95, что значит: заяв­ленная прочность достигается в 95% случаев из 100%). Полный диапазон классов – от В3,5 до В80. В основном диапазоне применения соответствие классов и марок бетона таково: В7,5 (М100);В10(М150); В12.5 (Ml 50); В15 (М200); В20 (М250); В22.5 (М300); В25 (М350); В30 <М400); 835 (М450); 840 (М550).

Бетон В7,5

Рецепт приготовления тощего бетона из портландцемента СЕМ I 32,5 (в украинской маркировке – М400-ДО)

Компоненты на 1 м3:

  • 160 кг цемента;
  • 2200 кг песка;
  • около 75 литров воды (консистен­ция должна напоминать мокрую землю).

Компоненты на мешок цемента 25 кг:

  • 25 кг (19 л) цемента;
  • 344 кг (211 л) песка;
  • около 11 л воды.

Очередность дозирования и концентрация

На подготовленном основании рассыпается слой песка, а на нем -слой цемента. Затем оба компо­нента тщательно перемешивают­ся (например, при помощи грабель) до получения однородного цвета. Подготовленный слой сбрызгивается небольшим количеством воды и уп­лотняется деревянной трамбовкой. Уход – Свежая смесь содержит мало воды, которая может очень быстро испа­риться, поэтому сразу после утрам­бовки тощий бетон нужно прикрыть пленкой.

Бетон В15

Рецепт приготовления бетона В15 из портландцемента СЕМ I 32,5 полужидкой консистенции (в украинской маркировке – М400-Д0)

Компоненты на 1 м2:

  • 275 кг цемента;
  • 590 кг песка;
  • 1377 кг гравия;
  • 165 л воды.

Компоненты на бетономешалку емкостью 200 л:

  • 44кг (34 л) цемента
  • 94 кг (59 л) песка
  • 220 кг (129 л) гравия
  • 26 л воды

Компоненты на мешок цемента 25 кг:

  • 25 кг (19 л) цемента;
  • 54 кг (34 л) песка;
  • 125 кг (74 л) гравия;
  • 15 л воды.

Очередность дозирования

После тщательного отмеривания коли­чества компонентов вливаем в бетоно­мешалку часть воды и засыпаем цемент. Постепенно досыпаем песок и гравий, одновременно доливая остальную воду. Смешанные с водой жидкие добавки доливаются в конце, если производи­тель не рекомендует иначе. Время перемешивания Длительность перемешивания вли­яет на качество бетонной смеси и прочность затвердевшего бетона. Слишком длительное перемешивание приводит к расслоению компонентов, из-за чего снижается прочность бето­на. Время перемешивания компонен­тов зависит от консистенции смеси; в среднем оно составляет пять минут.

Время использования Смесь должна быть использова­на как можно быстрее (до того, как она начнет твердеть), поэтому име­ет значение время транспортиров­ки от бетономешалки до места бето­нирования, а также время укладки и утрамбовки. В целом, оно не должно превышать 1,5 часов с момента сме­шивания, если температура окружа­ющей среды не превышает 20°С; если температура выше – не более часа.

Как правильно провести бетонирование

Укладка. На небольшом строи­тельстве бетонная смесь, как пра­вило, перевозится тачками. Лучше установить бетономешалку как можно ближе к месту бетониро­вания, поскольку максимальное расстояние, на которое мож­но перевозить смесь тачкой, составляет 40 м. Чтобы избежать расслоения компонентов смеси, высота, с которой будет сбрасывать­ся смесь, не долж­на быть больше 1 м. Чем бо­лее жидкой является смесь, тем эта высота должна быть меньше. Жидкую смесь нужно укладывать при помощи труб или желобов с вы­соты, не превышающей 50 см. Нужно избегать бетонирования во время дождя, жары и при температуре воздуха ни­же 5°С., поскольку в этих случаях трудно обеспечить соответствующие условия для схватывания бетона. Не следует допускать дли­тельных перерывов в бетонирова­нии. Если же процесс необходимо прервать более чем на три часа, пе­ред укладкой очередной партии бе­тона необходимо соответствующим образом подготовить рабочий шов (место соединения нового бетона со старым), т. е. очистить его. Если перерыв будет настолько длитель­ным, что бетон успеет затвердеть (образуется холодный шов), то пе­ред возобновлением работ верхний слой бетона нужно сбить мо­лотком, очистить шов от ос­колков и смочить водой. Бетонируя часторебристое перекрытие, бетонную смесь можно транспортиро­вать только по жестким под­мостям из досок (толщиной минимум 38 мм), уложенным перпендикулярно балкам пе­рекрытия. Бетон укладывают по всей ширине перекрытия, двигаясь перпендикулярно балкам. Емкость тач­ки для развоза не должна превышать 75 дм3. На 10 м: его площади расходуется от 0,7 до 0,92 м* бетон­ной смеси – в зависимости от высо­ты пустотелых блоков перекрытия.

Внимание! Если нет особой не­обходимости выполнять бетониро­вание при низких температурах, лучше отложить его на другое вре­мя, чтобы избежать риска получе­ния недостаточно прочного бетона.

Утрамбовка вручную. Уложен­ную смесь – особенно если она имеет жидкую и полужидкую консистенцию – можно утрамбовать вручную путем штыкования сталь­ным прутом. Лучше утрамбовывать слой толщиной 10-20 см, после чего сразу же укладывать следующий. Штыкование очередного слоя нуж­но выполнять так, чтобы концы прута входили в предыдущий слой на глубину 5-10 см. Пластичная бетонная смесь утрамбовывается путем штыкования деревянной палкой или стальным прутом, сплющенным на конце. Благодаря этому раствор хорошо заполняет опа­лубку и проника­ет между арматурными стержнями. Кроме того, из бетона устраняет­ся воздух, благодаря чему он уплотняется. В углах и в местах, в которых густо уло­жена арматура, поми­мо штыкования необходимо одновре­менно об­стукивать опалубку (особенно это касается стол­бов) деревянны­ми молотками или ломами. Нужно уда­рять не по доскам, а по план­кам, соеди­няющим доски. Обсту­кивание опалубки приводит к тому, что от нее отста­ют крупные зерна заполнителя, что предотвращает образование рако­вин (пустот). Но положительного результата можно достичь только в случае использования жидкой или полужидкой смеси. Бетон можно считать утрамбованным, если его поверхность выровнена и блестит от выступивше­го на ней цементного тес­та (цементного молока).Уход. Необходимо обеспечить благоприятные условия для схватывания бетонной смеси. Наиболее важным условием являет­ся поддержание соответствующей влажности бетона в течение мини­мум семи дней, если вяжущим явля­ется портландцемент, или 14 дней, если вяжущим является шлако-портландцемент. Фунда­ментные стены нужно поливать водой несколь­ко раз в день, особенно летом, во время жары. Не менее важно обес­печить защиту бетона от воз­действия солнечных лучей, дождя, ветра, а также от очень высокой темпе­ратуры воздуха. Сразу же после укладки и утрамбовки нужно на­крыть его пленкой или соломенны­ми матами. По бетону можно будет ходить, когда он достигнет мини­мальной прочности. Например, на бетон В15 из портландцемента, затвердевающий при температуре около 15°С, можно осторожно ступать через один день.

Европейская классификация бетона

В Европе бетоны маркируются в соответствии с нормативами EN 206-1:2003. в которых изложены технические требования к исходно­му сырью, критерии оценки свойств бетонной смеси и полученного бетон­ного камня.

Технические требования к бето­ну предусматривают определение класса бетона по прочности на сжа­тие – от С8/10 до C100/115. Например, в обозначении класса С8/10 первая цифра возле буквы указывает на нор­мативное сопротивление, определя­емое при осевом сжатии цилиндри­ческих образцов с диаметром осно­вания 15 см и высотой 30 см. Вторая цифра указывает на гарантированную прочность бетона, определяемую при осевом сжатии кубических образцов с длиной стороны 15 см; эта прочность соответствует принятому в настоящее время классу бетона по прочности на сжатие с обозначением В. Наши стандарты на бетон несколько отличаются от европей­ских, причем разница состоит не толь­ко в абсолютных показателях тех или иных характеристик (например, класс тяжелых бетонов характеризуется прочностью на сжатие в пределах от В3,5 до В80). Имеет место иной под­ход к проектированию состава бетон­ной смеси и оценке качеств затвер­девшего бетона.

Несколько советов:

  • Если бетонная смесь готовится при пониженной температуре (ниже 5″С), необходимо подогреть компоненты. Легче всего это сделать посредством воды. Большая ее часть смешивается с заполнителем, затем добавляется цемент, а потом – оставшаяся вода. Если цемент засыпать сразу в горячую воду, он немедленно схватится(если температура воды немного выше 50 С).
  • В случае использования добавки, позволяющей выполнять бетонирование при низкой температуре, ни один из компонентов подогревать не нужно. Достаточно, чтобы они не были замороженными или влажными.
  • В бетономешалку засыпается такое количество компонентов, чтобы смесь занимала около 80% ее объема. Тогда компоненты будут хорошо смешаны.
Характеристики бетонов приготовленных своими руками (самодельных)
виды заполнителей расход цемента, кг/ куб. м плотность бетона, кг/куб. м
зола +песок 120-160 1800
зола (унос)+ зола отвалов 100-150 1550
зола + древесная стружка 220-290 950
зола + керамзит 120-160 1300
песок кварц. + керамзит 170-200 1400
песок кварц. + 320-400 800
пенополистирол, зола + пенополистирол 300-380 750
шлак + зола 12-180 1800
арболит 280-320 700
грунтобетон 220-300 1900


 

Свойства бетона

Реологические свойства бетонной смеси

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения.

Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону.

Основной структурообразующей составляющей в бетонной смеси является цементное тесто.

Независимо от вида бетона бетонная смесь должна удовлетворять двум главным требованиям: обладать хорошей удобоукладываемостью, соответствующей применяемому способу уплотнения и сохранять при транспортировании и укладке однородность, достигнутую при приготовлении.

При действии возрастающего усилия бетонная смесь вначале претерпевает упругие деформации, когда же преодолена структурная прочность, она течет подобно вязкой жидкости. Поэтому бетонную смесь называют упруго-пластично-вязким телом, обладающим свойствами твердого тела и истинной жидкости.

Свойство бетонной смеси разжижаться при механических воздействиях и вновь загустевать в спокойном состоянии называется тиксотропией

Технические свойства бетонной смеси

При изготовлении железобетонных изделий и бетонировании монолитных конструкций самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (или удобоформуемость), т.е. способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя свою однородность.

Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:
подвижность бетонной смеси (П), являющуюся характеристикой структурной прочности смеси;
жесткость (Ж), являющуюся показателем динамической вязкости бетонной смеси;
связность, характеризуемую водоотделением бетонной смеси после ее отстаивания.
Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

Замерз бетон в автобетоносмесителе что делать

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости.

Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона. Очень важно сохранить однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. При уплотнении подвижных бетонных смесей происходит сближение составляющих ее зерен, при этом часть воды отжимается вверх. Уменьшение количества воды затворения при применении пластифицирующих добавок и повышение водоудерживающей способности бетонной смеси путем правильного подбора зернового состава заполнителей являются главными мерами борьбы с расслоением подвижных бетонных смесей.

Удобоукладываемость бетонной смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цементным тестом (Вц) и заполнителем (Взап): В= Вц + Взап. Количество воды в цементном тесте определяют его реологические свойства: предельное напряжение сдвига и вязкость, а следовательно, и технические свойства бетонной смеси - подвижность и жесткость.

Водопотребность заполнителя Взап является его важной технологической характеристикой; она возрастает с увеличением суммарной поверхности зерен заполнителя и поэтому велика у мелких песков.

Для обеспечения требуемой прочности бетона величина водоцементного отношения должна сохраняться постоянной, поэтому возрастание водопотребности вызывает перерасход цемента. При мелких песках он достигает 15-25%, поэтому мелкие пески следует применять после обогащения крупным природным или дробленым песком и с пластифицирующими добавками, снижающими водопотребность.

Деформативные свойства бетона

Под нагрузкой бетон ведет себя иначе, чем сталь и другие упругиe материалы. Конгломератная структура бетона определяет его поведение при возрастающей нагрузке осевого сжатия.

Область условно упругой работы бетона - от начала нагружения до напряжения сжатия, при котором по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем образуются микротрещины.

Опыты подтвердили, что при небольших напряжениях и кратковременном нагружения для бетона характерна упругая деформация, подобная деформации пружины.

Модуль упругости бетона возрастает при увеличении прочности и зависит от пористости: увеличение пористости бетона сопровождается снижением модуля упругости.

При одинаковой марке по прочности модуль упругости легкого бетона на пористом заполнителе меньше в 1,7-2,5 раза тяжелого. Еще ниже модуль упругости ячеистого бетона. Таким образом, упругими свойствами бетона можно управлять, регулируя его структуру. Модуль упругости бетона при сжатии и растяжении принимают равными между собой:

Замерз бетон в автобетоносмесителе что делать

Есж = Ер = Еб.
Ползучестью называют явление увеличения деформаций бетона во времени при действии постоянной статической нагрузки.

Ползучесть зависит от вида цемента и заполнителей, состава бетона, его возраста, условий твердения и влажности. Меньшая ползучесть наблюдается при применении высокомарочных цементов и плотного заполнителя - щебня из изверженных горных пород. Пористый заполнитель усиливает ползучесть, поэтому легкие бетоны имеют большую ползучесть по сравнению с тяжелыми.

Преждевременное высыхание бетона ухудшает структуру и увеличивает его ползучесть. Однако насыщение водой затвердевшего бетона может вызвать рост ползучести.

Ползучесть и связанная с ней релаксация напряжений может играть отрицательную роль. Например, ползучесть бетона приводит к потере натяжения; в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Усадка и набухание бетона

При твердении на воздухе происходит усадка бетона, т.е. бетон сжимается и линейные размеры бетонных элементов сокращаются. Усадка слагается из влажностной, карбонизационной и контракционной составляющих. Вследствие усадки бетона в железобетонных и бетонных конструкциях возникают усадочные напряжения, поэтому сооружения большой протяженности разрезают усадочными швами во избежание появления трещин. Ведь при усадке бетона 0,3 мм/м в сооружении длиной 30 м общая усадка составляет около 10 мм. Массивный бетон высыхает снаружи, а внутри он еще долго остается влажным. Неравномерная усадка вызывает растягивающие напряжения в наружных слоях конструкции и появление внутренних трещин на контакте с заполнителем и в самом цементном камне.

Для снижения усадочных напряжений и сохранения монолитности конструкций стремятся уменьшить усадку бетона. Наибольшую усадку имеет цементный камень. Введение заполнителя уменьшает количество вяжущего в единице объема материала, при этом образуется своеобразный каркас из зерен заполнителя, препятствующий усадке. Поэтому усадка цементного раствора и бетона меньше, чем цементного камня.

Бетон наружных частей гидротехнических сооружений, цементно-бетонных дорог периодически увлажняется и высыхает. Колебания влажности бетона вызывают попеременные деформации усадки и набухания, которые могут вызвать появление микротрещин и разрушение бетона.

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 суток выдержки в камере нормального твердения или через 7 суток после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Модуль упругости тощего бетона

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность - наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м. С°).

Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры. Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения

Состав и марки бетона

Готовая бетонная смесь, она же товарный бетон - подвижный состав из четырёх основных компонентов, замешиваемых в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, называется цементным раствором либо пескобетоном, правда в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности). Весовое соотношение компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таково: Цемент -1 часть, Щебень 4 части, Песок - 2 части, Вода - 1/2 части. Например: цемент - 330 кг., щебень - 1250 кг., песок - 600 кг., вода - 180 литров. Естественно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п.
Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве бетона на бетонном заводе, учитывается не один десяток параметров и характеристик.
Цемент и вода - главные компоненты бетона. Собственно на них возложена основная функция - связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) - главнейшая задача в производстве бетона. Речь ведь не только о количестве воды и цемента, введённых в бетон. С этим, как раз, всё просто. Важно учесть все нюансы: влажность щебня и песка, их влагопоглощение и т.д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен схватываться и твердеть, образуя так называемый цементный камень. Многие наверно сталкивались с этим самым камнем, когда откупоривали мешок цемента, оставшийся лежать в сарае с прошлого лета 🙂 Ну и что же получается. Цемент и вода - сами себе камень. Как-будто - вполне самодостаточный материал. А вот и нет. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но прочность и долговечность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители:

Крупные заполнители: щебень
Мелкие заполнители: песок
Роль этих заполнителей - создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате - готовый бетон даёт меньшую усадку. Также увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках). Заполнители существенно удешевляют бетон. Ведь цемент стоит значительно дороже чем щебень и песок.
В начале статьи Вы читали о примерных пропорциях основных компонентов бетонной смеси. Давайте теперь переведём весовые доли в объемные и посчитаем:

Цемент 0.25 куб.м (330 кг. Насыпная плотность цемента в среднем 1300 кг на куб.м)
Вода 0.18 куб.м. (180 литров. Литры, они и в Африке литры)
Щебень 0.9 куба (1250 кг. При насыпной плотности 1350 кг на куб.м.)
Песок 0.43 куба (600 кг. При насыпной плотности 1400 кг/куб.)
Итого, если всё разложить и разлить по разным посудинам, мы получим общий объем 1.76 кубометра! Как же это всё помещается в один куб бетона. Просто. Берём литровую банку и засыпем её щебёнкой по горлышко. Между отдельными зернами будет много свободного места (межзерновая пустотность). И вот эту саму пустотность мы засыпаем двумя стаканами песка, одним стаканом цемента, и стаканом воды, при этом, потряхивая и помешивая. И всё влезет! В результате подобных манипуляций мы получаем совершенно плотную субстанцию. Все поры заполнены, все заполнители упёрлись друг в друга. Если бетон не шевелить и не трогать, он довольно быстро начинает твердеть (застывать). При вибрировании, перемешивании, бетон снова переходит в пластичное состояние. (тиксотропия). Как Вы только от него отстанете - он снова начнёт превращаться в плотную упругую массу.
Пожалуй, ещё несколько строк о крупном заполнителе (щебне).

Прочность (марка) щебня должна быть примерно в 2 раза больше, нежели расчётная марка бетона. Делается это из-за того, что проектная (28 суточная) марка бетона - всегда значительно ниже, чем его реальная прочность, которую он наберёт через полгода или год. Прочность же щебня - не растёт со временем. Вот их и нивелируют. В любом случае, всё это делается в виде не нормируемого проектными требованиями запаса прочности. Как говорится - на всякий пожарный. Вот выкладка из ГОСТ 26633-91, про соотношение марки щебня и марки бетона.

Совсем кратко об основных видах щебня.

Известняк. Средняя прочность (марка) 500-600. Отдельные виды известняковых наполнителей (до 800) вполне пригодны чтобы изготовить бетон вплоть до марки М-350, но в виду более низкой морозостойкости, известняк как правило используют для производства бетонов марок м-100 - м-300.
Гравий. Прочность основных видов гравия (800-1000) достаточна для изготовления марки бетона вплоть до М-450. (обычно, не выше м-400) Самый распространённый вид наполнителя. Обладает всеми хорошими качествами, необходимыми для получения большинства бетонных смесей. Для индивидуального строительства я выбрал бы его. Бетон на гравии - дешевле. Для тех марок бетона, которые используют в частном строительстве - прочность более чем достаточна. Да и радиационный фон меньше чем у гранита.
Гранит. Наиболее прочный из перечисленных наполнителей. Из дополнительных преимуществ перед предыдущими имеет более высокие показатели (м до 1400), низкое водопоглощение и в следствие этого - повышенную морозостойкость. Например, при строительстве дорог, современными ГОСТ-ами разрешено использовать только гранитный щебень.
Конечно, не всё так просто со щебнем. Есть ещё много нюансов, вносящих свои коррективы: лещадность, % зерен слабых пород и т.д. и т.п. Но об этом, как-нибудь в следующий раз.
Во всех информационных материалах, прайс-листах и т.д. бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-. Давайте вкратце расскажу про каждый из этих параметров.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы.

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется Вашим проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям Ваших строителей. Они могут посоветовать бетон той или иной марки или класса. Если у Вас есть некоторые сомнения в компетентности Ваших строителей, можно попытаться разобраться самостоятельно.

Цифры марки бетона (м-100, м-200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием специальным прессом кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современных проектах бетон обозначается в классах. В общем и целом, класс бетона - параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. Впрочем, для Вас это не имеет какого-либо значения. Не буду Вам морочить голову с коэффициентами вариации прочности, и прочими техническими нюансами. В проектной документации, если она у Вас конечно имеется, должно быть указано: бетон какого класса должен использоваться. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах. Уж не знаю - насколько это соблюдается, потому как 90% строительных организаций почему-то заказывают бетон в марках :-).

Для Вас главное - чтобы привезённый Вам бетон соответствовал той марке, которую Вы собственно заказывали. Проверить конечно можно, но не сразу. Что стоит сделать.

При разгрузке бетона, взять пробу и отлить пару-тройку кубиков размером 10х10х10 см. или 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера. Перед тем как залить бетон в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем-то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики храните при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

Через 28 дней Вы можете с чистой совестью принести всё это великолепие в любую независимую лабораторию. Вам там всё это подавят и вынесут вердикт - соответствует ли бетон заявленной марке или не соответствует. Впрочем, не обязательно ждать 28 дней, для этого существуют промежуточные стадии твердения в возрасте 3, 7, 14 суток. В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности (естественно при условии нормальной температуры) В сырое и холодное время года сроки схватывания бетона и период его твердения существенно увеличиваются.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб-кубиков:

Не разбавляйте бетон водой в автобетоносмесителе.
Берите пробы непосредственно с лотка бетоносмесителя.
Тщательно уплотняйте бетонную смесь в формах штыкованием (картошка-пюре)
Храните пробы в надлежащих условиях: не на солнце и не на печке :-)) Лучше в прохладном подвале, или просто в тени.
Вот и всё про кубики. Если Вы вдруг забыли взять пробы, а знать, что у Вас всё в порядке хотелось бы, - обратитесь в независимую лабораторию, которая может провести замер прочности на месте. Для этого существуют так называемые неразрушающие методы исследования прочности: проверка методами ударного импульса прибором склерометром. В народе называется - простучать бетон. Так же используются ультразвуковые и иные методы определения прочности.
Переходим к другим важным параметрам бетона. А именно:

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса.

Все эти термины, в общем, говорят об одном и том же. Обозначение в накладных и паспортах бетонной смеси в виде буквы П с коэффициентом от 1 до 5 ( пример: П-3) либо так: осадка конуса 10-15 см. Для практического применения важно знать следующее:
Для стандартных монолитных работ применяется бетон подвижности П-2 - П-3. При заливке густоармированных конструкций, узких опалубок, колонн и прочих подобных узких полостей, труднодоступных для заполнения бетоном, желательно использовать бетон с подвижностью п-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Подобная бетонная смесь может называться - литой бетон. (в эпоху развитого социализма литым считался бетон с осадкой конуса от 12 см.- чуть больше чем п-2) Подобные виды бетонной смеси хорошо переносят укладку в опалубку, без использования вибратора. Аналогичную подвижность бетона стоит выбрать, если для укладки бетонной смеси используется бетононасос
Есть ещё такое понятие как - жесткость бетона. Обозначается буквами Ж1-Ж4. В основном, когда говорят о жестком, имеют в виду тощий бетон, используемый, в основном, в дорожном строительстве. Он отличается пониженным содержанием воды и цемента. Про сверхжесткие виды я писать не буду. Вряд ли Вам это понадобится.

Для облегчения заливки и при отсутствии на объекте вибраторов, прорабы и строители зачастую увеличивают подвижность, разбавляя бетон в бетоносмесителе водой, что делать категорически не стоит! Ибо, водоцементное отношение - одна из ключевых пропорций, от которой напрямую зависит окончательная прочность бетона. Причём, даже незначительное разбавление смеси водой способно существенно снизить прочность на одну-две марки. Бетон расчётной марки м300, в результате разбавления водой, может легко показать м100 м200.

Увеличение подвижности бетонной смеси до показателей П4, П5, осадка конуса более 16 см. достигается исключительно за счёт применения на заводе добавок пластификаторов. Только так можно получить литой бетон, предназначенный для укладки в опалубку с плотным каркасом из арматуры, либо при монолитных работах с применением бетононасоса. Разбавив бетонную смесь водой, Вы непременно ухудшите его качество.

Коэффициент морозостойкости бетона.

Обозначается буквой F с цифрой от 25 до 1000 и говорит о количестве циклов замораживания-размораживания, при котором бетон сохраняет свои изначальные прочностные характеристики (с допустимыми отклонениями). Какую практическую ценность этот параметр имеет для Вас? Ну если кратко, то: циклы замораживания оттаивания - это переходы влагонасыщенной бетонной конструкции из мокрого состояния, в состояние замерзшее и обратно.
Чем это чревато. Возьмём стандартную картину: увлажнение бетонных конструкций на примере капиллярного подсоса влаги из земли фундаментом дома. Вода, тающий снег, влажная земля и т.д., заполняет микропоры бетона по принципу, сродни фитилю в керосинке. Бетон здесь выступает в роли впитывающей губки. Затем эта вода в микропорах замерзает, а замерзнув - расширяется, раздирая всё, что ей мешает. Вот тут то и происходят изменения в структуре бетона: микротрещины и т.д. Причём, в следующий раз, вода, заполнив эти микротрещины и замерзнув, разорвёт их ещё больше.

Безусловно, всё происходит не так страшно, как я тут расписал, ведь фундаменты, как правило, защищены гидроизоляцией, отмостками, гидрофобизаторами. Увлажнение происходит не так интенсивно, не на всю толщину бетона и т.д. Но хотелось бы, чтобы Вы более-менее понимали природу процесса.

На бетонных заводах и бетоносмесительных узлах различных комбинатов, производящих ЖБИ, испытания контрольных образцов проводятся в критических режимах. Бетонный кубик буквально вымачивают в воде ( или спец растворе) с влагонасыщением по полной программе, и замораживают разом до -18. И так - с промежуточными замерами, до достижения критической точки, а именно - потери расчётной прочности. Количество таких циклов вода-лёд и есть коэффициент F. В таком режиме частично работают фундаменты на влагонасыщенных грунтах, опоры мостов, стоящие в воде, ну и прочие гидротехнические сооружения.
Для увеличения морозостойкости, бетонные заводы используют различные добавки в бетон, например воздухововлекающие и т.д. Но морозостойкость, увеличенная воздуховолекающими добавками (сверх нормы для этой марки бетона) - уменьшает его прочность. Там нашли тут потеряли. Наиболее хороших результатов в увеличении морозостойкости можно добиться, используя в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент. Все основные циклы происходят осенью и весной, когда перепады температур происходят каждый день из плюса в минус и обратно. В обычном строительстве, среднестатистическая морозостойкость F100-F200.

Следующий параметр бетона, о котором хотелось бы сказать, неразрывно связан с морозостойкостью.

Коэффициент водонепроницаемости..

Обозначается в накладных или паспортах на бетон, как коэффициент с буквой W. (W4,W8,W12, от 2 до 20). Водонепроницаемость бетона - способность не пропускать через себя воду под давлением. Если интересно узнать про методы опеределения водонепроницаемости - почитайте ГОСТ 12730.5—84. Для увеличения водонепроницаемости (сверх стандартной нормы для этой марки), в бетон, при его изготовлении вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки, либо используют в затворении смеси всё тот же гидрофобный или напрягающий цемент. В чем актуальность данного параметра для частного строительства? У бетона с высоким коэффициентом W есть пара плюсов таких как:
Возможность изготовления, без дополнительной гидроизоляции, подвалов в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Актуально, если заливка полов и стен произведена грамотно, без швов и перерывов в бетонировании. Вроде бы казалось, почему бы не проще сделать стандартную гидроизоляцию? Однако, качественно и технично её сделать - не так просто. Я не беру в расчёт профессионалов этого дела. Их мало, услуги их недёшевы. Чаще всего заказчику приходится иметь дело со всезнающими и всеумеющими строителями, от которых и стоит ожидать различных сюрпризов в процессе эксплуатации построенного. Скорее всего, косяки Вам налепят в области сопряжения пола и стен. Потому как - сначала сделают, а потом подумают, как всё это склеить.
Такой бетон, в принципе не боится морозов-оттепелей. Коэффициенты морозостойкости у него, очень высоки и рассчитаны на многолетнее использование в обычных условиях. Это может быть особо актуально для открытых, незащищённых конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах.
Однако, во всём этом великолепии есть один минус: производят такой бетон лишь высоких марок (с высоким содержанием цемента), поэтому - он стоит существенно дороже. Доставить на объект и уложить такой бетон - тоже непросто. Быстрое время схватывания не позволяет расслабиться. Всегда есть риск остаться один на один с неразбиваемой глыбой на стройплощадке. Да и немногие заводы способны обеспечить и гарантировать подобное качество смеси.
Есть альтернатива в виде самостоятельного использования специальных добавок, но где гарантия, что добавки введены в нужной пропорции, что они тщательно перемешались в бетоне. Опять же сомнение - добавлялись ли они вообще, или строители про них забыли, а затем вылили под кустик... Довольно часто, сам процесс строительства контролируется заказчиком весьма поверхностно. В основном контролируют результат, а что и как там внутри - мало кому известно. Об этом узнают лишь потом - в процессе эксплуатации: там потекло, а тут лопнуло. Ну да не будем о грустном.

В принципе, я упомянул лишь основные, но на мой взгляд - самые главные свойства бетона, которые могут быть актуальны для частного застройщика. На самом деле, бетон обладает ещё множеством различных свойств и характеристик, но на вопрос, - А надо ли оно вам, - я скорее услышу отрицательный ответ...

Внимание! Бетон может потерять качество:

В результате разбавления бетона водой на объекте. Сиё действо является родовой болячкой кустарей-прорабов и их подопечных. Густой бетон укладывать тяжелее чем жидкий. Как говорят на стройке: Водички добавь, он сам разольётся. Этого делать кактегорически не стоит. Избыточная вода в бетонной смеси не вступает в в хим. реакцию с цементом (цемент забирает столько воды, сколько ему необходимо для гидратации). Эта лишняя вода остается в бетоне в свободном виде. В дальнейшем, она испаряется, высыхает, а в структуре бетона образуются пустоты и поры. Они и снижают марочную прочность бетона.
В результате так называемого сваривания бетона, что чаще всего происходит из-за увеличенного времени миксера в пути, несвоевременной разгрузки, жаркой погоды и т.д.
В результате некачественного уплотнения бетонной смеси (укладка без вибрирования). В неуплотнённой бетонной смеси содержится существенное количество воздуха. Эти воздушные поры, пустоты, раковины, если их не ликвидировать вибрированием, могут существенно снизить марку бетона.

Источники:

http://extrabeton.ru/beton3.php

http://www.avtobeton.ru/likbez_beton.html

http://kak-svoimi-rukami.com/2010/03/kak-svoimi-rukami-prigotovit-beton-samostoyatelnoe-betonirovanie-i-vidy-betonov-markirovka-klassifikaciya/


See also: