Цемент для бетонной смеси марка

Состав бетонных смесей

Бетон включает 4 основных компонента: цемент высокого качества, кварцевый песок, щебень или гравий твердых пород и чистая вода. Главная проблема при самостоятельном замесе возникает с выбором их правильного соотношения и последовательности соединения. В частном строительстве чаще всего их отмеряют в ведрах, используя проверенные временем пропорции. Но при необходимости приготовления определенной марки стоит обратиться к нормативным рецептам, изменяя соотношение ингредиентов в зависимости от целевого назначения конструкции. Особые требования выдвигаются к смесям для объектов, постоянно контактирующим с грунтом: отмосток, фундамента, цокольных участков.

Самостоятельное приготовление начинают с выбора марки, расчета количества материалов и подготовки компонентов и оборудования для автоматизированного замеса. При этом учитываются следующие правила:

• Все указанные пропорции отмериваются частями объема, единичной мерой является цемент.
• Марка вяжущего должна превышать требуемый класс бетона в 2-3 раза, прочность крупнофракционного наполнителя – в 2 раза.
• Объем сухих ингредиентов не равен итоговому у раствора, в среднем из 1 м3 сырья получают не более 0,71 бетона.
• Закладку в смеситель проводят с использованием емкости с одинаковым объемом, в частном строительстве заданные соотношения удобнее всего перевести в ведра.

Пропорции компонентов при замесе на портландцементе с маркой не ниже М400:

Используя данные таблицы, нетрудно заметить, что в процессе приготовления бетона объем затворяемой воды и крупнофракционного наполнителя на 1 м3 остается практически неизменным. Прочность, морозо- и влагостойкость, удобоукладываемость регулируются изменением в составе соотношения цемент/песок. Доля вяжущего растет вместе с маркой, а доля воды уменьшается. Для замеса более высокого класса применяется портландцемент не ниже М500.

Характеристики регулируются не только изменением соотношения песка и цемента и В/Ц, но и размеров фракций щебня. Чем он крупнее, тем больше воды уходит на его замес, что недопустимо. Именно по этой причине в смеси для ответственных и нагружаемых конструкций размер зерен наполнителя ограничен 5-20 мм, а лещадность – 20 %. Поддерживать соотношение В/Ц на заданном уровне помогают пластификаторы, но их ввод увеличивает стоимость. Также следует помнить: любые бетоны нуждаются в уплотнении – чем пластичнее они будут и сильнее утрамбуются, тем надежнее прослужит конструкция.

Рекомендуемые составы строительных растворов

Существует прямая связь между назначением конструкции и требуемой прочностью на сжатие, в частном строительстве марка и состав бетонной смеси подбираются в зависимости от ожидаемой нагрузки:

Указанные в таблицах значения можно взять за основу для приготовления нужной марки бетона своими руками. Значительная часть времени требуется для подготовки ингредиентов, а именно: просеивания, промывки от ила и посторонних примесей (при необходимости) и просушки песка, чистки щебня от мусора. Рекомендуемые пропорции указываются в объемной или массовой доле, во избежание ошибок материал нужно взвесить в ведрах или другой выбранной емкости. Вне зависимости от назначения раствора соотношение В/Ц уменьшают в случае избыточной влажности наполнителя. На практике определить точный объем влаги в песке сложно, единственным выходом является его тщательная просушка (не менее 2 дней после промывки).

Важную роль играет последовательность загрузки компонентов в бетономешалку и однородность. Достичь нужного качества при перемешивании всех сухих ингредиентов вручную невозможно, для бетонирования несущих и ответственных конструкций этот способ не подходит. Правильный состав получается только в смесителе, при соблюдении строгой последовательности: вода (не весь требуемый объем) → вяжущее и песок→ наполнитель с крупными фракциями. Остатки затворяемой жидкости вводят порционно, при необходимости – вместе с пластификаторами.

Вне зависимости от назначения раствора (бетон для отмостки или несущих конструкций) контролируется его консистенция и однородность. Рекомендуется выполнить проверку: оставить его на 2-3 минуты до появления небольших пузырьков воздуха, потом набрать на лопату или мастерок и перевернуть. Правильно замешенный состав упадет не сразу, он слегка прилипает к инструменту. Полученную смесь расходуют незамедлительно, жизнеспособность цемента не превышает 1 час, а процесс расслаивания и оседания более тяжелых компонентов начинается еще раньше.

Пропорции бетона для фундамента

Минимально допустимая марка готового раствора для малоэтажных построек – М200, в этом случае он включает портландцемент М400 или М500, песок без ила и мелкой пыли, гравий или щебень с размеров зерен от 5 до 20 мм, лещадностью в пределах 20 % и прочностью на сжатие не ниже 800 кг/cм2 (а лучше – еще больше), чистую водопроводную воду и пластификаторы (не более 4,8 кг на 1м3). Состав замешивается в большом объеме, на ленточный фундамент частного дома средней площади уходит около 5-6 м3 смеси, процесс заливки прерывать не рекомендуется.

Для ускорения процесса опытные строители советуют отмеривать остальные компоненты согласно заранее выбранным пропорций в ведрах, отталкиваясь от одного мешка цемента весом в 50 кг. Объемная масса у каждого их них разная, в среднем 10 литровая емкость содержит 15 кг цемента, 19 – песка, 17-18 – щебня, но во избежание ошибки лучше провести свое контрольное взвешивание. На этом этапе можно отследить избыток влажности, мокрый песок весит тяжелее.

Общие пропорции состава зависят от требуемой марки прочности, дозировка в ведрах 10 л представлена в таблице:

Указанные соотношения действуют при насыпной плотности цемента не менее 1300 кг/м3, этот показатель указывается на упаковке и проверяется вместе с датой выпуска. При приобретении мешков по 25 кг их просто делят на 2. Допустимый предел использования цемента – 6 месяцев, в идеале он расходуется за первые два, покупать вяжущее заранее нецелесообразно. При повышенных требованиях к фундаменту замешивается раствор с прочностью М300. Состав на 1м3 бетона при этом содержит: 350 кг цемента, 650 – песка, 1300 – щебня, 180 – воды. Соответственно, в ведрах уйдет: 25, 43, 90 и 18.

Пропорции для отмостки

Основной функцией этой конструкции является отвод воды от стен и обеспечение ровного и удобного прохода. Состав для отмостки подбирают из учета условий эксплуатации: обилия осадков, интенсивности нагрузок. В данном случае нет необходимости в дорогостоящих марках, предусматривается возможность ее демонтажа при осмотре или ремонте фундамента. Но из-за высоких требований к морозостойкости и водонепроницаемости минимум прочности строительного раствора для жилых зданий – это М200. Соотношение сухих компонентов для данной марки при использовании портландцемента М400 – 1:2,8:4,8, воды вводится как можно меньше (не более 0,65 от одной части вяжущего). В ведрах рекомендуемая дозировка включает: 1 ч цемента, 2 – песка и 5 – щебенки.

Качество раствора для заливки отмостки зависит от двух факторов: активности вяжущего, и твердости и размера фракций щебня или гравия. Оптимальным считается значение от 5 до 20 мм, верхний предел составляет 35 мм. Бетон готовят только механизированным способом, в чашу смесителя все компоненты загружаются в ведрах или мешками по мере роста размера зерен (цемент засыпается в воду первым). За редким исключением в присадках нет необходимости. Смесь сразу выливается из чаши и расходуется полностью, в жаркую погоду свежеуложенную отмостку поливают из шланга не менее 2 дней.

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.

Выбор цемента для приготовления бетона

Создание основания конструкции или проведение работ по ее возведению требуют особых умений. В частности, это касается замешивания бетона соответствующего качества. Каждый процесс постройки индивидуален и нуждается в определенной пропорции материалов – количество цементного вещества, раствора и тому подобное. Каждый такой расчет нужен, как для определения должного количества компонентов, так и для установления общих финансовых затрат на строительство.

Процесс создания

Под цементом имеется ввиду вяжущее вещество неорганического искусственного происхождения. Как правило, его использование связано с изготовлением двух стройматериалов – это бетон и раствор. Выделяют 3 этапа изготовления цементного материала.

1 этап – добывание и обрабатывание материалов, путем проведения следующих операций:

• добыча известняковых, глиняных и гипсовых материалов;
• измельчение известняка, его сушение;
• перемешивание полученной смеси с глиной в соотношении 1:3 (известняк : глина);
• приготовленное вещество имеет название «шлам».

2 этап охватывает процесс производства клинкера, а именно промежуточный продукт перед образованием цемента. Для этого нужны следующие действия:

• обжечь шлам (температура должна достигать 140 градусов);
• дождаться его преобразования в клинкер, который на вид напоминает керамзитные зерна;
• измельчить клинкер до состояния порошка.

3 этап – портландцемент, который образуется после следующих действий:

• порошок клинкера смешивается с гипсом, количество которого равно 5% от общей массы;
• в состав включаются минеральные вещества для создания определенного вида и марки цементного раствора.

Вернуться к оглавлению

Виды и их применение

Вяжущее вещество имеет множество разновидностей.

Портландцемент

Самый распространенный материал. Его использование, как правило, связано со строительством различных целей, изготовлением как тяжелых, так и легких бетонов, ячеистых бетонных конструкций, материалов для теплоизоляции, самых высоких растворных марок. Условия эксплуатации не ограничены. Его хранение должно происходить в закрытых складских помещениях. Смешивание нескольких марок цемента в единое целое недопустимо.

В свою очередь, для соблюдения требований строительства к качеству цементной смеси, портландцемент делится на подкатегории. Их главным отличием являются присущие им свойства. Рассмотрим эти цементы детально.

Пластифицированный

Его изготовление связано с измельчением соответствующего клинкера, который состоит из гипса и пластификатора, количество которого должно быть не выше 0,15-0,25% от массы всего раствора. Данному раствору соответствует 400 и 500 марки. Главными особенностями этого материала являются:

• повышенная подвижность;
• пластификация, суть которой заключается в сокращении количества воды, содержащейся в готовом изделии;
• плотность;
• стойкость к низким температурам;
• гидроизоляционные свойства бетона.

Как правило, применяется при укладке покрытий дорог, аэродромов и гидросооружений.

Гидрофобный

Образуется в ходе добавления в клинкер веществ, обладающих гидрофобизирующими свойствами. Они включают в себя:

• жирные кислоты из синтетических материалов;
• петролатум, подданный окислению;
• асидол;
• мылонафт и прочие.

Адсорбция данных веществ служит защитным слоем для цемента на мономолекулярном уровне от воздействия влаги. Гидрофобизирование помогает цементу избежать коррозии и разрушения в процессе оттаивания. Его достоинства:

• стойкость к минусовым климатическим условиям;
• слабо поддается коррозийному разрушению и воздействию влаги;
• влажность воздуха не влияет на срок хранения.

Применяется при постройке конструкций гидротехнического, портового, аэродромного и дорожного направлений. Кроме того, возможно использование при облицовке поверхностей зданий.

Быстротвердеющий

Главная особенность такого цемента основывается на процессе затвердевания. Это свойство упоминается в маркировке смеси буквой «Б». Прочность материала достигается при замешивании. Именно благодаря этому качеству цементная смесь становится популярной. Кроме того, железобетонные конструкции изготавливаются без использования камер пропаривания. Чаще всего применяется для создания специального бетона.

Сульфатостойкий

Данный портландцемент характеризуется низким тепловыделением, что обеспечивается благодаря высокой сульфатостойкости. Благодаря этому становится возможным использование бетона, полученного в результате применения этого цемента, при строительстве конструкций с высоким сульфатным влиянием.

Белый и цветной

Белый портландцемент образуется в ходе использования клинкера с невысокой концентрацией в нем железа. Что же касается цветного материала, то он получается при добавлении в их состав разных пигментных веществ, таких как охра, окись хрома и другие. Применение обоих растворов характерно для декорирования зданий.

Расширяющийся цементный раствор

Данная категория цементов – это особенная смесь, используемая при определенных видах строительных работ. Работа с бетоном предусматривает его усадку при высыхании. В связи с этим возникают проблемы во время проведения отделки поверхностей, создания и ремонта больших бетонных объектов, заделки и изоляции швов железобетона от влаги, а также при других работах. Именно для разрешения данных трудностей используется расширяющий цемент. Его отличающей особенностью является компенсирование усадки за счет роста объема смеси на первых этапах работ по бетону.

Главные составляющие цементного раствора этого вида – это портландцемент или глиноземистый цементный раствор (70% общей массы), гипсовые и другие добавки. Кроме склонности к растяжению, он обладает быстротвердеющими свойствами благодаря наличию в составе смеси гипсового вещества. Объем смеси увеличивается в процессе набора материалом крепости. Это происходит благодаря образованию в цементе кристаллов, появление которых вызвано реакцией компонентов на влагу. Последующий рост кристаллов. и как результат – увеличение цементного раствора в объеме происходит в течение 3 дней. Преимущества:

• длительный срок службы;
• высокая совместимость;
• стойкость к воздействию химии и окружающей среды.

• высокая стоимость;
• использование лишь для определенных типов работ, а именно: обработка трещин и швов; склейка железобетонных конструкций;
• отделка ракушечных покрытий.

Вернуться к оглавлению

Глиноземистый раствор

Этот материал можно отнести к цементам быстродействующего и гидравлического типа. Для его создания необходимо измельчить обожженную или сплавленную смесь из глинозема. Кроме этого, состав смеси включает в себя известняк, известь или глиноземную породу. Возможна окраска вещества в серо-зеленый, коричневый или черный цвет.

Главное достоинство глиноземистых цементов – это огнеупорность благодаря наполнителям, таким как магнезит, шамот, руда.

Как правило, его использование связано с промышленными конструкциями, подверженными влиянию высоких температур, воды или газа. При авариях и ремонтных работах также возможно его применение, как заделочного вещества на морских суднах.

Пуццолановая смесь

Данное понятие объединяет в себе группу цементных растворов, имеющих в своем составе минеральные вещества, и которые занимают в общей растворной массе не менее 20%. Также в нем присутствуют портландцемент и немного гипса. Пуццолановый цементный раствор применяется для сооружения подводных и подземных конструкций. Отличительные свойства:

• стойкость к коррозии;
• медленное затвердение;
• стойкость к низким температурам.

Вернуться к оглавлению

Шлакопортландцемент

Это вяжущий материал, который характеризуется возможностью затвердения как в водной среде, так и в воздухе. Производится путем измельчения смеси из портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака. Возможно смешивание предварительно измельченных компонентов. Шлакопортландцемент имеет следующие характеристики:

• наличие шлака замедляет затвердения;
• низкая прочность;
• умеренное выделение тепла при затвердевании;
• деформации бетона значительно меньше.

Все марки этого вида цемента используются при устройстве бетона для строений вне зависимости от расположения.

Цементные свойства

Основными свойствами являются:

• тонкое измельчение – главное условие, которое является основным показателем длительности затвердения и прочности бетонного раствора;
• стойкость к коррозии – определяет уровень противостояния цемента влиянию окружающей среды;
• стойкость к низким температурам – свойство, которое означает особенность цементного стройматериала реагировать на перепады температуры;
• потребность воды – ее необходимое количество для качественного процесса гидратации цемента и наделения его пластичностью;
• прочность – обозначается маркой, указанной на упаковке;
• сульфатостойкость – возможность противостоять воде, содержащей ионы сульфата.

Вернуться к оглавлению

Условные обозначения

Выделяют следующие цементно-марочные обозначения:

• вид цемента обозначается по первым буквам, например, портландцемент – ПЦ;
• цементная марка, которая определяется крепостью на сжатие – от М300 до М700;
• количество включенных добавок. При запрете добавления – ДО, до 5% от общей массы – Д5, от 5 до 20% – Д20;
• в зависимости от определяющих характеристик: например, быстротвердеющий – Б, гидрофобизированный – ГФ.

Свойства бетона ухудшаются при длительном его хранении. В результате воздействия влаги на цемент понижается его марка. За один месяц теряется 10% прочности. Исходя из этого, нужно учитывать прочность при составлении пропорций цементного раствора.

Выбор марки цемента для приготовления бетона

Выбор вяжущего вещества зависит от типа строительства, от окружающих факторов. На практике создана таблица соответствия марки цемента и его расхода. Так, расход смеси марки М200 равен 200-240 кг/м3. Раствор М300 используется в количестве 215-240 кг/м3. Расход самой высокой марки М500 – 250-440 кг/м3. Эти расчеты позволяют определить количество требуемого цементного материала для приготовления определенного класса/марки бетона. Как правило, они проводятся при возведении фундамента.

Какие особенности выбора цемента?

Приготовление бетона требует ответственного подхода к решению вопроса: вяжущее вещество какой марки необходимо для строительства? От высоты марки зависят связующие особенности. Следует запомнить несколько правил:

• марка цемента должна быть в 2 раза больше, чем марка будущего бетонного раствора. Например, раствор М200 требует цемент марки М400;
• обращайте внимание на срок и условия хранения вяжущего вещества. Даже сухой на вид материал может иметь лишь половину первоначальной прочности, если условия хранения нарушены. Лучше приобретать цементный раствор перед началом работ на бетоне и у известных производителей.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Цемент – это не только вяжущее вещество, но основной составляющий компонент бетонного раствора. Именно от него зависят прочность и надежность будущей конструкции.

Следует обращать внимание не только на особенности определенного вида этого строительного материала, но и на его качество, которое напрямую зависит от условий хранения.