Пропорции бетона — соотношение компонентов смеси, основные характеристики и параметры
Железобетонные изделия составляют основу гражданского, дорожного, энергетического и инженерного строительства, чем обусловлены высокие требования к их качеству, надежности и долговечности. Ключевыми показателями соответствия бетонной смеси требованиям того или иного типа строительства определяются 5-ю основными параметрами – составом, прочностью, подвижностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Состав
Товарный бетон, или готовая к использованию бетонная смесь, состоит из 4 основных компонентов:
-
цемента – 1 часть или 13%;
-
щебня – 4 части или 54%;
-
песка — 2 части или 26%;
-
воды – ½ части или 7%.
Основными составляющими бетона являются цемент, от качества и марки которого зависят прочностные и эксплуатационные характеристики бетонной смеси, и вода, соотношение которой с другими компонентами определяет параметры морозостойкости и водонепроницаемости готового изделия. Использование песка и щебня в качестве заполнителей при производстве цементного камня способствует тому, что итоговое изделие не деформируется и обладает способностью выдерживать существенные статические и динамические нагрузки. Фактически они создают структурный каркас, минимизирующий усадочное напряжение и риски деформации готовой конструкции.
Прочность
Значение показателя прочности бетона является главным механическим критерием бетона, который выявляется посредством исследования образцов, прошедших надлежащую технологическую выдержку в течение 28 дней. При этом должны были быть соблюдены нормы условий по температуре воздуха и влажности, которые составляют от 15% до 20°С и минимум 90% соотвественно.
Прочность бетонной смеси определяется аналогичными показателями базового заполнителя – щебня. Показатель прочности щебня должен превышать показатель прочности готовой бетонной смеси примерно вдвое – то есть, для изготовления бетона марки 350 необходимо использовать наполнитель с прочностью 600 и выше.
В числе главных критериев, оказывающих влияние на прочность бетона — показатель активности цемента, а также пропорция доли воды и цементной массы в составе бетонной смеси. Прочность бетона определяется как:
На прочности и качестве бетона в большой степени сказывается зерновой состав различных заполнителей, а также технологическая правильность процесса перемешивания его, когда зерна обволакиваются цементным слоем.
Виды щебня и их прочностные характеристики:
-
известняк марки 500-600, применяется для производства товарного бетона до марки М-350;
-
гравий с прочностью 800-1000 используется для изготовления бетонной смеси марок М400-М450;
-
гранит обладает наивысшей прочностью (марка М1400) и востребован в качестве наполнителя для производства бетона с повышенной морозостойкостью.
Помимо этого прочность бетона зависит от его уплотнения, благодаря которому процесс упрочнения может длиться годами.
Маркировка показателей прочности обозначает усредненную предельную прочность на сжатие, которая достигается в процессе отверждения смеси.
Подвижность
Коэффициент подвижности бетона в паспорте продукции маркируется буквенно-числовым обозначением П1-П5, где цифра – показатель подвижности смеси. Чем выше числовое значение, тем лучше смесь заполоняет пустоты и тем более прочной будет готовая конструкция.
Морозостойкость
Коэффициент морозостойкости (F25-F1000) указывает на то, на сколько циклов замораживания и последующего размораживания без нарушения целостности и прочностных характеристик. Незащищенная гиброфобизаторами и изоляцией бетонная конструкция постепенно впитывает влагу, которая при низкой температуре замерзает и увеличивается в объеме, способствуя появлению микротрещин. Чем выше коэффициент морозостойкости, тем больший срок эксплуатации у ЖБИ.
Водонепроницаемость
Коэффициент водонепроницаемости маркируется обозначением W и свидетельствует о способности бетона не пропускать через себя воду под давлением. Изделия из бетона с высоким коэффициентом W могут использоваться в строительстве объектов, эксплуатируемых в агрессивной среде – мостов, тоннелей, пристаней и т.д. При использовании бетона в качестве основы для железобетонных конструкций, толщина которых превышает 20см, он оказывается непроницаемым для воды. По степени водопроницаемости бетоны классифицируются на 12 различных марок от В2 до В30. Таким образом, бетоны способны выдерживать различное давление, нормируемое от 0.2 до 3 МПа, что является важным аспектом для строительства сооружений из ЖБИ, а также фундаментов под водой.
Плотность
Априори тяжелый бетон не относится к плотному материалу. Причиной тому служит наличие пор, которые были сформированы вследствие процесса испарения жидкости, а также частичного удаления пузырьков, образованных во время уплотнения. Чтобы максимально повысить показатели плотности необходимо провести тщательный подбор заполнителей в контексте их зернового состава, провести анализ применения пластификаторов, уменьшить водоцементное соотношение, оптимизировать процесс уплотнения. Повышение показателя плотности прямо пропорционально скажется на увеличении значений коррозиестойкости, водонепронецаемости, прочности и морозоустойчивости.
Огнестойкость
Исходя из своего состава, бетон можно отнести к огнестойким материалам, который способен выдерживать высокие температуры. При этом длительное воздействие нагрева, величина которого составляет от 160 до 200С уже способно привести к тому, что бетон утратит свою прочность на 255 или 30%. Таким образом, в местах, где необходимо обеспечить дополнительную защиту находят применение теплоизоляционные материалы, а также наиболее жаростойкие марки бетонов.
Расширение и усадка
Процесс затвердения бетонного раствора в течение первых лет эксплуатации подразумевает неизбежную усадку с небольшим разбуханием и увеличением в объеме. Как правило, значение усадки невелико и составляет около 0.15 мм на метр длины бетонной конструкции. Меж тем при массивных размерах сооружений усадка может стать причиной появления трещин, которые впоследствии приведут к разрушениям. Чтобы снизить усадку используют бетоны с низким расходом цементов, применяют самые качественные зерновые затвердители, способные гарантировать влажный режим при затвердении.
Коррозиестойкость
Под процессом коррозии бетона подразумевается разрушение цемента, которое сопровождается снижением таких показателей как водонепроницаемость. При этом уменьшается коэффициент сцепления с арматурой, что приводит к уменьшению прочности. Для предотвращения разрушений вследствие коррозии находят применение разнообразные добавки в цементы, образующие кислотостойкие, пуццолановые и глиноземистые смеси. Помимо этого нередко используется технология обработки поверхности бетона специальными растворами в виде кремнефтористого натрия, жидкого стекла, проводятся работы по облицовке плиткой на керамической основе.
Изготовление бетона — как правильно приготовить бетон?
Бетон относится к основным строительным материалам для строительства и ремонта зданий, сооружений, производства Железобетонных изделий, декоративных предметов обихода и элементов декора фасадов и придомовой территории.
СодержаниеСвернуть
В зависимости от задач и объемов строительных или ремонтных работ различают два вида получения данного материала – изготовление бетона в заводских условиях и производство материала непосредственно на строительной площадке, своими руками, в домашних условиях.
Заводской бетон характеризуется точным соотношением компонентов, гарантией соответствия заказанной марке и виду, может быть доставлен специальным транспортом в больших объемах, в круглосуточном режиме.
В то же время, если потребность в строительном материале меньше 1 м3, самый оптимальный вариант приготовить необходимый объем прямо на стройплощадке используя подручные средства или механический бетоносмеситель. При всех прочих равных условиях не стоит забывать, что изготовление бетона в бетономешалке обойдется вам в два раза дешевле, чем покупка готового материала на бетонном заводе.
Классификация бетонов
Данный строительный материал классифицируют по следующим характеристикам:
- Средняя плотность: особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие.
- Структура готового бетона: плотная, пористая, ячеистая и крупнопористая.
- Тип связующего: цемент, гипс, шлакощелочной, полимеры, силикаты или специальное вещество (бетон на основе нефелиновых, шлаковых и стеклощелочных компонентов, добываемых из отходов промышленности).
- Сфера применения: общего назначения (конструкционные), конструкционно-теплоизоляционные, тампонажные, саморасширяющиеся, теплоизоляционные, дорожные, гидротехнические, сульфат и химически стойкие, жаростойкие и декоративные.
Несмотря на такое многообразие видов бетона, в многоэтажном и малоэтажном жилищном строительстве в подавляющем большинства случаев применяют тяжелый бетон различных марок. Марка бетона заказывается в зависимости от механической нагрузки на возводимую конструкцию и конкретные условия эксплуатации.
Технология изготовления бетона
Способ приготовления бетона не является сложным процессом и при необходимости может быть реализован своими силами. Суть технологии заключается в точном отмеривании компонентов (по объему или массе), тщательном перемешивании любым способом и последующем использовании в течение определенного времени.
Для изготовления тяжелого бетона используют: портландцемент доступных марок ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500),карьерный или речной песок, гранитный или гравийный щебень.
В определенных случаях, при строительстве неответственных сооружений (отмостка, садовые дрожки, бетонные площадки и пр.) допускается замена щебня строительным мусором – битым кирпичом, кафелем, старой штукатуркой и другими отходами строительства.
В зависимости от назначения и пропорций компонентов тяжелые бетоны делятся на марки. Марка бетона представляет собой сочетание буквы «М» с группами цифр от 50 до 600. Цифры обозначают прочность бетона на сжатие. Например бетон М200 в «возрасте» 28 суток после заливки способен выдержать нагрузку величиной 200 кг/см2.
Пропорции для приготовления бетона
Таблица пропорций для бетона
| Марка бетона | Пропорции компонентов: Ц:П:Щ, кг | Количество компонентов на 1 м3, кг | ||||||||
| М400 | М500 | Цемент | Песок | Щебень | Вода | |||||
| М400 | М500 | М400 | М500 | М400 | М500 | М400 | М500 | |||
| М100 | 1:4,4:6,7 | 1:5:7,3 | 170 | 157 | 755 | 770 | 1150 | 190 | ||
| М150 | 1:3,4:5,3 | 1:4:6 | 214 | 190 | 735 | 755 | 1135 | |||
| М200 | 1:2,8:4,4 | 1:3,3:5 | 255 | 224 | 715 | 735 | 1125 | |||
| М250 | 1:2,3:3,8 | 1:2,8:4,3 | 295 | 255 | 690 | 720 | 1115 | |||
| М300 | 1:2:3,3 | 1:2,4:3,8 | 335 | 290 | 670 | 705 | 1105 | |||
| М400 | 1:1,5:2,6 | 1:2:3 | 420 | 357 | 625 | 673 | 1085 | |||
Аббревиатура «Ц:П:Щ:В» обозначает: Цемент : Песок : Щебень.
Учитывая, что подавляющее большинство читателей этой статьи интересует вопрос, как изготавливать бетон в домашних условиях, стоит рассказать о старинной технологии, не требующей покупки дорогостоящего оборудования и специальных инструментов.
Как замесить бетон своими руками
Для приготовления бетонной смеси по данной технологии потребуется лист металла 1х2 метра, лопата, ведро, несколько кусков кирпича и желание получить бетон при минимальных затратах.
Изготовление бетона вручную – этапы технологии:
- Лист железа укладывается на относительно ровную поверхность и по углам подпирается кусками кирпича или дикого камня. Это необходимо чтобы цементное молочко не «убежало» на прилегающую поверхность почвы.
- На поверхность железа, в соответствии с принятыми пропорциями насыпается песок, щебень и цемент. На стандартный лист железа размерами 2х1метр можно насыпать до 6 десятилитровых ведер компонентов: песка, щебня и цемента.
- Компоненты тщательно перемешиваются «всухую».
- В центре насыпи, лопатой делается углубление до поверхности железа.
- В углубление наливается вода – 50% от количества цемента по объему.
- Производится перемешивание. Перемешивание начинают в формате «компоненты находящиеся вокруг углубления с водой, бросают в цент углубления, перемешивают, и так до тех пор, пока не получится однородная масса консистенции густой сметаны. При необходимости небольшими порциями добавляют воду.
- Получившийся бетонный раствор штыкуют, сгребают в кучу и начинают бетонирование.
Для упрощения работы, процесс перемешивания компонентов выполнять вдвоем, встав друг напротив друга на противоположных длинных сторонах листа, помогая друг другу совковыми лопатами. Лист железа можно заменить металлическим корытом. В этом случае объем получаемого «продукта» будет небольшой. Как показывает опыт замешивать в корыте большие объемы очень неудобно.
Изготовление бетона в бетономешалке
Торговые сети и прокатные компании предлагают покупателям и клиентам бетоносмесители имеющие различные объемы рабочего барабана. На данный момент времени можно приобрести или взять в аренду бетономешалки, имеющие следующие объемы барабана в литрах: 65, 130, 160, 180, 260 или 300.
Возникает вопрос: какова норма изготовления бетона за одну загрузку для бетоносмесителя того или иного объема? Загрузка барабана бетономешалки должна составлять 2,3 объема от паспортной величины.
Например, в барабан объемом 130 допускается загружать примерно 130/3х2=85-86 литров компонентов бетона. Другими словами за одну загрузку такой бетономешалки можно получить 0,085-0,086 м3 бетона.
Особенности изготовления бетона в бетоносмесителе:
- Бетономешалку следует установить на твердую горизонтальную поверхность.
- Наклон барабана должен составлять 45 градусов.
- Включение барабана в работу с загруженными компонентами категорически запрещено! Следует сначала включить бетономешалку в работу, а потом добавлять «ингредиенты» в следующем порядке: вода, норма цемента, норма песка. «Прокрутить» в течение 2-3 минут, после чего добавить норму щебня. При необходимости добавить воды.
- Общее время замешивания не более 10 минут.
Полученный бетон необходимо использовать в течение 2-х часов.
Заключение
Подводя итог, стоит отметить следующее. Приготовить достаточное количество бетона вручную или с помощью бетоносмесителя для объемной конструкции требующей одномоментной заливки невозможно.
Поэтому совет! Изготовление бетона для фундамента крупного здания, масштабных колонн, чаш больших бассейнов и других масштабных бетонных конструкций следует доверять бетонному заводу, даже если это стоит несколько дороже «по деньгам».
Пропорции Бетона
Бетон относится к подвижному строительному материалу, который после затвердения набирает высокую прочность. Этот вполне универсальный материал используется во всех строительных сферах.
Состав бетона обеспечивает четыре главных ингредиента: цемент, песок, вода и щебень, может использоваться гравий, реже керамзит, отсев и отходы кирпича.
Чтобы получить бетон высокого качества, необходимо применять для его создания качественные составляющие, четко выполнять технологию производства, и конечно же, правильно использовать пропорции.
Очень многих строителей интересует вопрос, каких пропорций необходимо придерживаться при замешивании или покупке бетона? Составляющие пропорции для изготовления бетонной смеси должны исчисляться объемом или весом материала, единицей измерения является масса цемента. Если у вас есть, например, 10 килограмм цемента, а составляющая пропорция 1:3:5, то это значит, что вам необходимо к этим десяти килограммам цемента прибавить 30 кг песка и соответственно 50 кг щебня, вот такой расклад. Вода в бетонной смеси составляет 50% от количества цемента, а это означает, что воды следует использовать 5 литров (знайте, что 1 л воды равняется 1 кг).
Кроме этого, пропорции в рецепте приготовления бетона, зависят от нужного вам качества. Для приготовления высококачественного бетона следует брать цемент М400 и М500. С самыми точными пропорциями сопутствующих материалов для создания необходимой вам марки бетона можно ознакомиться в специальных справочниках или же на страницах интернета предварительно забив в поисковую систему запрос, «как приготовить бетон пропорции».
Замес бетона – это очень ответственный отрезок работы. Для некоторых марок бетона есть следующие пропорции:
Самыми слабыми по прочности являются марки ниже М200. Такую марку в строительстве очень редко используют, поэтому не станем приводить пропорции приготовления такого бетона. Возьмем марку цемента М400 и рассмотрим пропорции, которые рассчитаны из массы потребляемых материалов.
Чтобы получить бетон М200 следует взять одну часть цемента, песка – 2,8 части и щебня – 4,8 частей.
Для изготовления бетона М300, следует выдержать пропорции цемента, щебня и песка следующие: 1:1, 9:3, 9.
Для замеса бетона М400 необходимо взять цемента – 1 часть, песка – 1,2 части и щебня – 2,5 части.
Бетон М450 готовится в таких пропорциях: цемент – 1 часть, песок – 1,1 части и щебня – 2,5 части.
Не следует забывать, что вода должна занимать по объему ровно половину от используемого цемента, одним словом соотношение цемента и воды во всех бетонных смесях должно составлять 1: 0,5.
Звоните и заказывайте бетон с доставкой в компании ПТК «ПРОМ БЕТОН» по телефону +7 (495) 960-85-71, оставляйте заявку через форму или пишите на наш e-mail: [email protected]
Приготовление бетона: пропорции, таблица (видео)
Когда в строительстве возникает необходимость в таком деле, как приготовление бетона, пропорции крайне важны. Казалось бы, зачем готовить его самостоятельно, если раствор можно купить? Ведь достаточно полистать строительный каталог, посмотреть прайс и заказать товар с доставкой. Однако нередко при строительстве частного объекта требуется небольшое количество такого материала, как бетон-раствор, и заказывать большое количество нет смысла. При строительстве больших объектов, конечно, рекомендуется воспользоваться услугами фирмы, которая привезет большой заказ и выгрузит его в нужном месте при помощи автомиксера.
Схема приготовления бетонной смеси.
Бетонный раствор широко применяется в строительстве, и это говорит о его универсальности. Его используют при возведении домов, ограждений, это основа для фундамента строительных сооружений. Приготовление бетона своими руками — задача, с которой может справиться каждый, но необходимо иметь определенные знания.
На производстве бетонный раствор изготавливают в бетономешалках, а при самостоятельном смешивании можно использовать металлические коробы, ванны или даже обычное ведро. При приготовлении крайне важно соблюдать технологию и пропорции, а также не допускать попадания посторонних примесей.
В различных отраслях промышленности и строительстве часто возникает необходимость взвешивания как материалов,так и техники, автомобилей.Для измерения массы существует специальный прибор-автомобильные весы. Они различны по длине и нагрузке, и помогут определить массу и порожнего, и груженого автомобиля.Для выбора качественного весового оборудования для промышленного производства следует обращаться в компанию, являющуюся надежным поставщиком и официальным дистрибьютором марок —https://mashintertorg.ru/vse-avtomobilnye-vesy/avtomobilnye-vesy-po-dline/avtomobilnye-vesy-12-metrov. Компания предлагает тензодатчики,весовые терминалы, автомобильные весы и др. в зависимости от потребности покупателя и области промышленности.
Марки строительного материала
Прежде чем сделать раствор-бетон, нужно разобраться в марках строительного материала. Это основной показатель, и его следует учитывать перед тем, как приготовить бетонную смесь, которая будет соответствовать необходимым эксплуатационным условиям.
Таблица соотношения классов и марок бетона.
Марки бетона богаты своим ассортиментом, потому что он применяется в различных областях строительства. Различаются марки от М50 до М800 — это показатели прочности на сжатие.
Марка М100 — это основа перед арматурными работами. М200 — самая распространенная марка, которая широко применяется в работе. Она используется тогда, когда необходима большая прочность, например, при строительстве различных фундаментов (ленточных, монолитных и столбчатых), а также при производстве плит перекрытий, железобетонных поясов, асфальтового покрытия. Марка бетона М300 используется для строительства ленточного фундамента. Эта марка подходит, когда необходимо сделать лестницы, заборы, дорожки, монолитные стены. Бетон марки М350 чаще всего используют при изготовлении железобетонных изделий, а также для чаш бассейнов, колонн, балок, свай, монолитных фундаментов. М400 используется при строительстве мостов, банковских хранилищ и гидротехнических сооружений. М450 выбирают для строительства метро, дамбы и плотины. М500 и М550 — бетон, который содержит много цемента и обладает высокой прочностью. Его применяют в гидротехническом строительстве.
После того как была выбрана марка нужного бетона, следует определиться с инструментами, с помощью которых будет осуществляться приготовление бетонного раствора.
Как приготовить бетон? Что понадобится для этого?
Вернуться к оглавлению
Инструменты, необходимые для приготовления бетона
Инструменты для работы с бетоном.
Одним из самых популярных инструментов является шуфельная лопата, которая позволяет сделать доступное количество материала при минимальной затрате средств. Этот ручной инструмент часто используется рабочими на стройках. Плюсы — дешевизна и точное количество раствора, минусы заключаются в низкой производительности.
Следующими по популярности идут растворо-бетонные узлы. Для того чтобы получить свежеприготовленный бетон, необходимо сделать заказ в компании, которая специализируется на производстве и продаже бетона. Заказчик должен заранее рассчитать нужное количество, для того чтобы фирма смогла приготовить раствор и доставить его в требуемое место. Доставка осуществляется на автомиксере, а при разгрузке используется бетононасос или подъемный кран. После того как бетон привезли и разгрузили, остается только залить его. Плюсы в таком способе — это высокое качество бетона и его производительность. Заливка осуществляется сразу и целиком, минусы — высокая стоимость и большое количество бетонного раствора.
Схема приготовления бетона в бетономешалке.
Чуть менее популярной считается электрическая бетономешалка. Как приготовить в ней необходимый раствор? Цемент, песок и щебень засыпаются туда в нужной пропорции, затем добавляется вода. Можно сделать материал для строительства частного объекта, когда не требуются большие объемы. Плюсы заключаются в средней производительности и в точности количества производимого раствора. Минус — дороговизна бетономешалки.
Следующий вариант очень простой. Это ручной электромиксер. Можно взять обычную дрель, насадку в виде миксера и перемешать смесь в обычном ведре. Однако важно знать, что дрель или перфоратор не выдерживает больших нагрузок. Соответственно, они могут быстро сломаться и выйти из строя. Плюсы данного способа в том, что он подходит для приготовления бетона в небольшом количестве, не требует особых усилий при перемешивании, доступен каждому. Минусы — в быстрой изнашиваемости инструмента.
Сделать бетонную смесь можно из гравия или щебня, цемента, песка и воды. Гравий или щебень — это крупный наполнительный материал, цемент — основное вяжущее вещество, песок — это мелкий наполнитель, вода — обязательный компонент при приготовлении бетона, ведь именно она помогает цементу взаимодействовать с наполнителями.
Вернуться к оглавлению
Пропорции для приготовления бетона
Таблица пропорций компонентов бетонной смеси.
Чтобы рассчитать пропорции для качественного приготовления бетона, необходимо вычислить формулу для бетонной смеси. Данная формула является условной и при самостоятельном приготовлении не требует большой точности. Она зависит от нескольких факторов: марки цемента, вида щебня, который бывает известняковым или гранитным, от фракции (мелкой, средней или крупной) и от характеристики песка. Если соотнести все компоненты, то получится такая формула: 1 часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка и 0,5 части воды. Исходя из этой пропорции, следует, что для приготовления 1 кубометра бетона необходимо взять компоненты в следующей пропорции: 300 кг цемента, 1250 г щебня, 600 г песка и 180 л воды. Если же необходимо приготовить бетон более низкого качества, то надо уменьшить количество цемента. Эти пропорции актуальны лишь для самостоятельного приготовления бетонного раствора.
Конечно, если подсчитать стоимость всех необходимых компонентов, доставку, время, затраченное на приготовление, то получится, что домашний бетон выйдет дороже, чем при заказе готового раствора.
Когда при строительстве понадобится небольшое количество материала, выгода самостоятельного приготовления становится очевидной.
Пропорции для бетона для фундамента своими руками
Смесь своими руками пропорции
Правильно построенный фундамент – залог долговечности дома, из какого бы материала и в каких бы условиях местности он не был построен. Одним из важнейших аспектов приготовления смеси является его грамотный состав.
Поэтому очень важно знать пропорции для раствора. Рассмотрим, как правильно подобрать компоненты, рассчитать их соотношение и приготовить на их основе качественный раствор своими руками.
Содержание статьи
Состав
Бетон – это затвердевшая и упрочненная химической связью смесь цемента, песка и гравия. Чтобы произошла реакция к исходным компонентам нужно добавить воды. Однако прежде чем начинать его делать, нужно правильно подобрать ингредиенты по характеристикам. Кроме того, нужно точно знать пропорции материала.
Компоненты
| Компоненты | Характеристики |
| Песок Песок | Песок для качественной смеси должен иметь размеры частиц от 1 до 3,5 мм. Меньшая фракция не пригодна, так как даже если смесь и схватится, она не будет обладать заданными параметрами прочности. Песок не должен содержать пыли, грязи, глины и ила. Максимально допустимое количество примесей – 5%. Для проверки можно залить песок в бутылку с водой и хорошо взболтать. Если вода останется не прозрачной на долгое время – в песке много грязи и он не пригоден для качественного раствора. |
| Щебень Щебень | В идеале щебень должен включать частицы, размером не более 2-3 см. Допустимо включение щебня большего размера – до 8 см, но его содержание не должно превышать больше 10% от общей массы. В противном случае цементно-песчаный раствор просто не сможет сцеплять большие в поперечнике камни. |
| Цемент Портландцемент | Существует масса разновидностей строительного цемента, но чаще всего применяют портландцемент. Есть простое правило для выбора марки цемента – марка цемента должна быть выше марки самого раствора в 1,5-2 раза. Исходя из этого, в большинстве случаев подойдет портландцемент М400. |
| Вода Добавление воды | Воду можно брать из любого ближайшего водоема или водопровода. Однако она не должна включать взвешенных, не говоря уже о явно просматриваемых, примесей. Эталоном пригодной для изготовления раствора является стандартная водопроводная вода. |
Расчет состава бетона
Пропорции
Чтобы точно знать, в какой пропорции делать раствор, для начала нужно определиться, какой именно марки потребуется материал для строительства. Приведенная ниже на рисунке таблица показывает исходное соотношение компонентов в килограммах (литрах) – цемента, песка и щебня – необходимое для изготовления материала от М100 до М450.
Пропорции
Также в таблице показаны объемные пропорции – для тех, кому привычнее измерения вести в литрах, исходя из мерной тары, например, 10-литрового ведра.
Учитывая, что частному застройщику желательно сразу рассчитать, сколько понадобится цемента на все основание, приведем алгоритм расчета на примере раствора марки М100, позволяющий определить пропорции для фундамента на 1 куб:
- Из таблицы видно, что из ведра (10 литров) цемента М400 получается 78 литров готового раствора.
- 1 куб – это 1000 литров, поэтому разделим 1000 на 78 и получим – количество ведер цемента, равное 12,8. Что, то же самое – 128 литров.
- Плотность портландцемента М400 = 3100 кг/м3. 1 литр цемента в мешке весит 3,1 кг.
- Умножаем 128 литров на 3,1 кг – получаем – 396 кг.
- Учитывая, что стандартный мешок цемента весит 50 кг (плюс минус 1 кг), на 1 кубический метр материала марки М100 для основания потребуется 8 упаковок портландцемента марки М400.
Обратите внимание! Если точность в изготовлении не является строгой, то есть можно изготовить бетон промежуточной марки, то пользуясь приведенным алгоритмом и табличными данными можно грубо (в мешках) подсчитать, сколько требуется цемента.
Выбор бетона по марке
| Марка | Тип сооружения |
| М100 Подушка | Бетон этой марки применяется в основном для опор под фундамент – подушек. Также может применяться для укладки садовых дорожек. |
| М150 Площадка | Состав подходит для оснований нетяжелых сооружений, нежилых построек, тротуаров и дорог. |
| М200 Фундамент | Прочности его достаточно для основания капитальных строений жилого типа. Однако лучше применять его для не тяжелых или одноэтажных сооружений. |
| М250 Основание дома | Раствор используется в строительстве частных домов малой этажности и любых хозяйственных сооружений. |
| М300 Прочный фундамент для дома | Наиболее часто применяемая марка для сооружений любого типа. Его используют не только в частном домостроительстве, но и на стройках городских высоток. |
| М400 Основание многоэтажного дома | Очень качественный раствор. Применяется для возведения сооружений, требующих крайне высокой прочности основания, например, ж/д- и авто мосты, промышленные цеха. |
| М450 Сверхпрочное основание | Бетон этой марки крайне дорогой и используется только для создания высокопрочных сооружений, например, сейфовых хранилищ, бункеров, военных объектов. |
Расчет бетона на фундамент
Соотношение материалов в разных марках бетона (цемент М-400)
| Марка бетона | Соотношение материала (Цемент х Песок х Щебень) |
Расход цемента на 1м3 бетона (кг.) |
| М-100 | 1 х 4.6 х 7.0 | 170 |
| М-150 | 1 х 3.5 х 5.7 | 200 |
| М-200 | 1 х 2.8 х 4.8 | 240 |
| М-250 | 1 х 2.1 х 3.9 | 300 |
| М-300 | 1 х 1.9 х 3.7 | 320 |
Методика изготовления
Итак, когда пропорции ясны, можно переходить непосредственно к практике. Своими руками приготовить его можно двумя известными способами – ручным и механизированным. Первый способ – это простое перемешивание исходных компонентов лопатой в подходящей емкости.
Метод достаточно трудоемок и требует большой физической силы. Второй – с помощью портативной мешалки. Этот метод менее трудозатратен, но требует дополнительных финансовых вложений – на покупку смесителя.
Ручной способ
Этим методом приготавливать материал лучше в том случае, когда суммарный объем фундамента небольшой. Например, это может быть столбчатое основание для крыльца, террасы, сарая или небольшой пристройки к дому, а также мелкозаглубленная неширокая лента в несколько метров по периметру.
После того, когда все теоретические расчеты проведены и стало понятно, какие необходимы в конкретном случае – в соответствии с типом строения, условиями местности и нагрузки – можно приступать к процессу изготовления, состоящему из следующих этапов:
- Подготовка. Нужно заранее подготовить не только весь необходимый материал (цемент, песок, щебень, источник воды), но также подходящую для смешивания компонентов емкость (это может быть невысокое корыто или ванна объемом около 100 литров) и инструмент. В роли последнего может выступать обычная штыковая лопата. Также потребуется совковая лопата для загрузки готового материала в опалубку.
Обратите внимание! Представленная выше таблица показывает, какой итоговый объем заданной марки получится из 10 литров цемента. Исходя из этих данных можно подобрать емкость для ручного замеса. Однако лучше взять емкость с запасной вместимостью – на 10-20 литров превосходящую готовый объем для удобства перемешивания.
- Смешивание компонентов. Все отмеренные компоненты нужно высыпать в емкость. Затем перемешать их лопатой до однородного состояния насколько это возможно, используя ручной метод.
- Добавление воды. Чтобы в ходе добавления воды не получить избыточное ее количество в готовой смеси, и не нарушить этим консистенции (попросту говоря, не испортить водой), нужно добавлять воду малыми порциями в ходе размешивания, пока не будет достигнута нужна консистенция.
Обратите внимание! Густота готовой раствора определяется откликом ее на механическое воздействие при условии полного перемешивания компонентов. Например, если взять полную совковую лопату бетона с бугорком, то хороший материал не будет переливаться через край. Также если сделать в массе свежеприготовленного бетона острый срез лопатой, он не должен сразу оседать, а должен еще долго держать форму.
Замес с помощью смесителя
Соотношение сырья для приготовления бетона одинаковы как для ручного, так и для механического способа. Приготовление раствора с помощью смесителя актуально, когда объем основания достигает нескольких десятков кубов, либо во всех остальных случаях, когда частному строителю не позволяет здоровье, время или любые другие обстоятельства мешать материал ручным способом.
Изготовление в смесителе
Применение такого агрегата позволяет быстрее, качественнее и в гораздо больших объемах изготавливать материал.
При этом процесс приготовления сводится к следующим этапам:
- Оборудование устанавливается в рабочее положение. При этом нужно учесть не столько удобство ее загрузки, сколько беспрепятственную выгрузку.
Для этого ее устанавливают либо у специального желоба, по которому бетон будет доставляться непосредственно в опалубку, либо прямо у самой опалубки – в случае, когда ее саму можно перемещать вдоль периметра заливаемой конструкции.
- Загружается смесь исходных компонентов с учетом рассчитанных соотношений. Включается вращение барабана с целью перемешивания компонентов в сухом виде.
- Добавляется вода. Количество воды, требуемое для приготовления определенного количества бетона, лучше определять опытным путем, так как песок и щебень уже могут содержать определенное количество воды в своей массе.
Разгрузка из смесителя
Обратите внимание! Количество загружаемой смеси исходных компонентов должно соответствовать возможностям бетономешалки. Инструкция по эксплуатации, как правило, включает подробную информацию по этому поводу. Данные о загрузке можно взять из таблицы, приведенной ниже, в которой указано, сколько в итоге бетона заданной марки получится, исходя из объема цемента.
Пропорции для фундамента из ПГС
Итак, прежде чем приступать к стройке, нужно правильно рассчитать соотношение компонентов бетона для основания. Затем нужно определить какой марки требуется материал, исходя из типа сооружения, особенностей грунта и рельефа местности.
После этого необходимо подобрать удобный способ приготовления бетонной смеси – вручную или посредством подходящей бетономешалки. Фото и видео в этой статье, наглядным образом отображают, как грамотно рассчитать и приготовить бетон для фундамента своими руками.
Пропорции для приготовления бетона в таблицах — Всё про бетон
Приготовление бетона
Бетон – строительный материал, получивший широкое применение в силу своей универсальности, простоте изготовления, доступности исходных материалов, а также благодаря своим замечательным прочностным характеристикам. Однако, как и любой другой материал, бетон требует строго соблюдения технологии приготовления.
Во избежание таких проблем, как недостаточная прочность отлитых конструкций, растрескивание поверхности и других неприятностей, материал необходимо готовить, тщательно выдержав как технологию производства, так и необходимые пропорции.
Так, к примеру, чрезмерное количество воды в составе раствора приводит:
- Во-первых, к образованию воздушных микрокамер, которые значительно ослабляют изделие.
- Во-вторых, цемент, растворённый в большом количестве жидкости, под действием гравитации стекает вниз формы, тем самым сильно снижая прочность верхней части отливки.
Выбор марки бетона
Сразу стоит чётко определить, с какой целью изготавливается бетон. Одно дело – бетон для фундамента, другое – стяжка под ламинат или кафель и третье – заливка бетонной стяжки во дворе. В нижеприведенной таблице представлен примерный перечень изделий в зависимости от марки бетона.
Таблица 1. Область применения марок бетона
| Марка бетона | Область применения |
| М100 | Как самостоятельный строительный материал не применяется. Используется как основание (подушка) под сваи и ростверк в свайном фундаменте, или под ленту в ленточном. Так же является подложкой для бетонных полов, бетонированных дорожек. Укладывается как основа (гарцовка) под тротуарную плитку и бордюрный камень. |
| М150 | Используется для тех же нужд, что и бетон М100 на объектах с более сложными грунтовыми основаниями, для строительства объектов улучшенного качества. Может самостоятельно применяться как стяжка пола (только в случае применения его как основания под кафель, ламинат, паркет и пр.), для бетонирования пешеходных дорожек, а так же для отливки фундаментов для небольших некапитальных зданий из облегчённых конструкций. |
| М200 | Его можно использовать для заливки отмосток, дорожек и бетонирования площадок. В частном одноэтажном строительстве применяется для изготовления фундаментов, бетонных лестниц. |
| М300 | Эту марку допускается применять для изготовления монолитных стен. Кроме того М300 используется для тех же нужд, что и М200. Марка как нельзя лучше подходящая для ленточных фундаментов. |
| М350 | Такой бетон используется на железобетонных производствах для отливки всех видов строительных ж/б конструкций, таких как: пустотные и ребристые плиты перекрытий, несущие стены, блок — комнаты, ригеля, балки, перемычки, опорные колонны. Применяют М350 также для отливки бассейнов. |
| М400 | Марка, используемая для изготовления сооружений и конструкций, к которым применяются специальные требования. Это могут быть как защитные бункеры, другие фортификационные объекты, банковские хранилища, так и гидротехнические сооружения – мосты, дамбы и др. |
В случае если вышеприведенная таблица не содержит необходимой информации о применении марок бетона, специалисты могут воспользоваться их прочностными характеристиками.
Прочность бетона – это усилие в килограммах на квадратный сантиметр, которое опытный образец выдерживает на сжатие с коэффициентом запаса прочности 1,35.
Таблица 2. Прочностные характеристики марок бетона
| Марка бетона | Нормативная нагрузка кгс/см2 | Марка бетона | Нормативная нагрузка кгс/см2 |
| М75 | 65 | М250 | 262 |
| М100 | 98 | М300 | 294 |
| М150 | 131 | М350 | 327 |
| М200 | 196 | М400 | 393 |
Подбор компонентов
Основными компонентами при изготовлении служат:
Цемент. Служит связующим звеном для остальных твердых компонентов. Содержит известь и порошок, полученный помолом обожженной глины. Причем качество цемента напрямую зависит от тонкости помола.
При выборе цемента стоит обратить внимание прежде всего на дату изготовления. Теоретически цемент хранится год, однако – это при идеальном соблюдении условий хранения. Поэтому рекомендуется брать цемент, произведенный не более 3…4 месяцев назад.
Нелишним будет одеть перчатки и пошевелить несколько мешков. Если руками отчётливо нащупываются твердые фракции (особенно часто это бывает по краям мешка), лучше сразу поехать к другому продавцу.
Вода. Служит для соединения всех компонентов воедино. Никаких особых требований к воде, используемой в приготовлении бетона, не предъявляется. Она должна быть чистой и пресной.
Песок. Создаёт своеобразный пространственный каркас бетона. Основным требованием к песку является как можно меньшее содержание в нём глины. Глина, в силу своей гигроскопичности, является как бы миной замедленного действия, постепенно разрушающим бетон изнутри.
Содержание глины в песке примерно можно определить без лаборатории. Песок, в котором её много имеет жёлтый цвет (песок из лесных карьеров т.н. «могильник»), сырье с малым содержанием глины имеет серый или белый (речной песок) цвет.
Крупнозернистый компонент. В его роли чаще всего выступает щебень.
Не стоит применять для приготовления бетона щебень сильно загрязненный пылью, другими мелкими частицами. Такие включения препятствуют хорошему контакту поверхности щебня с жидким раствором, что значительно снижает прочность и долговечность конструкции.
По этой причине не стоит для приготовления бетона использовать щебень из доломитовых карьеров. Лучшим вариантом является щебень из гранитных пород кубической формы.
Пропорции
Основные марки цемента, реализуемые строительными магазинами 400 и 500. В зависимости от того, какой цемент имеется в наличии, меняется и соотношение компонентов при изготовлении бетонной смеси.
Таблица 3. Массовые пропорции компонентов для приготовления бетона различных марок
| Марка бетона | Массовые доли исходных компонентов | Выход бетона из количества цемента, равного 10 литрам, (литров) | |||
| цемент | песок | щебень | вода | ||
| При марке цемента 400 | |||||
| 100 | 1 | 4,6 | 7 | 0,5…0,55 | 78 |
| 150 | 1 | 3,5 | 5,7 | 0,5…0,55 | 64 |
| 200 | 1 | 2,8 | 4,8 | 0,5…0,55 | 54 |
| 250 | 1 | 2,1 | 3,9 | 0,5…0,55 | 43 |
| 300 | 1 | 1,9 | 3,7 | 0,5…0,55 | 41 |
| 400 | 1 | 1,2 | 2,7 | 0,5…0,55 | 31 |
| 450 | 1 | 1,1 | 2,5 | 0,5…0,55 | 29 |
| При марке цемента 500 | |||||
| 100 | 1 | 5,8 | 8,1 | 0,5…0,55 | 90 |
| 150 | 1 | 4,5 | 6,6 | 0,5…0,55 | 73 |
| 200 | 1 | 3,5 | 5,6 | 0,5…0,55 | 62 |
| 250 | 1 | 2,6 | 4,5 | 0,5…0,55 | 50 |
| 300 | 1 | 2,4 | 4,3 | 0,5…0,55 | 47 |
| 400 | 1 | 1,6 | 3,2 | 0,5…0,55 | 36 |
| 450 | 1 | 1,4 | 2,9 | 0,5…0,55 | 32 |
Однако пользоваться массовыми значениями не всегда удобно, особенно в частном строительстве. Гораздо удобнее измерять количество песка или цемента какой-либо тарированной ёмкостью.
Следующая таблица показывает примерное количество исходных материалов в литрах, необходимых для приготовления 100 литров бетона.
Таблица 4. Объемные пропорции компонентов для приготовления 100 литров бетона различных марок
| Марка бетона | Количество исходных компонентов, в литрах | Количество полученного бетона, литров | |||
| цемент | песок | щебень | вода | ||
| При марке цемента 400 | |||||
| 100 | 11,7 | 39,3 | 69,0 | 6,7 | 100 |
| 150 | 14,2 | 36,5 | 68,5 | 8,1 | 100 |
| 200 | 16,8 | 34,6 | 68,4 | 9,6 | 100 |
| 250 | 21,1 | 32,6 | 69,8 | 12,1 | 100 |
| 300 | 22,2 | 30,9 | 69,4 | 12,7 | 100 |
| 400 | 29,3 | 25,8 | 67,0 | 16,8 | 100 |
| 450 | 31,3 | 25,3 | 66,3 | 17,9 | 100 |
| При марке цемента 500 | |||||
| 100 | 10,1 | 43,0 | 69,2 | 5,8 | 100 |
| 150 | 12,5 | 41,1 | 69,5 | 7,1 | 100 |
| 200 | 14,7 | 37,6 | 69,5 | 8,4 | 100 |
| 250 | 18,2 | 34,7 | 69,2 | 10,4 | 100 |
| 300 | 19,3 | 34,0 | 70,4 | 11,1 | 100 |
| 400 | 25,3 | 29,6 | 68,4 | 14,4 | 100 |
| 450 | 28,4 | 29,2 | 69,7 | 16,3 | 100 |
Заключение
Чтобы не топтаться лишний раз по граблям, на которые уже кто-то когда-то наступал, имеет смысл ознакомиться с некоторыми советами, которые помогут сделать процесс приготовления бетона проще.
При замешивании бетона бетономешалкой в неё вначале наливают воду, затем высыпают цемент. Когда смесь станет полностью однородной, в неё добавляют песок и щебень. Такой порядок смешивания гарантирует наибольшую однородность бетона и требует наименьшее время для приготовления.
Если бетон приготавливается миксером, алгоритм незначительно отличается. Вместе c цементом в воду лучше бросить лопату песка.
Ручное замешивание компонентов делается так:
- В емкость, удобную для перемешивания компонентов, лопатой насыпается песок, затем цемент.
- Смесь перемешивается до однородного цвета.
- В её массе лопатой делаются углубления, в которые наливается необходимое количество воды.
- Опять производится перемешивание до приобретения раствором полностью одинаковой консистенции и лишь затем происходит добавление щебня.
Не стоит игнорировать уплотнение (трамбовку) залитого бетона. От качественной трамбовки напрямую зависит прочность готовых конструкций.
Пропорции и изготовление бетона в бетономешалке для фундамента
Искусственный камень — бетон — широко применяется в строительстве монолитных зданий и сооружений. В частных хозяйствах бетонная смесь используется для устройства фундаментов, прочных наземных покрытий и монтажа заборов. Домовладельцу, решившему заливать дворовую стяжку самостоятельно, важно точно соблюдать пропорции бетона в бетономешалке. Иначе будущий монолит, подверженный воздействию механических нагрузок и погодных условий, станет трескаться. Также стоит изучить особенности механизированного приготовления раствора.
Компоненты для приготовления бетона
Любая смесь, приготавливаемая в бетономешалке, включает 3 главных компонента — связующее вещество, наполнитель и вода. Первый компонент связывает мелкие и крупные частицы сыпучих строительных материалов (наполнителей) и работает как отвердитель. В качестве такого материала применяется портландцемент наиболее распространенных марок — М400 и М500.
В строительстве используются и другие природные связующие — известь и глина. На основе данных материалов делают кладочные и штукатурные растворы, для монолитных конструкций они не годятся.
На приготовление бетона в бетономешалке идут следующие виды наполнителей:
- песок карьерный либо речной;
- гравий и мраморная крошка;
- щебень размера фракции 1-4 см;
- шлак доменных печей — сыпучий материал светло-серого оттенка;
- черный шлак — отход тепловых электростанций.
Для придания раствору дополнительных свойств (морозоустойчивости и пластичности) в бетономешалку загружаются специальные химические компоненты. Пропорции зависят от типа вещества и условий бетонирования, точное количество указывается производителем на упаковке.
Традиционные ингредиенты, применяющиеся для строительства фундаментов, — цемент, песок и щебень. При необходимости мелкая щебенка заменяется крупным гравием. Другие наполнители из перечня засыпаются в бетономешалку, когда выполняется установка и фиксация заборных столбов либо заливка площадки во дворе.
Шлаки, используемые в качестве компонентов бетонного раствора, смешиваются с цементом без добавления щебенки и песка. Оба материала отличаются пылевидной структурой, способствующей прочной связи портландцемента с частицами крупного размера. Недостаток подобных смесей — повышенная скорость отвердевания, после приготовления бетономешалку приходится быстро очищать и промывать.
Процесс изготовления
Начало работ подразумевает готовность объекта к бетонированию, это значит, что должны быть насыпана и утрамбована гравийная подушка, выставлена опалубка, а заборные столбы установлены в проектное положение. Перед изготовлением бетона остается подготовить саму бетономешалку и рабочий инструмент:
- Установите механический смеситель на ровной площадке и зафиксируйте агрегат противооткатными средствами.
- Подберите тару (ведра) одинаковой вместительности для правильного измерения пропорций будущего раствора.
- Просейте песок, отделите от материала примеси глины и почвы.
- Сильно загрязненный щебень промойте напором воды из шланга.
- Подключите бетоносмеситель к электрической сети. Корпус электроустановки обязательно подключите к заземляющему проводу.
В процессе смешивания компонентов соблюдается простой порядок загрузки бетономешалки: сначала засыпаются материалы крупной фракции, затем мелкозернистые ингредиенты и в конце — пластифицирующие добавки. Технология и очередность засыпки выглядит так:
- Отмерьте требуемый объем щебня ведрами, засыпая их во вращающуюся емкость бетономешалки. Повторите эту операцию с песком.
- Согласно пропорциям загрузите цемент и подождите 2-3 минуты до получения однородной смеси. Добавьте нужное количество воды.
- Перемешивайте раствор в течение 3-5 минут. При этом нельзя наклонять корпус бетономешалки, вставлять во вращающуюся чашу лопату или руки.
- Слегка наклонив емкость мешалки, выплесните немного бетонной смеси в корыто либо тачку и сделайте в растворе 4-5 засечек лопатой. Если они затягиваются не сразу, пластичность раствора удовлетворительная.
- Выгрузите бетон в подготовленную бадью, подчищая лопасти внутри резервуара. Не выключая агрегат, залейте внутрь полведра воды и всыпьте столько же щебенки. Дайте поработать смесителю несколько минут и остановите до следующей загрузки.
Первый замес бетона в бетономешалке не делайте «на сухую», налейте во вращающуюся емкость 0,5 ведра воды и учтите этот объем при дальнейшем измерении пропорций. Таким способом удастся избежать прилипания готовой смеси к стенкам емкости.
Марки бетона и соотношения
В справочных изданиях пропорции ингредиентов даются в массовых долях. Это позволяет четко определить соотношение компонентов независимо от крупности фракции наполнителей. Если принять за основу количество цемента 1 кг (М400), то для приготовления наиболее популярных марок раствора в бетономешалке к нему придется добавить столько песка и щебня соответственно:
- М150 класса В12,5 — 3,5 / 5,7 кг;
- М200 класса В15 — 2,8 / 4,8 кг;
- М250 класса В20 — 2,1 / 3,9 кг;
- смесь для прочных конструкций марки М300 — 1,9 / 3,7 кг.
Растворы низких марок (М100-150) применяются для бетонирования заборных столбов, малонагруженных площадок и уличных дорожек. Еще одна сфера применения — бетонная подготовка на грунте под заливку полов либо утепленной шведской плиты (УШП).
Марки М200-250 готовят в бетономешалке для устройства железобетонных монолитных конструкций средней нагруженности, например автомобильных въездов, ленточных фундаментов одноэтажных зданий и хозяйственных построек, полов гаражей и т. д.
Высоконагруженные фундаменты, монолитные перекрытия и стены изготавливаются из бетонной смеси М300 с применением арматурного каркаса. При возведении столь ответственных построек не рекомендуется пользоваться бетономешалкой, лучше заказать товарный бетон на заводе.
Пропорции бетона для бетономешалки
В условиях строительной площадки организовать взвешивание компонентов перед загрузкой в бетономешалку сложно, данный способ применяется на заводах. Необходимо учитывать один важный момент: песок, гравий и щебень могут иметь разную влажность и удельную массу. Стройматериал, насыщенный влагой, займет меньший объем, нежели сухая смесь.
В процессе механизированного смешивания компонентов на стройплощадке практикуется измерение количества ингредиентов объемными частями. При подобном подходе пропорции бетона в ведрах для бетономешалки выглядят так:
- 1 ведро вместительностью 10 л цемента М400 понадобится смешать с 4 такими же объемами песка и 5,8 ведрами щебня, чтобы получить бетон М150;
- соотношение для раствора М200 (портландцемент / песок / щебенка) — 1 / 3,2 / 4,9 ведра;
- бетонная смесь М250 — 1 / 2,4 / 3,9 ведра;
- марка М300 — 1/ 2,2 / 3,7 ведра.
Раствор с наполнителями из шлака доменной печи или от тепловой электростанции изготавливается по-другому. Как правильно мешать такой бетон в бетономешалке:
- В бетономешалку засыпается шлак и добавляется вода. Состав тщательно перемешивается.
- Связующее вещество загружается в последнюю очередь. Пропорции — 1 ведро портландцемента на 5 частей черного шлака либо на 7 ведер доменного.
- Пыльные отходы ТЭС потребуют большего объема воды. Заливайте ее в бетономешалку малыми порциями.
- Раствор из шлака доменной печи нужно выработать в течение 1 часа, иначе он быстро застынет. Емкость бетономешалки вымойте сразу после выгрузки раствора.
Для ответственных конструкций, таких как нагруженные фундаменты, покрытия автомобильных дорог и монолитных построек, шлакобетоны применяются редко. Для обеспечения проектной прочности к подобному раствору добавляется песок и дорогостоящие пластификаторы. Гораздо проще в домашних условиях замесить бетон из шлака в бетономешалке и забетонировать отмостку вокруг здания либо изготовить строительные блоки с помощью специальных форм.
Ошибки и последствия
Распространенная ошибка — пренебрежительное отношение к дозировке воды, входящей в состав бетона. Жесткий густой раствор хорошо набирает прочность, но тяжело укладывается и формуется. Поэтому неопытные строители увеличивают долю воды с целью облегчения укладки и промывания бетономешалки. Отсюда возникает неприятный дефект — поверхность стяжки истирается, обнажая камешки щебня. Чтобы избежать этого, необходимо на 1 ведро цемента добавлять 0,9 ведра воды и тщательно перемешивать раствор.
Неправильная дозировка и несоблюдение пропорций перемешиваемых компонентов ведут к таким последствиям:
- Прочность бетонного раствора снижается. Дефект характеризуется появлением трещин в последующие 1-2 года после заливки конструкции.
- Если оператор загрузил в бетономешалку лишнюю долю песка, поверхность монолита станет пылить и осыпаться.
- Увеличение части портландцемента позволяет повысить марку бетона, но нецелесообразно с экономической точки зрения.
- Из-за ошибочного перелива воды из раствора уходит цементное молочко, а на поверхности образуется непрочная корка. В результате страдает долговечность конструкции.
- Сырой подмерзший песок недостаточно хорошо перемешивается в резервуаре бетономешалки. Внутри монолита остаются песчаные шарики, лопающиеся с наступлением морозов. Так на бетонной поверхности образуются глубокие раковины.
Для изготовления надежной и долговечной конструкции недостаточно следить за пропорциями песка и щебня, загружаемого в бетономешалку. Обращайте внимание на чистоту сыпучих материалов и качество воды, поскольку любые примеси ухудшают прочностные характеристики бетона.
Расчет бетонной смеси: дозировка – Национальная ассоциация производителей сборного железобетона
Фрэнк Боуэн и Пол Рамсбург
Примечание редактора. Это пятая статья из годичного цикла, посвященного науке о бетоне, чтобы лучше понять состав смеси. Серия написана совместно Полом Рамсбургом, техническим специалистом по продажам Sika Corp., и Фрэнком Боуэном, представителем по развитию бизнеса Rosetta Hardscapes. Нажмите здесь, чтобы перейти к четвертой статье серии.
Создание дизайна микса — это больше, чем просто пропорции. Он включает в себя весь процесс от выбора подходящих материалов и их соединения таким образом, чтобы удовлетворить технические требования к готовому продукту, до удовлетворения потребностей тех, кто должен размещать, отделывать и управлять отливками.
Помимо желаемых свойств отвержденного сборного железобетона, идеальный состав смеси включает в себя четыре ключевых аспекта: пропорции, последовательность, продолжительность цикла партии и план «место-окончание-отверждение».План PFC представляет собой набор передовых методов производства, предназначенных для устранения вероятности производственных ошибок, когда пластическая стабильность бетона является оптимальной, путем отверждения конструкции до того, как она достигнет срока службы. В одном дизайне смеси могут быть два разных плана PFC — один для зимы и один для лета, но это не требует дополнительных испытаний.
В предыдущих четырех статьях этой серии мы обсуждали различные элементы, из которых состоит бетон. Пришло время собрать их вместе.Начнем с обзора состава бетонной смеси. Для понимания последовательности, продолжительности периодического цикла и планов PFC обратитесь к соответствующим разделам представленных дизайнов смесей.
Контроль пропорций бетонной смеси имеет решающее значение при производстве качественных сборных железобетонных конструкций. Фотография из файла NPCA.
Математика дозирования для правильной урожайности
На протяжении всей истории бетона смеси разрабатывались с использованием самых разных методов. На самом деле не так давно мы использовали метод дозирования по объему 1-2-4 – 1 мерная ложка цемента, 2 мерные ложки песка и 4 мерные ложки камня.Панамский канал был построен с использованием этого устаревшего метода проектирования объемных смесей.
В течение примерно 100 лет мы используем метод расчета смеси абсолютного объема. Этот метод отличается от метода 1-2-4 использованием математики, чтобы гарантировать, что состав смеси обеспечивает желаемый выход независимо от того, какие материалы используются. Прежде чем продолжить, рекомендуется прочитать Американский институт бетона 221R, «Руководство по использованию нормального и тяжелого заполнителя в бетоне».
Вот несколько терминов, которые мы должны понять, прежде чем приступить к проектированию бетона:
Насыщенная поверхность – сухая – SSD – это состояние абсорбирующего материала, при котором материал насыщен, но его поверхность сухая.Заполнитель SSD не поглощает воду из бетонной смеси и не вносит ее в нее. Обычно это достигается только в лабораторных условиях.
Удельный вес – SG любого материала представляет собой единицу веса этого материала, деленную на единицу веса воды при комнатной температуре. Таким образом, заполнитель с плотностью 2,50 будет в 2,5 раза плотнее воды. Чтобы понять эту концепцию, представьте себе железную наковальню, брошенную в ванну с водой и быстро опустившуюся на дно.Наковальня тонет, потому что SG железа больше, чем у воды. Теперь, если бы ванну вместо воды наполнили ртутью, железная наковальня всплыла бы, потому что SG железа меньше, чем у ртути.
Абсолютный объем – AV гранулированного материала представляет собой объем, состоящий только из твердого вещества в данном пространстве. Он не включает объем пустот между частицами. AV материала вычисляется следующим образом:
AV = вес материала/(SG материала x единица веса воды)
Например, SG определенного крупного заполнителя, высушенного в печи, равен 2.75. Удельный вес воды составляет 62,4 фунта/фут. 3 . Абсолютный объем 90-фунтовой пробы заполнителя будет:
AV = 90 фунтов. / (2,75 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 0,524 фута 3
AV бетонной смеси можно определить, если известны вес и плотность компонентов. Для смеси образца бетона, содержащей 90 фунтов крупного заполнителя с удельным весом 2,75, 60 фунтов мелкого заполнителя с удельным весом 2,61, 25 фунтов цемента с удельным весом 3.15 и 12 фунтов воды (с удельной плотностью 1), AV рассчитывается следующим образом:
Крупный заполнитель = 90 фунтов. / (2,75 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 0,524 фута 3
Мелкий заполнитель = 60 фунтов. / (2,61 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 0,368 фута 3
Цемент = 25 фунтов. / (3,15 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 0,127 фута 3
Вода = 12 фунтов. / (1 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 0,192 фута 3
Общий объем = 1,211 фута 3
АКИ 211.1, «Стандартная практика выбора пропорций для обычного, тяжелого и массивного бетона» была принята бетонной промышленностью в качестве стандартной процедуры для дозирования смеси. Если вы занимаетесь проектированием бетонных смесей, обязательно прочтите. Этот стандарт обеспечивает отправную точку, которая представляет собой базовую конструкцию, которую необходимо протестировать и настроить для ваших конкретных материалов.
Большинство заводов по производству сборных железобетонных изделий имеют долгую историю работы с материалами и понимают, как они работают с бетоном.Чтобы приступить к разработке новых смесей для вашего завода, может быть проще основывать свои проекты на уже собранных вами исторических данных. ACI 211.1 может быть лучшей отправной точкой, если никакие предыдущие составы смесей не были протестированы или подтверждены для использования на вашем предприятии. Когда дело доходит до корректировки соотношений мелкого и крупного заполнителя, одобрение может быть подтверждено только в ходе испытаний на заводе со всем остальным местным сырьем.
Давайте рассмотрим пример. Вам нужна смесь с давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм и 5% содержанием воздуха, и вы должны иметь возможность извлекать продукты из форм за 15 часов.Исторически сложилось так, что для подобных смесей вы использовали 555 фунтов цемента и 120 фунтов золы-уноса на кубический ярд бетона. Обычно вы используете около 1560 фунтов крупного заполнителя. При использовании этих материалов и для достижения адекватной прочности при снятии в течение 15 часов максимальное водоцементное отношение должно составлять 0,40, включая все вяжущие и пуццолановые материалы.
Допустим, вы пробуете новый песок и хотите подобрать пропорцию этой смеси для своего растения. Во-первых, нам нужно знать SG каждого материала.SG портландцемента обычно составляет 3,15; однако вам нужно будет получить SG вашего другого сырья от ваших поставщиков материалов. Для нашего примера, предположим, удельный вес летучей золы составляет 2,23, удельный вес крупного заполнителя составляет 2,75, а удельный вес песка составляет 2,61. Также нам потребуется рассчитать объем вовлеченного воздуха в смесь. После подсчета объема каждого материала мы должны их сложить.
Фрэнк Боуэн (справа) и Пол Рамсбург экспериментируют в лаборатории, чтобы найти оптимальные пропорции для своих образцов бетонной смеси.
Пример задачи
Крупный заполнитель = 1560 фунтов. / (2,75 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 9,091 фута 3
Цемент = 555 фунтов. / (3,15 x 62,4 фунта/фут 3 ) = 2,82 фута 3
Зольная пыль = 120 фунтов/(2,23 x 62,4 фунта/фут 3 = 0,862 фута 6 3 Вода = 0,40 x (555 фунтов + 120 фунтов) = 270 фунтов; 3 = 0.05 x 27 футов 3 = 1,35 фута 3
Общий объем = 18,45 фута 3
В нашем примере общий объем всех материалов, кроме песка, составляет 18,45 фута. 3 . Поскольку в кубическом ярде 27 футов 3 , вы можете вычесть 18,45 из 27, чтобы определить объем песка, необходимый для завершения проекта. В результате получается 8,55 футов 3 песка. Чтобы определить вес песка, нужно объем песка умножить на SG песка и на 62.4 фунта/фут. 3 . Полный проект состоит из 535 фунтов цемента, 120 фунтов летучей золы, 270 фунтов воды, 1560 фунтов крупного заполнителя и 1392 фунтов песка.
Объяснение математики
Как мы получили 270 фунтов воды при соотношении в/ц 0,40?
Умножение 675 фунтов общего порошка на 0,40 соотношения в/ц дает 270 фунтов.
Если вы отправляете партии в галлонах, а не в фунтах, укажите это как:
270 фунтов/8,33 фунта/галлон. = 32,41 галлона.
Это чрезмерное упрощение разработки смеси для обучения математике урожайности. Информацию о важности различных свойств материалов и их влиянии на состав смеси см. в предыдущих статьях этой серии.
Дизайн данной смеси
Когда мы проводим курсы по дизайну миксов, наиболее частый комментарий, который мы получаем: «Просто дайте мне дизайн микса». Поступать так было бы неприлично, даже глупо. Никто этого не делает, потому что удачный состав бетонной смеси на одном заводе не всегда сработает на другом.Весь бетон считается и всегда должен считаться локализованным для конкретного производителя. Поскольку исходные материалы, особенно заполнители, различаются по SG от источника к источнику, они могут изменить выход смеси. Зная это, мы по-прежнему находим информативным изучение конструкций смесей, используемых другими производителями. Вы можете многому научиться, наблюдая за тем, как ваши коллеги создают свои миксы, и пробуя эти идеи самостоятельно. Важно отметить, что вы всегда должны обеспечивать правильную производительность смеси – 27 футов 3 на ярд. 3 +/- 0,01 фута 3 или как указано иначе.
Кроме того, перед использованием в производстве сборных железобетонных изделий состав смеси всегда должен быть испытан. Тем не менее, справа и ниже показаны две идеальные конструкции сборных железобетонных смесей. Смесь 1 – это традиционная смесь, которая обычно используется в более крупных продуктах с материалом нормального веса, а смесь 2 – это ускоренная самоуплотняющаяся бетонная смесь, которая используется в небольших продуктах с малым расстоянием между опалубками (стенки шириной 2 дюйма) и без армирования. .
Смесь 1Программное обеспечение для проектирования, предоставленное Concrete Mix Evaluator
Дозирование Цемент – 570 фунтов.
Летучая зола (SG = 2,23) = 120 фунтов.
67 Stone (SG = 2,75) = 1560 фунтов.
Песок (SG = 2,61) = 1402 фунта.
Вода = 276 фунтов. / 33 гал.
Воздухововлекающая добавка = 5 эт. унция
Воздушная цель = 5%
1 ярд³ для противоточного тарельчатого смесителя, который уже смешал аналогичную партию в тот же день (т.е. предварительно кондиционированные или с маслом):
- Заполнители/воздухововлекающие добавки
- Вяжущие материалы
- Цикл сухой смеси:
- Минимальное время замеса сухой смеси: 60 секунд
- Максимальное время замеса сухой смеси: 200 секунд
- Вода (общая добавленная масса определяется после расчета влажности без заполнителей)
- Цикл мокрой смеси:
- Минимальное время замеса мокрой смеси: 90 секунд
- Максимальное время замеса мокрой смеси: 300 секунд
- Размер и время открытия выпускных ворот на расстоянии 1 ярд.³ размер:
- Открыто 20% в течение первых 10 секунд
- 100% открыт до оставшегося времени
Условия
- Допускается для использования в изделиях, армированных сталью
- Температура свежего бетона: 75 F +/- 10 F
- Формы, предназначенные для заливки этой смесью: коробчатые водопропускные трубы, жироуловители и септиктенки
- Рекомендуемое время предварительного прогрева заполнителя зимой:
- 20 – 30 F = 15 минут
- 30 – 40 F = 12 минут
- 40 – 50 F = 9 минут
- 50 – 60 F = 6 минут
Размещение
Укладка бетона с помощью 1 ярда.³ двустворчатый воронкообразный бункер с центральной разгрузкой. Если бетон транспортируется в бункере вилочным погрузчиком, а не краном, необходимы дополнительные меры предосторожности, чтобы избежать ненужного уплотнения. Бетон следует укладывать в течение 20 минут после выгрузки из смесителя. Чтобы избежать чрезмерного захвата воздуха, максимальная высота падения этой смеси составляет 48 дюймов. Для форм, требующих высоты падения более 48 дюймов, потребуются надлежащие пластины или желоба, отклоняющие поток. Необходима вибрация. См. инструкции по литью на заводе, найдя серийный номер формы.
Отделка
Эту смесь следует затирать вручную сразу после того, как были проверены консолидация, стяжка и пластичность формы.
Отверждение
Для наружных и внутренних форм используйте непрозрачный пластиковый брезент толщиной 6 мили или больше для покрытия во время начального отверждения. Снятие опалубки не должно происходить до тех пор, пока испытательные цилиндры не достигнут прочности на сжатие 1500 фунтов на квадратный дюйм. Продукт не следует извлекать из формы до тех пор, пока испытательные цилиндры не достигнут прочности на сжатие 2200 фунтов на квадратный дюйм.
Отверждение отливок в помещении должно происходить в течение не менее четырех часов после извлечения из формы, когда средняя температура наружного воздуха выше 55 F, и не менее 20 часов после извлечения из формы, когда температура наружного воздуха составляет 55 F или ниже.
Смесь 2Программное обеспечение для проектирования, предоставленное Concrete Mix Evaluator
Дозирование Цемент (SG = 3,15) = 575 фунтов.
Летучая зола (SG = 2,23) = 150 фунтов.
89 Камень (SG = 2.75) = 1587 фунтов.
Песок (SG = 2,61) = 1208 фунтов.
Вода = 280 фунтов. / 33,6 галлона.
Поликарбоксилатный пластификатор = 33 унции.
Ускоритель кальция = 150 унций.
Воздухововлекающая добавка = 6 эт. унция
Воздушная цель = 6%
1 ярд³ для противоточного тарельчатого смесителя, который в тот же день уже смешивал аналогичную партию (т. е. предварительно кондиционированную или намазанную маслом):
- Заполнители / воздухововлекающие добавки
- Вяжущие материалы
- Цикл сухой смеси:
- Минимальное время замеса сухой смеси: 75 секунд
- Максимальное время замеса сухой смеси: 200 секунд
- Вода (общая добавленная масса определяется после расчета свободной влажности заполнителя)
- Ускоряющая добавка
- Поликарбоксилатный пластификатор
- Цикл мокрой смеси:
- Минимальное время замеса мокрой смеси: 75 секунд
- Максимальное время замеса мокрой смеси: 200 секунд
- Размер и время открытия выпускных ворот на расстоянии 1 ярд.³ размер:
- 20% открыт в течение первых 6 секунд
- 100% открыт до оставшегося времени
Условия
- Допускается для использования в изделиях, армированных сталью
- Температура свежего бетона: 75 F +/- 10 F
- Опалубка для заливки этой смесью: большой сборный модульный блок
- Рекомендуемое время предварительного прогрева заполнителя зимой:
- 20 – 30 F = 15 минут
- 30 – 40 F 12 = минуты
- 40 – 50 F 9 = минуты
- 50 – 60 F 6 = минуты
Размещение
Укладка бетона с помощью 1 ярда.³ грейферный воронкообразный бункер с центральной разгрузкой или бункер с боковой разгрузкой на 1/2 ярда³ при изготовлении партии размером 1/2 ярда³. Не транспортируйте бункер на вилочном погрузчике после его заполнения. Эта смесь предназначена только для размещения с помощью крана, чтобы избежать ненужного уплотнения. Бетон следует укладывать в течение 15 минут после выгрузки из смесителя.
Во избежание чрезмерного захвата воздуха максимальная высота падения этой смеси составляет 36 дюймов. Для форм, требующих высоты падения более 36 дюймов, потребуются надлежащие пластины или желоба, отклоняющие поток.
Не вибрируйте эту смесь после укладки. Некоторые формы могут потребовать легкого постукивания в критических местах с помощью резинового молотка. Обратитесь к руководству по литью на заводе для этого рецепта, найденному по серийному номеру формы.
Отделка
Эту смесь следует наносить на стяжку сразу после укладки. Вместо стяжки можно использовать ручную кельму, чтобы заполнить углы формы.
Отверждение
Для форм для наружного и внутреннего применения используйте непрозрачный пластиковый брезент толщиной 6 мили или более для покрытия неоформленных поверхностей продукта во время начального отверждения, если это применимо к указанной форме.Снятие опалубки не должно происходить до тех пор, пока испытательные цилиндры не достигнут прочности на сжатие 1500 фунтов на квадратный дюйм. Продукт не следует извлекать из формы до тех пор, пока испытательные цилиндры не достигнут прочности на сжатие 2200 фунтов на квадратный дюйм.
Отверждение отливок в помещении должно происходить в течение не менее четырех часов после извлечения из формы, когда средняя температура наружного воздуха выше 55 F, и не менее 20 часов после извлечения из формы, когда температура наружного воздуха составляет 55 F или ниже.
Попробуйте еще раз
Когда вы экспериментируете и совершенствуете свою смесь, не забудьте использовать свои отношения с техническими представителями по добавкам и цементу, потому что большинство из них могут предложить некоторую форму обучения.Индивидуальное практическое обучение на собственном объекте невероятно ценно и часто недооценивается.
Попробуйте изменить пропорции двух смесей, приведенных в этой статье, для ваших собственных материалов. Отправляйтесь в лабораторию, протестируйте и усовершенствуйте свои проекты. Раздвигайте границы, записывайте свои выводы и результаты и учитесь на своих ошибках.
Пол Рамсбург работает в производстве предварительно напряженного железобетона с 1988 года и в настоящее время является техническим специалистом по продажам в Sika Corp.
Фрэнк Боуэн, выпускник Master Precaster 2013 года, получил степень M.Б.А. в 2014 году окончил Государственный университет Среднего Теннесси по программе «Управление бетонной промышленностью» и является представителем по развитию бизнеса в компании Rosetta Hardscapes в Шарлевуа, штат Мичиган,
.Ресурсы:
- В главе 9 справочника Portland Cement Association «Проектирование и контроль бетонных смесей» объясняется метод абсолютного объема дозирования нормальных бетонных смесей.
- ACI 211.1, «Стандартная практика выбора пропорций для обычного, тяжелого и массивного бетона»
- АКИ 201.2Р-16, «Руководство по прочным бетонам»
- ACI 221R-96, «Руководство по использованию нормального и тяжелого заполнителя в бетоне»
- Concrete Mix Evaluator 2.0, защищенное авторским правом программное обеспечение, разработанное Гэри Найтом
Соотношение цемента – обзор
7.5.1 Влияние содержания летучей золы на механические свойства
Прочность на сжатие композита с различным соотношением летучей золы и цемента, испытанная в возрасте 7, 14 и 28 дней (Tian и Zhang, 2013) показано в таблице 7.3.
Таблица 7.3. Сила компрессивной составной с различной летучей золой / соотношением цемента
| прочность на компрессию (МПа) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Дни / цементный соотношение | дней на тестировании | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7 | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| F / C = 1.2 | 39 | 35.9945 | 35.66 | 42.37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| F / C = 1.6 | 24.24 | 28.24 | 36445 | 36.67 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| F / C = 2.0 | 21.72 | 21.72 | 24.82 | 33.82 | 33.82 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Дни / цементное соотношение | дней на тестировании | ||
|---|---|---|---|
| 7 | 14 | ||
| Ф/К = 1.2 | 4,61 | 4,84 | 5,74 |
| F / C = 1,6 | 3,23 | 4.2 | 5,22 |
| F / C = 2,0 | 3,01 | 3,79 | 4,67 |
Проведенные испытания зависимости прочности на растяжение от деформации композита с различным соотношением золы-уноса и цемента показаны на рис. 7.7.
Рисунок 7.7. Прямые кривые растяжения новых композитов при различном содержании летучей золы.
На рис. 7.7 показано незначительное изменение прочности композита на растяжение при изменении отношения золы-уноса к цементу от 1,2 до 2,0. Чтобы лучше интерпретировать механическое поведение разработанного композита, представлено другое механическое свойство, а именно пластичность при растяжении. Пластичность при растяжении означает способность определенного материала поглощать энергию и может быть рассчитана как площадь под кривыми до определенного значения деформации. Это видно из рисунка 7.7 видно, что до того, как деформация достигает 2%, площадь под кривыми сильно увеличивается с увеличением содержания летучей золы. Это означает, что пластичность композита при растяжении резко возрастает, и с увеличением содержания летучей золы поглощается больше энергии. Для нового композита с отношением золы-уноса к цементу, равным 1,2, предел прочности при растяжении внезапно упал до уровня не более 1 МПа, когда возникли трещины, и предел прочности при растяжении продолжал постепенно снижаться до тех пор, пока образец не был окончательно поврежден.Хотя предел прочности при растяжении также внезапно снижался, когда в образцах для растяжения с отношением золы-уноса к цементу, равным 1,6, возникали трещины, остаточная прочность на растяжение составляла около 2 МПа, что почти в два раза больше, чем у его аналога с отношением золы-унос/цемент. 1.2. Повышенная ударная вязкость была более очевидной для цементного композита с соотношением летучей золы/цемента 2,0. Для этого композита предел прочности при растяжении также резко снижался, когда образец растрескивался, но остаточное растягивающее напряжение снова увеличивалось с увеличением деформации, причем пик остаточного предела прочности при растяжении достигал 2.41 МПа. Это означает, что композит проявляет способность к деформационному упрочнению, что обычно связано с превосходной ударной вязкостью материалов. Как показано на рис. 7.7, такое упрочнение продолжается до тех пор, пока деформация образца при растяжении не достигнет 0,4 %, а затем остаточная прочность на растяжение постепенно снижается до тех пор, пока образец не будет окончательно поврежден.
Деформационное упрочнение можно объяснить микромеханизмами композита. В самом начале при приложении растягивающего усилия к торцам образца такая же деформация происходила с волокнами и матрицей образца при приложении растягивающего усилия.С увеличением растягивающей нагрузки в матрице возникали и развивались микротрещины, и волокна перекрывали микротрещины. По мере продвижения и распространения микротрещин поперек волокон сначала происходило отслоение между частью волокон и матрицей в области трещины, а затем дальнейшее развитие вдоль поверхности между волокнами и матрицей. Во время этого процесса растягивающее напряжение в растрескавшейся матрице снималось и передавалось на мостиковые волокна, а растягивающее напряжение обычно удерживалось за счет напряжения химической связи и механического взаимодействия между матрицей и мостиковыми волокнами в несвязанной области.Прочность на растяжение, внезапно придаваемая мостиковым волокнам, увеличивала деформацию мостиковых волокон и способствовала процессу отсоединения волокон от матрицы. Несмотря на микротрещины в матрице, растягивающее напряжение образца увеличивалось с деформацией из-за эффекта перемычки волокон. По мере развития микротрещин микротрещины постепенно срастались между собой и образовывали видимую трещину в самом слабом сечении образца. Формулировка этой крупной трещины привела к внезапному падению кривой растяжения-деформации от пикового значения из-за быстрого снятия растягивающего напряжения из хрупкого цементного материала (Jun and Mechtcherine, 2010).Затем, с увеличением деформации, ширина основной трещины увеличивалась, а напряжение усиливалось за счет упрочняющей роли мостиковых волокон. В результате остаточное растягивающее напряжение снова увеличивалось и демонстрировало деформационное упрочнение до тех пор, пока растягивающее напряжение не достигло второго пикового значения (Zhang et al., 2000; Roth et al., 2010). После этого, когда к образцу прикладывалась большая растягивающая нагрузка, быстро происходило разрушение связи между мостиковыми волокнами и матрицей, и мостиковые волокна начинали вытягиваться из матрицы.Когда волокна были полностью отсоединены от окружающей матрицы, адгезионное напряжение между волокном и матрицей из-за эффекта химического связывания исчезало, и, таким образом, между соединяющими волокнами и матрицей проявлялось только напряжение трения. Для волокон багассы, когда волокна вытягивались, поверхность натуральных волокон повреждалась, и волокна становились грубее, в результате чего возрастало напряжение трения. Следовательно, после того, как растягивающее напряжение достигло второго пикового значения, оно постепенно снижалось с увеличением деформации из-за возникшего частичного напряжения.Наконец, когда волокна были полностью вытянуты из матрицы, перекрывающее действие волокон через основную трещину было утрачено; в результате образец разрушился и полностью потерял несущую способность.
Летучая зола играет роль заполнения пространства между продуктами гидратации, делая композит более компактным и, следовательно, улучшая склеивание мостиковых волокон. Однако с уменьшением содержания летучей золы поведение композита при деформационном упрочнении становилось неочевидным.Из результатов испытаний можно сделать вывод, что увеличение содержания летучей золы в композите может повысить ударную вязкость цементного композита, армированного нитевидными кристаллами, но за счет снижения прочности на сжатие и модуля Юнга. Увеличение содержания летучей золы могло нарушить процесс гидратации цемента, что привело к снижению прочности на сжатие и модуля Юнга композита. Частица золы-уноса могла заполнить пространство между продуктами гидратации, т.е., между матрицей и волокнами для композита. В результате использование летучей золы может уплотнить матрицу и улучшить сцепление композита, что играет важную роль в механизме ударной вязкости композита.
Заполнитель в бетоне – Бетонная сеть
Ассоциация портландцемента
Найти производителей: Добавки
Заполнителиобычно рассматриваются как инертный наполнитель в бетонной смеси. Но при ближайшем рассмотрении выявляется основная роль и влияние заполнителя на свойства как свежего, так и затвердевшего бетона.Изменения в градации, максимальном размере, удельной массе и содержании влаги могут изменить характер и характеристики вашей бетонной смеси.
Экономичность – еще одна причина тщательного выбора агрегата. Часто можно сэкономить, выбрав максимально допустимый размер агрегата. Использование более крупного крупного заполнителя обычно снижает стоимость бетонной смеси за счет снижения требований к цементу, наиболее дорогостоящему ингредиенту. Меньшее количество цемента (в разумных пределах долговечности) будет означать меньшее количество воды, если водоцементное (водоцементное) отношение поддерживается постоянным.Более низкое содержание воды уменьшит вероятность усадки и растрескивания, связанных с ограниченным изменением объема.
Вот обзор наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при выборе и дозировании заполнителя для бетона.
Типичные совокупные пропорции
Фото 1. Обратите внимание на хорошо сбалансированный гранулометрический состав этой обычной бетонной смеси.
Заполнителисоставляют от 60% до 80% типичной бетонной смеси, поэтому они должны быть правильно подобраны, чтобы быть долговечными, смешиваться для оптимальной эффективности и должным образом контролироваться для получения постоянной прочности бетона, удобоукладываемости, отделки и долговечности (Фото 1). ).Ингредиенты в обычных бетонных смесях обычно попадают в следующие пропорциональные диапазоны:
Узнайте больше о материалах, которые входят в состав хорошей бетонной смеси.
| Ингредиент ЦементЗаполнительВодаВоздух | Диапазон 7% — 15%60% — 80%14% — 18%2% — 8% |
Качество имеет значение
Убедитесь, что ваш производитель бетона покупает заполнитель хорошего качества, что подтверждается результатами регулярных испытаний заполнителя в соответствии со стандартом ASTM C 33, «Стандартные спецификации для заполнителей для бетона».» История хороших характеристик местного заполнителя также дает представление о том, насколько хорошо материал работает в эксплуатации.
Качественный заполнитель должен быть чистым, твердым, прочным, иметь прочные частицы и не содержать абсорбированных вредных химикатов, глиняного покрытия или других загрязнений, которые могут повлиять на гидратацию цемента или уменьшить сцепление пасты с заполнителем. Агрегаты, которых следует избегать, включают:
- Рыхлые или подверженные растрескиванию.
- Со значительным количеством мягких и пористых материалов.
- Определенные виды «кремня», поскольку они могут иметь очень низкую устойчивость к атмосферным воздействиям и могут приводить к дефектам поверхности, называемым выпуклостями (фото 2 и 3).
Поверхность бетонной плиты, на которой произошло выпячивание над частицей кремня. Хотя это и не является структурной проблемой, всплывающие окна представляют собой заметный дефект поверхности, который может быть источником эстетических жалоб и, если он чрезмерный, может ухудшить качество покрытия в армированных плитах. (Фото предоставлено Ассоциацией портландцемента)
Поперечное сечение сердечника, разрезанного в продольном направлении, показывает механизм всплывающего окна.Некоторые частицы кремня обладают большей поглощающей способностью, чем заполнители более высокого качества. Находясь вблизи насыщенной поверхности, они могут поглощать воду и при замерзании расширяться и раскалывать бетон непосредственно над ним вместе с частью заполнителя. (Фото предоставлено PCA)
Как природный материал, заполнитель иногда будет включать выветренные или нестабильные частицы в доставляемом продукте. Допустимое процентное содержание вредных веществ как для мелкого, так и для крупного заполнителя указано в таблицах 1 и 3 стандарта ASTM C 33 соответственно.Для некоторых проектов могут потребоваться еще более строгие ограничения. Чтобы избежать проблем с бетоном после укладки, которые трудно исправить, убедитесь, что эти ограничения не превышены во время подачи материалов.
Градации
Оптимизированная градация, основанная на доступности заполнителей и требованиях проекта, приведет к получению экономичного бетона с хорошей удобоукладываемостью и отделочной способностью. Пропорции между крупными и мелкими заполнителями будут меняться в зависимости от уникальных характеристик каждого заполнителя, метода укладки и желаемой отделки.
Разделительной линией между мелким и крупным заполнителем является сито 3/8 дюйма. Модуль крупности (FM) является показателем крупности заполнителя. FM рассчитывается путем сложения совокупных массовых процентов, оставшихся на каждом из указанных рядов сит, и деления суммы на 100 (см. Таблицу 1). FM для мелкого заполнителя должен находиться в диапазоне от 2,3 до 3,1. FM не должен изменяться более чем на 0,2; в противном случае может потребоваться корректировка смеси. Чрезмерно мелкие материалы будут иметь более высокое водопотребление и, как правило, приведут к получению липкой смеси.Чрезмерно грубый материал будет давать грубые смеси, которые труднее укладывать, закреплять и отделывать.
| Размер сита | Процент отдельной фракции, оставшейся по массе | Процент прохождения по массе | Совокупный процент остатка по массе |
|---|---|---|---|
| 9,5 мм (3/8 дюйма) | 0 | 100 | 0 |
| 4,75 мм (№ 4) | 2 | 98 | 0 |
| 2.36 мм (№ 8) | 13 | 85 | 15 |
| 1,18 мм (№ 16) | 20 | 65 | 35 |
| 600 мкм (№ 30) | 20 | 45 | 55 |
| 300 мкм (№ 50) | 24 | 21 | 79 |
| 150 мкм (№ 100) | 18 | 3 | 97 |
| Кастрюля | 3 | 0 | — |
| Всего | 100 | 283 | |
| Модуль крупности = 283 ÷ 100 = 2.83 | |||
Таблица 1. Модуль крупности (FM) рассчитывается путем деления процента
, оставшегося между ситами № 100 и № 4, на 100.
Мелкий заполнитель должен соответствовать пределам градации, установленным в ASTM C 33, раздел 6. Если в местном масштабе имеется дефицит мелкого заполнителя, в бетон можно добавить воздухововлекающие добавки, дополнительный цемент или дополнительный вяжущий материал (SCM). для устранения этих недостатков.
Широкие диапазоны градации крупного заполнителя перечислены в таблице 2 стандарта ASTM C 33.Эти широкие полосы градации используются по всей стране. После того как для проекта выбрана градация, сохранение градации в узких пределах позволит добиться большей согласованности между партиями. Обычно это достигается за счет надлежащего складирования заполнителей и переработки запасов для противодействия чрезмерной сегрегации (Фото 4).
Максимальный размер крупного заполнителя, который можно использовать в смеси, зависит от размера, формы и армирования элемента в соответствии с этими рекомендациями «не превышать» (см. Фото 5 и 6):
3/4 расстояния в свету между арматурным стержнем или между арматурным стержнем и опалубкой (защитное расстояние)
1/3 глубины плиты
1/5 самого узкого размера элемента
Часто заполнители анализируются с использованием комбинированной сортировки мелких и крупных материалов в предполагаемой пропорции предлагаемой бетонной смеси (Фото 7).Это дает оценку того, как смесь будет вести себя в бетоне. В каждом регионе есть свои недостатки в заполнителях, но как только будет нанесена комбинированная градация заполнителей (процентное соотношение удержанного по сравнению с размером сита), эти недостатки можно будет легче выявить и устранить. Затем можно рассмотреть альтернативные источники заполнителя или дополнительное смешивание заполнителя, чтобы приблизиться к неуловимой «идеальной» градации, которая обеспечивает наилучшую удобоукладываемость, прокачиваемость, меньшую усадку и экономичность (рис. 1).
Обратите внимание, что удаление песка из смеси превращает обычный бетон в смесь «без мелких частиц», также известную как «проницаемый» бетон» (см. Проницаемые бетонные покрытия).Водопроницаемый бетон имеет право на получение баллов LEED, системы рейтинга экологически чистых зданий, разработанной Советом по экологическому строительству США (USGBC), потому что он позволяет стокам просачиваться непосредственно в основание, пополняя уровень грунтовых вод.
Фото 4. Чтобы решить проблему чрезмерного разделения частиц по размерам, дозированию обычно предшествует переработка штабелей по окружности для повторного смешивания размеров, а не работа непосредственно в штабеле. (Фото предоставлено PCA)
Фото 5 — Рекомендуемый максимальный размер заполнителя, чтобы пройти через расстояние в свету между арматурной сталью и размером покрытия.(Фото предоставлено PCA)
Фото 6. Максимальный размер заполнителя в зависимости от метода укладки и толщины плиты. (Фото предоставлено PCA)
Фото 7. Распределение размеров от мелкого до крупного заполнителя играет важную роль в удобоукладываемости и производительности бетона. (Фото предоставлено PCA)
Рисунок 1 – Оптимальный состав комбинированного заполнителя для обычного бетона. (любезно предоставлено PCA)
Рекомендуемые товары
Особые указания для бетона с открытым заполнителем
Подрядчики, занимающиеся укладкой декоративного бетона с открытым заполнителем, где внешний вид имеет первостепенное значение, должны уделять особое внимание форме, текстуре, цвету и общему внешнему виду заполнителя, чтобы получить наилучший внешний вид конечного продукта (Фото 8).При укладке архитектурного бетона следует протестировать пробные смеси и разместить макеты, чтобы убедиться, что все стороны удовлетворены выбранными материалами.
Как гравий, так и щебень, как правило, подходят для изготовления качественного бетона (фото 9), хотя гравий обычно предпочтительнее для открытого заполнителя. Использование переработанного бетона, измельченного до бетонного заполнителя надлежащего размера, также продемонстрировало успешные результаты. Переработанный бетон будет иметь более высокую абсорбцию и меньший удельный вес, чем обычные заполнители.Для производства прочного бетона хорошего качества, содержащего часть переработанного бетонного заполнителя, часто требуются пробные бетонные смеси и тщательный мониторинг свойств старого переработанного бетона с корректировкой смеси по мере необходимости.
Бетонное покрытие с открытым заполнителем.
Из гравия и щебня получается качественный бетон. Гравий будет иметь меньшую потребность в воде по сравнению со щебнем. Гравий предпочтительнее для бетона с открытым заполнителем в пешеходных дорожках и декоративных целях.Щебень обычно имеет более высокую связь между пастой и заполнителем. Щебень предпочтительнее в смесях для дорожного покрытия, так как более высокая связь между пастой и заполнителем обеспечивает более высокую прочность на изгиб (Фото предоставлено PCA)
Контроль влажности
Рис. 2. Влажность заполнителя влияет на удобоукладываемость бетона. Если заполнители слишком сухие, они будут поглощать (воровать) воду из смеси. Если заполнители слишком влажные, избыточную влажность необходимо вычесть из предполагаемого количества воды в смеси.(Фото предоставлено PCA)
Поглощение и поверхностная влажность заполнителей являются простыми, но критически важными аспектами производства бетона, который постоянно достигает заданной или целевой прочности. Фундаментальная взаимосвязь между водоцементным отношением и прочностью начинается с поправки на вклад влаги или ее поглощение заполнителями.
Агрегаты чем-то похожи на маленькие твердые губки. Расчеты состава смеси проводятся в предположении, что заполнители находятся в состоянии насыщенной сухой поверхности (SSD), что означает, что их абсорбция удовлетворяется, и вода не берется из смеси и не добавляется в нее.Если их абсорбция неудовлетворительна, эти «губки» крадут воду из заданного количества воды замеса, уменьшая осадку бетона. Если «губки» чрезмерно влажные (превышающие количество, необходимое для поглощения), лишняя вода должна быть вычтена из количества воды в замесе. В противном случае целевое соотношение вода/цемент будет превышено, и прочность уменьшится (рис. 2).
Важные общие правила и запреты
DO используйте заполнитель, соответствующий ASTM C 33, «Стандартные спецификации для бетонных заполнителей».» Заполнители должны быть прочными, чистыми, твердыми, долговечными и не содержать чрезмерных частиц или загрязнений, которые могут повлиять на гидратацию цемента или нарушить связь между пастой и заполнителем.
НЕ НЕ превышайте предельные значения содержания вредных веществ в мелких и крупных заполнителях. Эти пределы представлены в таблицах 1 и 3 стандарта ASTM C 33 соответственно. Для некоторых спецификаций могут потребоваться более строгие ограничения.
DO регулярно контролируйте содержание влаги в крупных и мелких заполнителях, чтобы обеспечить постоянство и однородность от партии к партии.Датчики влажности в бункерах для инертных материалов должны быть откалиброваны в соответствии с рекомендациями производителей. Датчики влажности также следует периодически проверять с помощью стандартных определений влажности при выгорании (ASTM C 566).
DO убедиться, что запасы находятся в надлежащем порядке. Они должны быть построены горизонтальными или пологими слоями, чтобы уменьшить сегрегацию, и должны располагаться на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы можно было правильно работать со сваями. В местах, где площадь двора ограничена и склады трудно хранить отдельно, следует использовать барьеры, чтобы избежать смешения и перекрестного загрязнения материалов разного размера.
Для получения дополнительной информации о заполнителях и составе бетонной смеси см.:
Проектирование и контроль бетонных смесей, Ассоциация портландцемента (см. главу 5, Заполнители для бетона).
Отчет комитета Американского института бетона (ACI) 221R-96, Руководство по использованию заполнителей нормального и тяжелого веса в бетоне, раздел 4.5.
Найти производителей: Добавки
Спецификация разработки модифицированного состава смеси, отсортированного по объему от указанного состава смеси по весу для улучшения производства бетона
МетодыX.2020; 7: 100817.
Opeyemi Joshua
a Факультет строительных технологий, Университет Ковенант, Ота, Нигерия
Колапо О. Олусола
b Факультет строительства, Университет Обафеми-Аволово, 3, Нигерия Дэвид О. Ндука
a Факультет строительных технологий, Университет Ковенант, Ота, Нигерия
Энтони Н. Эде
c Факультет гражданского строительства, Университет Ковенант, Ота, Нигерия
Олуваротими М.Olofinnade
c Факультет гражданского строительства, Университет Ковенант, Ота, Нигерия
Олорунмейе Ф. Джоб
d Факультет строительства, Университет Джоса, Джос, Нигерия Building
a Департамент технологии, 9004 Университет, Ота, Нигерия
b Факультет строительства, Университет Обафеми Аволово, Иле-Ифе, Нигерия
c Факультет гражданского строительства, Университет Ковенант, Ота, Нигерия
d Факультет строительства, Университет Джос, Джос, Нигерия
Поступила в редакцию 15 ноября 2019 г.; Принято 7 февраля 2020 г.
Copyright © 2020 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Abstract
- • Процесс производства бетона обычно разрабатывается с учетом определенных свойств свежего бетона, требуемой прочности и долговечности. Этот процесс называется составлением смеси, который определяет количество и пропорции различных составляющих материалов для производства бетона. Расчеты бетонных смесей обычно выполняются в соответствии с указанными стандартными процедурами в нормах, разработанных признанными учреждениями, такими как Институт строительных исследований (BRE) [1].Другие приемлемые методы составления смеси включают в себя три (3) уравнения и методы двойного покрытия в [[2], [3]]. Стандартизированные предписанные составы смесей являются общепринятыми составами, отвечающими требованиям по прочности в классе бетона нормальной прочности, как указано в [[4], [5]]. Разработаны стандартизированные рецептурные бетонные смеси, характеристические прочности которых указаны в британских стандартах [[4], [5]], и указанный состав бетонной смеси рекомендуется затаривать по весу.
- • Преимущественно составы смесей дозируются по объему в пределах исследуемой территории и в большинстве развивающихся стран, что приводит к производству менее прочного бетона, чем при дозировании по весу.Эта практика связана с более высокой стоимостью приобретения бетонных заводов [6], используемых в производстве бетона средними и малыми строительными фирмами.
- • В этом исследовании был разработан метод получения состава смеси для дозирования по объему из указанной смеси, рассчитанной по весу, с использованием чата расчета, разработанного из [[4], [5]]. Затем можно производить бетон с производным смешанным составом и дозировать по объему, как если бы он был изготовлен по весу из указанного состава смеси. Этот метод устраняет неравенство прочности как при дозировании, так и при производстве более прочного бетона в большинстве развивающихся стран.
ключевые слова Wgt Eq 12 мм — весовой эквивалент объема партии с размером заполнителя 12 мм Vol B 19 мм в партии с размером заполнителя 19 мм Wgt B 12 мм — вес партии с размером заполнителя 12 мм Vol Eq 12 мм — объемный эквивалент веса партии с размером заполнителя 12 мм Wgt B 19 мм — Вес партии с размером заполнителя 19 мм Объемный эквивалент 19 мм — Объемный эквивалент веса партии с размером заполнителя 19 мм дозированные по объему, все меньше, чем фактическое отношение веса дозированного вяжущего к заполнителю.Этот вывод означает, что все партии по объему содержат больше заполнителя по массе, чем когда все они изначально замешиваются по массе, следовательно, в партиях по объему ожидается более слабый бетон по сравнению с тем, когда смесь той же конструкции замешивается по массе. Например, при замесе свежего бетона со стандартизированным предписанным составом смеси 1:2:4 с размером заполнителя 12 мм по объему соотношение заполнителя и вяжущего составляет 0,167 по объему замеса. Для сравнения, когда определяется состав смеси, эквивалентный массе, для партии того же объема, то же соотношение 1:2:4 в партии по объему становится 1:2.62:4,18 и 0,147 (соотношение вяжущее-заполнитель) при рассмотрении в виде весовой партии, а прочность бетона составила 20,65 МПа, см. . Это означает, что при сравнении двух составов смесей (одного и того же состава смеси, замешанного по объему и весу) весовой эквивалент объемного замеса становится равным 1:2,62:4,18 при коэффициенте заполнителя вяжущего, равном 0,147, по сравнению со случаем, когда смесь-конструкция дозирована по массе 1:2:4 с коэффициентом заполнителя вяжущего 0,167 при прочности бетона 22,47 МПа, см. . Это указывает на то, что проектная смесь с объемной дозировкой по массе будет содержать больше заполнителя, чем при первоначальной дозировке по массе, и это видно по изменению прочности.Более высокое содержание заполнителя в объемной партии будет означать более слабую бетонную смесь из-за пониженного содержания вяжущего. Партии смешанного дизайна и эквивалентные им смеси с другим методом дозирования. 5 Показывает объем дозирования и его весовой эквивалент. Показывает массу партии и ее объемный эквивалент. Прочность зависит от состава смеси Standardized Prescribed Mix (SPC) по соотношению заполнителей вяжущего. Согласно [7], чем больше содержание вяжущего в бетонной смеси, тем лучше прочностные характеристики затвердевшего бетона. Кубическая прочность бетона будет обсуждаться в зависимости от соотношения заполнителей вяжущего. показывает результат средней прочности на сжатие всего замеса бетона по объему и по весу.Это показывает, что прочность всего бетона, затаренного по весу, обеспечивает превосходную прочность по сравнению с замесом, заправленным по объему, и это подтверждается в [[8], [9]]. и показывает взаимосвязь, которая существует между прочностью замеса бетона по объему и по весу. Это можно использовать в качестве приблизительного ориентира для соотнесения весовой партии с планами объемной партии, которые будут эквивалентны плановой смеси, дозированной по весу. Начиная с , среднее соотношение крупного и мелкого заполнителя составляет 1,776 при дозировании по массе и определении объема, эквивалентного весовой партии. Общая прочность на сжатие всех весовых и объемных партий. Например, для подготовки состава смеси для получения прочности бетона 23 МПа с крупностью заполнителя 19 мм. Поскольку цель состоит в том, чтобы получить состав смеси для дозирования по объему таким образом, как если бы он был разработан для дозирования по весу. Первым шагом будет определение размера агрегата, который будет использоваться. Во-вторых, будет использоваться для определения точки на кривой объемного эквивалента массы партии, которая соответствует целевой прочности 23 МПа.Эта точка составляет 0,184, и это означает, что коэффициент заполнителя вяжущего составляет 0,184. Обратное значение 0,184 будет равно 5,435, что будет эквивалентно сумме соотношений мелкого и крупного заполнителя. Поскольку соотношение крупного и мелкого заполнителя будет составлять 1,776, то состав смеси по объему партии, при котором будет производиться бетон с заданной прочностью 23 МПа, будет составлять 1:1,95:3,49. Другим примером является то, что если указанный состав смеси SPC 1:2:4 предписан для дозирования по весу с крупным заполнителем размером 12 мм.Соотношение вяжущее-заполнитель должно быть 0,167, эта точка будет расположена на кривой массы заполнителя 12 мм, а целевая прочность определяется на . Другая точка на том же уровне будет располагаться на кривой «Vol Eq 12 мм», которая соответствует этой целевой прочности на предыдущей кривой, и определенному коэффициенту заполнителя вяжущего, который составляет 0,223. Обратное значение 0,223 будет равно 4,484, что будет эквивалентно сумме соотношений мелкого и крупного заполнителя. Так как соотношение крупного и мелкого заполнителя будет равно 1.776, то состав смеси по объему замеса, который будет давать характеристики бетона, как если бы первоначальный состав смеси 1:2:4 был замесен по весу, будет 1:1,62:2,87. Следовательно, объемное соотношение смеси/дизайн смеси SPC 1:2:4, предписанное для дозирования по весу, будет составлять 1:1,62:2,87. Это подтверждает объемный эквивалент проектной смеси с весовой партией 1:2:4 (1:1,6:2,88), как показано на рис. На основании результатов и обсуждений были сделаны следующие выводы: В настоящем исследовании рекомендуется следующее: Авторы этого исследования признательны и признательны председателю Попечительского совета и руководству Covenant University за поддержку и содействие презентации этого исследования на этой платформе. 3. Х.С. Абдельгадер, Р.Э. Сулейман, А.S. El-Baden, AH Fahema, N. Angelescu, Concrete Mix Proditioning Количество воды в бетоне определяет многие свойства свежего и затвердевшего бетона, включая удобоукладываемость, прочность на сжатие, водопроницаемость и водонепроницаемость, долговечность и устойчивость к атмосферным воздействиям, усадку при высыхании и возможность образования трещин. По этим причинам ограничение и контроль количества воды в бетоне важны как для технологичности, так и для срока службы. Водоцементное отношение При отверждении паста или клей, состоящий из вяжущих материалов и воды, связывает заполнители вместе.Затвердевание происходит из-за химической реакции, называемой гидратацией, между вяжущими материалами и водой. Очевидно, что увеличение соотношения масса/см или количества воды в пасте разбавляет или ослабляет затвердевшую пасту и снижает прочность бетона. Как показано на Рисунке 1, прочность бетона на сжатие увеличивается по мере уменьшения соотношения В/см как для бетона без воздухововлечения, так и для бетона с воздухововлечением. Уменьшение отношения В/См также улучшает другие свойства затвердевшего бетона за счет увеличения плотности пасты, что снижает проницаемость и повышает водонепроницаемость, повышает долговечность и устойчивость к циклам замораживания-оттаивания, зимнему накипи и химическому воздействию. Как правило, чем меньше воды, тем качественнее бетон. Тем не менее, бетону требуется достаточное количество воды для смазки и получения рабочей смеси, которую можно без проблем смешивать, укладывать, уплотнять и отделывать. Требования стандартов Содержание воды и усадка при высыхании Удобоукладываемость Добавление воды на месте Перед добавлением воды на объекте необходимо знать допустимое количество воды, которое можно добавить. Эта сумма должна быть напечатана в накладной или определена на совещании перед началом строительства и согласована всеми сторонами. Вода является ключевым компонентом бетона. Однако слишком большое количество воды может отрицательно сказаться как на свойствах свежего, так и на затвердевшем бетоне, особенно на прочности, долговечности и способности к растрескиванию. При следующей работе обязательно узнайте требования к воде для используемых бетонных смесей, особенно допустимую воду, которую можно добавить для регулировки осадки. Ссылки Innovative Systems Design and Engineering www.iiste.org ISSN 2222-1727 (бумажный) ISSN 2222-2871 (онлайн) Vol.4, Vol.4, .9, 2013 г. – Специальный выпуск – 2-я Международная конференция по инженерным и технологическим исследованиям 25 Опубликовано совместно с инженерно-технологическим факультетом Ладока, Технологический университет Акинтола, Огбомосо, Нигерия Установление порогового уровня для включения гравия по бетону Производство Рахим, Аким Айинде и Бамигбойе, Гидеон * Факультет гражданского строительства, Технологический университет Ладока Акинтола, Огбомосо, штат Ойо, Нигерия. *Электронная почта соответствующего автора: [email protected] Abstract В статье исследовано пороговое значение включения гравия в производство бетона. Бетон был изготовлен с использованием комбинации гранит/гравий в различных пропорциях 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70, 20/80 и 10/. 90. Бетон, изготовленный из 100 % гранита и 100 % гравия, служил контролем, в то время как другие составляющие бетона оставались постоянными.Использовали два различных соотношения смеси 1:2:4 и 1:3:6. Ситовой анализ был проведен на заполнителях, а тесты на осадку и коэффициент уплотнения были проведены на свежем бетоне . Испытания на растяжение при сжатии и раскалывании проводились на затвердевшем бетоне. Образцы были изготовлены с использованием кубов 150 мм и цилиндров 150 мм × 300 мм для испытаний на прочность на сжатие и растяжение соответственно. Результаты гранулометрического анализа показывают, что коэффициент однородности для песка, гравия и гранита составляет 2 .29, 2,95 и 4,07 соответственно, что свидетельствует о том, что мелкие и крупные заполнители были хорошо отсортированы. Осадка и коэффициент уплотнения увеличивались с увеличением содержания гравия. Испытания на прочность при сжатии показали, что 60/40 и 70/30 процентов комбинации гранит/гравий со значениями 21,15 Н/мм 2 и 15,17 Н/мм 2 соответственно для 2:4 и 1:3:6 в 28 дней вполне удовлетворительно.Минимальные требования 20 Н/мм 2 и 15 Н/мм 2 для соотношений смешивания 1:2:4 и 1:3:6 соответственно, как указано в BS 8110:Часть 1 (1997). ), EN 1992-1-1 (2004) были удовлетворены. Прочность на растяжение при раскалывании 70/30 процентов комбинации гранит/гравий для соотношений смеси 1:2:4 и 1:3:6 составляла 10,50 Н/мм и 4,70 Н/мм 2 соответственно. Исследование показало, что пороги , соответствующие содержанию гранита 60 % и 70 %, подходят для пропорций 1:2:4 и 1:3:6 бетонной смеси соответственно. Ключевые слова: Пороговый уровень, гранит, гравий, прочность на сжатие и растяжение при раскалывании. 1. Введение Строительные материалы либо встречаются в природе, либо производятся на заводах. Примерами материалов первой категории являются древесина, песок, гранит и гравий, а материалами последней категории являются сталь, цемент и кровельные листы . Некоторые материалы представляют собой комбинацию композиционных материалов. Примером композиционных материалов является бетон. Заполнители, которые являются важным материалом в бетоне, составляют 60-80 % от общего количества бетона (Neville 2000). Крупные заполнители состоят из одного или комбинации гравия или щебня с частицами преимущественно крупнее 5 мм и обычно от 9,5 мм до 37,5 мм (Касматка и др., 2003). Состав , форма и размер заполнителей оказывают значительное влияние на удобоукладываемость, долговечность, прочность, вес и усадку бетона.Гравий в изобилии и легко доступен по сравнению с гранитом. Адебайо и др. (2001) исследовали влияние различных типов заполнителей на прочность бетона. Были изучены три типа заполнителей , а именно гранит, гравий и латерит. Сообщалось, что гранитный бетон дает самую высокую прочность на сжатие , за ним следует бетон из гравия и, наконец, из латерита. Raheem и Aderonmu (2002) исследовали влияние размера заполнителя на прочность бетона на сжатие.Исследование показало, что прочность на сжатие увеличивается с увеличением размеров крупных заполнителей до максимального значения 25 мм. Raheem и Abinbola (2006) исследовали влияние размера образца на прочность на сжатие бетона и сообщили, что чем меньше размер образца для испытаний бетона, тем выше прочность на сжатие. Таким образом, это исследование предназначено для установления определенного процента гравия, который может быть добавлен к граниту без ущерба для требований к прочности на сжатие для производства бетона. 2. Материалы и методы В данном исследовании использовались гравий и гранит в качестве крупных заполнителей; и природный речной песок в качестве мелкого заполнителя . Использован портландцемент Ordinary марки Elephant. Гравий был получен от Igbo-Ile, Oyo State. Гранитный щебень был получен из карьера RCC в Ипебе, штат Ойо. Мелкий заполнитель и вода были получены от Ogbomoso. Обычный портландцемент, использованный в данной исследовательской работе, был произведен компанией WAPCO, Sagamu.Для бетонных смесей 1:2:4 и 1:3:6. Всего было изготовлено и испытано на прочность на сжатие и растяжение соответственно 322 куба из бетона 150 мм и 264 цилиндра 150 мм × в соответствии с BS 1881: Part 116:1970 и BS 1881:Part117:1983 с использованием универсальной испытательной машины very-Denison в лаборатории Департамента гражданского строительства, LAUTECH, Ogbomoso. Процентное содержание гравия при замене гранита составляло 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100 %.Для каждой экспериментальной процентной замены были испытаны три (3) бетонных куба после отверждения в течение 3, 7, 14, 21 и 28 дней Бетон представляет собой смесь вяжущего материала, заполнителя и воды. Заполнителем принято считать инертный наполнитель, на долю которого приходится от 60 до 80 процентов объема и от 70 до 85 процентов веса бетона.Хотя заполнитель считается инертным наполнителем, он является необходимым компонентом который определяет тепловые и упругие свойства бетона и стабильность размеров. Совокупность классифицируется как два разных типы, грубые и тонкие. Крупный заполнитель обычно больше 4,75 мм. (осталось на сите № 4), а мелкий заполнитель менее 4,75 мм (прохождение сита №4). Прочность заполнителя на сжатие является важным Фактор выбора агрегата. При определении прочности обычный бетон, большинство бетонных заполнителей в несколько раз прочнее, чем другие компоненты в бетоне и, следовательно, не влияют на прочность из бетона нормальной прочности.Бетон с легким заполнителем может быть более зависит от прочности заполнителей на сжатие. Другие физические и минералогические свойства заполнителя должны быть известны перед смешиванием бетона для получения желаемой смеси. Эти свойства включают форму и текстуру, градацию размера, содержание влаги, удельный вес, реактивность, прочность и насыпной удельный вес. Эти свойства наряду с соотношением вода/цементный материал определяют прочность, работоспособность и долговечность из бетона. Форма и текстура заполнителя влияют на свойства свежего бетона больше, чем затвердевший бетон. Бетон более удобен в работе, когда он гладкий и вместо грубого угловатого или удлиненного заполнителя используется округлый заполнитель. Большинство естественных песков и гравия с русел рек или морских берегов гладкие и округлые и являются отличными агрегатами. Щебень дает гораздо больше угловатые и удлиненные агрегаты, которые имеют более высокое отношение поверхности к объему соотношение, лучшие характеристики сцепления, но для производства требуется больше цементного теста рабочая смесь. Текстура поверхности заполнителя может быть как гладкой, так и шероховатой. Гладкий поверхность может улучшить обрабатываемость, но более шероховатая поверхность создает более прочную связь между пастой и заполнителем, создающая более высокую прочность. Классификация или распределение размера заполнителя является важной характеристикой потому что он определяет требования к пасте для удобоукладываемого бетона. Этот Требование пасты является фактором, контролирующим стоимость, так как цемент является самый дорогой компонент.Поэтому желательно минимизировать количество пасты, соответствующей производству бетона, с которым можно обращаться, уплотнены и обработаны, обеспечивая при этом необходимую прочность и долговечность. Требуемое количество цементного теста зависит от количества пустот. пространство, которое должно быть заполнено, и общая площадь поверхности, которая должна быть покрыта. Когда частицы имеют одинаковый размер, расстояние является наибольшим, но когда используется диапазон размеров, пустые пространства заполняются, а паста требование снижено.Чем больше эти пустоты заполнены, тем менее работоспособны Таким образом, бетон становится компромиссом между удобоукладываемостью и экономичностью. необходимо. Влажность заполнителя является важным фактором при разработке надлежащего водоцементного материала соотношение. Все заполнители содержат некоторое количество влаги в зависимости от пористости материала. частиц и влажность складского помещения. Влага содержание может варьироваться от менее одного процента в гравии до 40 процентов в очень пористых песчаниках и расширенных сланцах.Агрегат можно найти в четыре различных состояния влажности, включая сушку в духовке (OD), сушку на воздухе (AD), насыщенная поверхность сухая (SSD) и влажная. Из этих четырех состояний только OD и SSD соответствуют определенному состоянию влажности и могут использоваться в качестве эталона состояния для расчета влажности. Для расчета количества воды, которая в совокупности либо добавит, либо вычтет пасту, следующие должны быть рассчитаны три величины: абсорбционная способность, эффективная абсорбция, и поверхностная влажность. Большая часть складируемого крупного заполнителя находится в состоянии AD с абсорбцией менее одного процента, но самый мелкий заполнитель часто находится во влажном состоянии при поверхностной влажности до пяти процентов. Эта поверхностная влага на мелкий заполнитель создает толстую пленку на поверхности частиц, выталкивая их друг от друга и увеличивая видимый объем. Это широко известно как набухание и может привести к значительным ошибкам в дозировании объема. Плотность заполнителей требуется при дозировании смеси установить соотношение веса и объема.Удельный вес легко рассчитывается путем определения плотности по вытеснению воды. Все агрегаты содержат некоторую пористость, а значение удельного веса зависит от того, эти поры включены в измерение. Есть два термина, которые используется для различения этого измерения; абсолютный удельный вес и объем удельный вес. Абсолютный удельный вес (ASG) относится к твердому материалу исключая поры, и объемный удельный вес (BSG), иногда называемый кажущийся удельный вес, включает объем пор.С целью дозирования смеси важно знать место, занимаемое агрегатные частицы, включая поры внутри частиц. BSG заполнителя не имеет прямого отношения к его характеристикам в бетоне, хотя спецификация BSG часто делается для соответствия минимальной плотности требования. Для дозирования смеси объемный удельный вес (также известный как объемная плотность) требуется для. Насыпная плотность измеряет объем, который гранулированный заполнитель будет занимать в бетоне, в том числе твердые частицы заполнителя и пустоты между ними.Так как масса агрегата зависит от влажность заполнителя, требуется постоянная влажность. Это достигается за счет использования заполнителя OD. Кроме того, объемная плотность требуется для объемного метода дозирования смеси. Наиболее распространенная классификация заполнителей на основе насыпного удельного веса легковесный, заполнители нормальной и тяжелой массы. В обычном бетоне заполнитель весит 1 520 1 680 кг/м 3 , но иногда конструкции требуют из легкого или тяжелого бетона.Легкий бетон содержит натуральный или синтетический заполнитель весом менее 1 100 кг/м 3 и тяжелый бетон содержит заполнители, которые являются природными или синтетическими массой более 2080 кг/м 3 . Железобетон, портландцемент, прочность бетона, проектирование смесей и гражданское строительство. Название метода: Получение состава бетонной смеси для объемного дозирования из заданной смеси, рассчитанной по весу по таблицам. Название и ссылка на исходный метод: Спецификация состава смеси в [[4], [5]], Доступность ресурсов: Диаграмма, полученная на основе конструкций смесей и диапазона прочности, указанных в [[4 . с размером заполнителя 12 мм Таблица 1
Размер заполнителя Тип партии Состав смеси/соотношение связующего заполнителя Крупный/тонкий заполнитель соотношение Соотношение смеси/связующее Соотношение Грубое/тонкое соединение соотношение Соотношение смеси/связующее Соотношение Грубое/тонкое соединениеСоотношение 12 мм 12 мм Объем 1: 1.5: 3 0.222 2.0 1: 2: 4 1: 2: 4 0 2,0
0.167 1: 3: 6
0.111 2.0 Вес эквивалент 1: 1.94: 3.38 0.188 1.742 1,742 1: 2.62: 4.18 0.147 1.595 1: 3.05: 6.36 0.106 2,085 90 Объем 1: 1.5: 1.5 3
0,222 2.0 1: 2: 4
0.167 2.0 1: 3: 6 1: 3: 6
0.111 2,0 9092 Вес эквивалент 1: 1.99: 3.31 0,189 1.663 1: 2.83: 4.56 0.135 1.611 1,611 1: 2.87: 6.34 0.109 2.209 12 мм Вес 1: 1.5: 3 0.222 2.0 1: 2: 4
0,167 2.0 1: 3:6
0,111 2,0 Объемный эквивалент 1:1.48: 2.6 0.245 1.757 1: 1.6: 2.88 0.223 1.8 1: 2.25: 4.07 0.158 1.808 9 мм Вес 1: 1.5: 3 0.222 2.0 1: 2: 4
0.167 2.0 1: 3: 6
0.111
0.111 2,0 Объем эквивалента 1: 1.6: 2.8 0.227 1.75 1: 1.21: 2.30 0.172 1,9 1:2,71:4,47 0,139 1.649 Валидация метода
Заключение, рекомендации и ограничения
Благодарность
Ссылки
1. Teychenné D.C., Franklin R.E., Erntroy H.C. Пресса строительного исследовательского учреждения; Гарстон Уотфорд: 1997. Проектирование обычных бетонных смесей. WD2 7JR. [Google Scholar] Вода в бетоне | For Construction Pros
Отношение количества воды за вычетом количества воды, поглощенной заполнителями, к весовому количеству вяжущих материалов в бетоне называется водоцементным отношением и обычно обозначается как соотношение Вт/см. Отношение в/см представляет собой модификацию исторического водоцементного отношения (в/ц), которое использовалось для описания количества воды, исключая то, что было поглощено заполнителями, по отношению к количеству портландцемента по весу в бетоне. .Поскольку в настоящее время большинство бетонов содержат дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола, шлаковый цемент, микрокремнезем или природные пуццоланы, более подходящим является соотношение масса/см. Чтобы избежать путаницы между соотношениями в/см и в/ц, используйте соотношение в/см для бетонов с дополнительными вяжущими материалами и без них. Уравнение соотношения в/см: соотношение в/см = (вес воды – вес воды, поглощенной заполнителями), деленное на вес вяжущих материалов.
Поскольку отношение В/См определяет как прочность, так и долговечность, строительные нормы и правила устанавливают верхние пределы или максимальные соотношения В/См и соответствующие минимальные прочности на сжатие, как показано в Таблице 1. Например, бетон, подвергающийся замораживанию и оттаиванию во влажном состоянии или к химикатам против обледенения должно быть не более 0.Соотношение 45 Вт/см и минимальная прочность на сжатие 4500 фунтов на квадратный дюйм для обеспечения долговечности. Конструкторы выбирают максимальное соотношение веса и см и минимальную прочность, в первую очередь, исходя из условий воздействия и соображений долговечности, а не требований несущей способности. Для различных условий воздействия используйте код, требующий максимального отношения массы к см и минимальной прочности для снижения проницаемости бетона. Это повысит устойчивость бетона к атмосферным воздействиям.
Наиболее важным фактором, влияющим на величину усадки при высыхании и последующую вероятность растрескивания, является содержание воды или количество воды на кубический ярд бетона.В основном, усадка бетона увеличивается с более высоким содержанием воды. Около половины воды в бетоне расходуется на химическую реакцию гидратации, а другая половина обеспечивает удобоукладываемость бетона. За исключением воды, потерянной при кровотечении и поглощенной основным материалом или формами, оставшаяся вода, которая не потребляется в процессе гидратации, способствует усадке при высыхании. Поддерживая содержание воды на как можно более низком уровне, можно свести к минимуму усадку при высыхании и вероятность растрескивания.
Легкость смешивания, укладки, уплотнения и отделки бетона называется удобоукладываемостью. Содержание воды в смеси является наиболее важным фактором, влияющим на удобоукладываемость. Другими важными факторами, влияющими на удобоукладываемость, являются: пропорции смеси, характеристики крупного и мелкого заполнителя, количество и характеристики вяжущих материалов, вовлеченный воздух, добавки, осадка (консистенция), время, температура воздуха и бетона. Добавление большего количества воды в бетон повышает удобоукладываемость, но большее количество воды также увеличивает вероятность сегрегации (осаждения крупных частиц заполнителя), повышенного водоотделения, усадки при высыхании и растрескивания в дополнение к снижению прочности и долговечности.
Если измеренная осадка меньше разрешенной техническими условиями, осадка может быть скорректирована однократным добавлением воды. Однако есть требования, связанные с добавлением воды на месте:
Косматка С. Х. и Уилсон М. Л., Проектирование и контроль бетонных смесей, 15-е издание, Portland Cement Association (PCA), www.бетон.орг (PDF) Установление порогового уровня включения гравия в производство бетона
Влияние свойств заполнителя на бетон
Влияние свойств заполнителя на бетон Эффект агрегата Свойства бетона