Расчет и подготовка бетонной смеси

Бетонными смесями называют особый вид строительных материалов, которые невозможно грамотно сделать без таких этапов технологии, как расчет и подготовка бетонной смеси. Малейшие отклонения от разработанной технологами в рецептуре пропорции, недостаточное качество компонентов, малейшие нарушение технологии производства, заливки, ухода во время всего процесса гидратации приведут к потере готовой конструкции или изделия своих эксплуатационных свойств. В общем виде бетоны состоят из следующих составляющих: вяжущий компонент (минеральный либо органического происхождения), вода, крупный и мелкий заполнители и вода. Если нужны дополнительные свойства, их привносят пластификаторы и иные специализированные добавки. Бетонные смеси помогают решить ряд важных задач в формате проведения строительных работ: 1. Изготовление прочных, долговечных, надежных конструкций либо изделий практически любой конфигурации или формы. Это возможно благодаря высоким показателям пластичности бетонных смесей; 2. Придавать материалу необходимые качества с помощью специально разработанных компонентов: морозостойкость, гидрофобность, пластичность. Можно получать заданные показатели прочности, теплопроводности, устойчивости к разнообразным нагрузкам, деформациям и разнообразным внешним и внутренним воздействиям негативного типа; 3. Материал популярен в строительстве и ландшафтном дизайне. Он демонстрирует продолжительные сроки полезной эксплуатации, не боится влаги и капризов климата, не горит. При соблюдении всех требований и технологии вы получите надежный и безопасный материал.

Для получения качественной смеси не обойтись без свежего цемента. Узнать дату несложно. Она в обязательном порядке указывается на упаковке. Смесь не должна держать форму. Всегда порошок мягкий наощупь. Технологический рецепт в общем виде содержит следующие базовые составляющие: 1. Связующий компонент. Не обязательно цемент разных марок. Маркировка выбирается в зависимости от назначения изделия либо бетонного сооружения. Для объектов гражданского и промышленного значения минимальный показатель должен составлять не менее М 400; 2. Вода. Не должна содержать примесей, которые негативно скажутся на качестве бетонного камня после завершения процесса полного твердения. Лучше остановить выбор на жидкости из городского питьевого водопровода. Объем этого компонента выбирают не только в зависимости от количества смеси на выходе, но и от марки и прочих свойств выбранного связующего компонента; 3. Мелкий заполнитель. Чаще всего это песок. В его составе недопустимо наличие глинистых частиц, органических остатков, ила. Подойдет речной или карьерный песок, который соответствует локальным требованиям с фракцией от 1,5 до 5 мм; 4. Щебень либо гравий. Его получают путем дробления гравия, известняка, гранита и иных годных по техническим условиям пород камня. Он должен быть по прочность в 2 раза прочнее будущего бетона; 5. При необходимости в смесь вводят всевозможные присадки и добавки для получения дополнительных свойств.

Важен не только сам компонент, но и правильная его пропорция в составе смеси. Иначе получить нужную прочность и иные качества готового материала не получится. Также необходимо с точки зрения технологии смешивать все составляющие. Следует учитывать ряд критически значимых нюансов: 1. Связующий компонент взаимодействует с водой. В результате протекает процесс гидратации. Его следствием является образование прочных связей с каждым из компонентов смеси. Это влияет на такие показатели бетонного камня как: прочность и долговечность, устойчивость к деформациям и растрескиванию, влагонепроницаемость и т. п.; 2. Вода обеспечивает качественный и непрерывный процесс твердения смеси с образованием качественного бетонного камня. Отвечает не только за прочность, но и пластичность и иные качества смеси. Без нее процесс гидратации останавливается. Отклонения от технологической рецептуры недопустимы. Они ухудшают качество готового изделия либо конструкции; 3. Заполнители. Существенно влияют на прочностные характеристики бетонного камня. Убирают пространство между зернами связующего компонента, увеличивают адгезию и долговечность готового бетонного камня, добавляют объем; 4. Присадки и добавки. Пластификаторы, противоморозные компоненты, ускорители и замедлители процесса твердения. Придают бетону нужные для реализации конкретного проекта качества. Расчет и подготовка бетонной проводят в строгом соответствии с технологическим требованиями и правилами. Бетон можно приготовить вручную, но строители рекомендуют применять автобетоносмесители, ручные бетономешалки и иное специальное оборудование. Его совсем не обязательно покупать. Можно просто взять в аренду на весть срок проведения бетонных работ. Категория: «Автобетоносмесители».

Необходимо учитывать весь спектр тонкостей, чтобы получить готовую конструкцию или изделие с заданными в проекте параметрами

Соотношение ингредиентов

Классические пропорции смеси выглядят следующим образом: 1 часть связующего компонента (это м. б. не только цемент), 4 части щебня, 2 части песка, ½ часть воды. Универсальной рецептуры на данный момент не существует. Пропорции могут существенно изменяться в зависимости от типа связующего, марки цемента, количества влаги в песке, назначения изделия или готовой бетонной конструкции. Наиболее востребован цемент марки М-400 и М 300. Для приготовления бетона марки М 200 применяют технологическую рецептуру следующего вида:

• цементный порошок марки М 400 – 1 ведро;
• песок – 2,5 ведра;
• щебень либо гравий – 4 ведра;
• вода – чуть более ½ ведра.

Качество ингредиентов

Показатель оказывает значительное влияние на качество готового изделия или конструкции. Основные составляющие смеси: 1. Наполнители: пенопластовая крошка, галька, песок, керамзит, щебень; 2. Вяжущий компонент; 3. Присадки и добавки: пластификаторы, полимеры, противоморозные и т. п. добавки. Чтобы не ошибиться с получаемыми свойствами готового бетона, необходимо предоставить лабораторные образцы для исследований в аккредитованных лабораториях. Каждая смесь должна иметь паспорт качества с точным указанием всех свойств. Документ в обязательном порядке предоставляет производитель данного строительного материала.

Бетонные присадки и добавки

Они способны повысить качество бетона и придать ему необходимые свойства. Рассмотрим основные виды присадок и добавок для смесей данного типа: 1. Пластификаторы. Придают смеси более высокую пластичность и подвижность. Показатель укладываемости значительно возрастает. Значительно снижается опасность образования пустот в бетонном камне. Придают дополнительные свойства; 2. Стабилизаторы. Понижают жесткость бетона. Показатель укладываемости значительно возрастает. С помощью данных присадок получают смеси с самоуплотнением; 3. Вовлекающие воздух и образующие газы присадки. Применяются при создании газо- и пенобетонов. Обеспечивают образование пузырьков газа либо пены. Повышают морозостойкость и теплосберегающие свойства изделий либо конструкций; 4. Гидрофобизирующие присадки. Помогают бетонному камню эффективнее отталкивать воду. Возрастает срок полезной эксплуатации и прочностные показатели искусственного камня. Необходимо внимательно изучить инструкцию от производителя для получения максимально высокого результата.

Температура, влажность и качество готового бетонного камня

Влияние заметно: 1. Если температура воздушной среды находится в диапазоне от 0 до 10000 С, то процесс гидратации и твердения происходит быстрее. Показатель возрастает от 2 до 4 раз при повышении ее на 1000 С. Если он соответствует 6000 С, то готовый бетонный камень сформируется вместо 28 дней всего от 8 до 12 часов; 2. При отрицательных показателях процесс гидратации и твердения при обычных условиях прекращается полностью; 3. От 0 до1600 С изменяется параметр динамической вязкости в воды. Она возрастает в 2 раза; 4. Идеальные условия для гидратации и твердения смеси требуют 100 % влажности. При снижении для уровня 40 % поверхности необходимо увлажнять. Если он становится ниже, твердение не сможет происходить дальше. Идеальным температурным режимом будет от 18 до 2200 С.

Специалисты разработали основные принципы расчета состава смеси:

• требования определяются типом, особенностями эксплуатации и способами производства;
• компоненты подбираются с учетом качественных характеристик каждого из ингредиентов;
• предварительный расчет состава смеси с обязательным лабораторным обследованием замесов для испытаний. При необходимости производится корректировка технологической рецептуры;
• жесткий контроль всех стадий проведения процесса бетонирования на рабочей площадке либо в цеху. При необходимости возможна корректировка состава бетонной смеси. Состав ингредиентов выражаются либо в весовом соотношении, либо в объемных частях. За 1 принимается связующий компонент, песок, щебень или гравий. Если компания сама разрабатывает технологическую рецептуру смеси, то в обязательном порядке производят в аккредитованной лаборатории экспериментальный замес бетона. Только при получении положительного заключения можно будет отправлять такой строительный материал на строительную площадку или в цех.

Расчет объема

Для определения точного количество компонентов для получения определенного объема бетонной смеси можно применять специализированные калькуляторы на сайтах производителей бетона или воспользоваться несложными формулами. Особенно, если вы планируете сделать все ручным способом. Также не забудьте внести в расчеты поправку на неизбежную усадку или затраты из категории непредвиденных расходов. Обычно закладывают 10-20 %. Лучше не экономить. Не забудьте учесть такие нюансы, как тип изделия либо возводимой конструкции. В строительстве востребованы 2 основные геометрически правильные формы:

• куб;
• цилиндр. Объем куба: V = L х D х H (длина, ширина и высота попросту перемножаются). Объем цилиндра: V = 3,14 х D х L (требуются длина или высота будущей постройки и ее диаметр). Данных 2 формул хватает, если не идет речь о конструкциях, которые относят к сложным пространственным конфигурациям. Для плитных фундаментов с размерами 6 х 8 м необходимо учесть ряд показателей:
• толщина будущей плиты монолитного типа: 20 см;
• продольные и поперечные ребра для усиления жесткости. Расстояние между соседними 2 м. Объем бетона: V = L х D х H = 6 х8 х 0,2 = 9,6 м3. По высоте ребра жесткости имеют такие по высоте от 0, 8 до 1. Длина составляет 8 м. Объем ребра: V = 8 х 0,2 х 0,2 = 0,32 м3. Делаем расчет (ребра жесткости продольного типа): 0,32 х 4 = 1,28 м3. Объем плиты бетонной продольных ребер рассчитывают также по формулам на основе исходных данных. Ребро поперечного типа имеет в длину 6 м. В данном случае в наличие 3 внутренних и 3 по краям на расстоянии 2 м. Объем ребра V= 6 х 0,2 х 0,2 = 0,24 м3. Объем продольных ребер 0,24 х 5 = 1,2 м3. Общий объем смеси: 9,6 + 1,2 8+ 1,2 = 12,08 м3. Также делают поправку на тонкости строительной конструкции или изделия. Их можно найти в специализированных справочниках по строительству.

Как рассчитать компоненты для получения конкретного объема смеси

Данные для расчета:

• Rб = 390 кг/см2, ОК = 2см (по проекту);
• цемент Rц 500 Д15, ρц = 3,12т/м3;
• исходные данные по материалам: ρнц = 1,3 т/м3;
• щебень Д max = 20;
• ρщ = 2,72т/м3, ρнщ =1,36т/м3;
• песок Мкр = 2,4, ρn = 2,66т/м³, ρнn = 1,52т/м3.

Расчет на 1м³ бетонной смеси расхода материалов

Для получения смеси нужной прочности применяют формулу: Расход воды в л, именно жидкость обеспечивает удобоукладываемость, определяем с помощью графиков из строительных справочников с корректировкой на использование щебня фракции 5-20: В = 170 +10 = 180 л/м3. Расход цемента рассчитывают по формуле: Определить расход щебня поможет формула: Предварительно рассчитывают ряд показателей:

• n – пустотность щебня;
• α- коэффициент раздвижки. В формуле имеются показатели, требующие предварительного определения: 1124 кг/м3 количество песка определяют так: 806 кг/м3. Ориентировочно проверим правильность расчетов из условий примерного веса 1 м3 бетонной смеси: 2400 кг: 324 +180 +1124 + 806 = 2434 кг. Для приготовления качественной бетонной смеси рекомендуют применять бетоносмесители и бетономешалки, которые относятся к специализированному транспорту. Его можно просто взять в аренду на период проведения бетонных работ.

Подготовка ингредиентов для бетонной смеси включает 3 последовательные операции, согласно технологии производства:

• сортировка;
• очистка;
• строгое дозирование. Работать следует в специально разработанной для данной цели спецодежде. Приобрести ее можно в специализированных магазинах или пошить на заказ в компаниях, которые предоставляют такие услуги.

Просеивание

Позволяет избавиться от посторонних включений и фракций зерен, которые не подходят под требования к их размерам. Решить данную проблему помогает такое специализированное оборудование, как вибросита и сеялки. Их можно не приобретать, а взять в аренду на определенный срок.

Обезвоживание ингредиентов

Просушенные составляющие можно применять при отрицательных температурах в зимний период. Их легко смешивать. Не происходит замерзание из-за повышенного уровня влажности.

Безупречное дозирование

Тут важно правильно отмерить дозу наполнителя и связующего компонента для получения впоследствии прочного бетонного камня. Их дозируют по весу. Если речь идет о жидких компонентах, то измерения ведутся в единицах объема. Дозы компонентов (вода, присадки, добавки, цемент) должны отмеряться без погрешностей. От этого зависит качество готового изделия или сооружения, его долговечность, безопасность, прочность и надежность. Допустимый показатель отклонения: не более 2 %. Если речь идет о мелко или крупном типах заполнителей, то допустимо отклонение на уровне до 2,5 %.

Смешивание: порядок и время

Рекомендуется применять профессиональную бетономешалку. Порядок проведения работ: 1. Сначала загружают половину сухих компонентов. Перемешивают; 2. Добавляют половину объема воды согласно технологической рецептуре. Снова смешивают; 3. Небольшими порциями вводят в смесь попеременно щебень и песок. Смешивают; 4. Вливают вторую половину воды и снова повторяют процедуру. Время не должно быть более 1 или 2 мин. Иначе бетонная смесь может утратить свои уникальные качества. Необходимо проверить готовность строительного материала. Сделать такую процедуру несложно. Берут корыто и вываливают в него из барабана немного смеси. Тыльной стороной лопаты обустраивают несколько «канавок». Если форма сохранится, а сама поверхность будет гладкой, бетон готов к заливке. Строго следуйте всем правилам грамотной работы и техники безопасности. Необходимо надевать защитные перчатки и очки, чтобы не навредить собственному здоровью.

Контроль качества

Включает ряд важных моментов:

• оценка качественных показателей исходных составляющих;
• полностью ли соответствует смесь марке, влажности, гранулометрическому составу, пластичности и т. д.;
• проводятся в аккредитованной лаборатории испытания на прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и другим важным для конкретного проекта показателям с применением специализированных приборов и оборудования;
• готовые изделия и сооружения осматривают визуально;
• на всех технологических этапов следят, чтобы не было нарушений или неточностей;
• определяют правильность укладки;
• проверяют посредством звука готовый бетонный камень. Марка бетона должна быть не менее М 100. Звук не должен оказаться глухим. Проверка в условиях аккредитованной лаборатории обязательна. Без этого недопустимо отправлять материал в работу на строительной площадке.

Правильно выбираем пропорции для конкретного проекта или работы

Что делать, если нет специального оборудования

Вручную можно сделать бетонную смесь посредством лопаты. В качестве емкости подойдут старая ванна или обычное корыто. Далее производят засыпку расчетного объема песка. Сверху добавляют сухой цементный порошок. Берем лопату и смешиваем до состояния идеальной однородности. Затем берем воду в нужном объеме. Только заливают ее порционно и понемногу. Обязательно тщательно размешивают. Процесс нельзя прерывать, пока вся жидкость не окажется в смеси. Распределение по емкости максимально равномерно, процесс прерывать нельзя. Следите за тем, чтобы не образовались комки или участки с разным цветом либо структурой. Далее добавляют щебень или гравий. Перемешивание до полного покрытия крупного заполнителя раствором. Для повышения пластичности и текучести добавляют воду.

Как не допустить расслоения

Важно до запятой соблюдать все технологические этапы. Для производства смеси брать годную воду и свежий цемент нужной марки без изъянов. Рекомендуется сразу заливать бетон в форму или опалубку.

Правила транспортировки и укладки

Для перевозки бетона применяют спецтехнику:

• автобетоновозы;
• автомобили с бадьями и бункерами;
• автосамосвалы;
• автобетоносмесители. Подъездные дороги в обязательном порядке должны быть укрыты покрытием максимально жесткого типа. Дефектов быть не должно. Перед заливкой смесь должна испытать минимум перегрузок. Высота падения должна быть менее 1,5 м. Если условие невыполнимо, применяют специальные разновидности лотков для подачи бетона к месту работы с ним. Важно грамотно выбрать, как подавать строительный материал на строительную площадку. Необходимо учесть темпы и виду предполагаемых бетонных работ. Произвести уплотнение по всем правилам. Рекомендуется применять строительные вибраторы. Их не обязательно приобретать в собственность. Достаточно взять в аренду. Как и спецтранспорт или бетономешалку. Если работы проводятся в холодное время года с минусовыми температурами, то сама площадка требует подогрева. Приобретают готовый бетон с противоморозными присадками. Арматуру также следует предварительно нагревать.

Долговечность и надежность бетонных конструкций и изделий зависит от двух моментов: 1. Качество компонентов; 2. Строгое соблюдение рецептуры при приготовлении смеси и этапов заливки.

Перед работой обязательно проверить свойства и качество бетона в аккредитованной лаборатории. Необходимо строго соблюдать технику безопасности проведения бетонных работ и нюансов работы с бетонными смесями.