Консультации строителя онлайн.


Книга "Малозаглубленный ленточный фундамент" Страница 38

страница 38

Страницы книги: 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 ... Оглавление
 

Самостоятельное приготовление бетонной смеси
Требования к составу бетона. Цемент.
В качестве вяжущего вещества в бетоне используется  портландцемент – гидравлическое вещество, твердеющее на воздухе и в воде. Портландцемент изготавливают путем тонкого помола спекшихся при высокой температуре (1200-1450°С) зерен из известняка и глины (клинкера). Для регулирования сроков схватывания цемента, при помоле к смеси добавляют 1,5-3,5% гипса от массы цемента.
Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 20 %. Портландцемент по прочности при сжатии в 28-суточном возрасте подразделяют на марки: 400, 500, 550 и 600.
Условное обозначение цемента состоит из:  обозначения вида цемента – ПЦ (портландцемент), ШПЦ (шлакопортландцемент);  марки цемента (400, 500, 550 или 600);  обозначения максимального содержания добавок: Д0 – добавки не допускаются, Д5 – количество добавок не более 5%, Д20 – количество добавок от 5 до 20%,  обозначение быстротвердеющего цемента – Б; обозначение пластификации и гидрофобизации цемента – ПЛ и ГФ, обозначение цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава – Н.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного: ПЦ 400 – Д20 – Б – ПЛ – ГОСТ 10178
При контакте с водой цемент прогрессивно твердеет, набирая прочность. При гидратации цемент связывает 15-25 % воды от своей массы. Через 30-45 минут после контакта с водой цемент перестает быть пластичным, а примерно через 8-10 часов цемент отвердевает и набирает значительную прочность к седьмому дню (при нормальных условиях).  Скорость схватывания можно увеличить, добавив в смесь хлористый кальций. При твердении цементный камень дает усадку на 1-2 мм на метр.

Заявленная производителем марка цемента по прочности сохраняется в течение 2 месяцев со дня производства.  При хранении в нормальных условиях цемент теряет прочность на 20% в первые три месяца, на 30% за полгода хранения, и на 40% при хранении в течение года.  Если вы используете лежалый цемент, то его количество в приготовляемой бетонной смеси нужно увеличить пропорционально потери прочности и в 4 раза увеличить время перемешивания смеси в бетономешалке.
Минимальное содержание портландцемента ПЦ-Д20 в армированном цементном бетоне подвергаемому атмосферному воздействию должно быть не менее 220 кг/м3,  а портландцемента ПЦ-Д0 - не менее 200 кг/м3 (таблица №3 ГОСТ 26633-91).

Таблица №60. Выбор марки цемента для приготовления определенного класса бетона*
 

Класс бетона (марка бетона)

 

B7,5 (М100)

B10 (М150)

B15 (М200)

B20 (М250)

B25 (М350)

B30 (М400)

Марка цемента

200     

300            

400

400

400

500

Расход цемента кг/м3

200-240             

215-240

240-310

270-340

310-390

250-440

*Таблица приведена по Методическому пособию по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.

Заполнители бетона

Твердые заполнители в бетоне занимают до 80% объема и уменьшают расход дорогостоящего цемента. Также твердые заполнители уменьшают усадку цементного камня при твердении. Твердые заполнители бетона могут быть фракционные (близких вариантов размеров зерна – например 5-10 мм) или рядовым – содержащим зерна различных размеров.
Для бетона лучше использовать рядовой непрерывный заполнитель – когда в бетоне присутствует непрерывный ряд зерен различного размера. Такой бетон меньше склонен к расслоению, чем бетон с заполнителем, в котором отсутствует зерна какой либо фракции. Однако на практике подбора зернового состава заполнителя не производится в связи с трудоемкостью процесса. На практике используют смесь песка и щебня, так, чтобы песок заполнил собой пустоты между щебнем и увеличил плотность бетона. Количество песка составляет 30-35% от всего зернистого заполнителя.

Щебень и гравий

Для приготовления бетонов в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий. Щебень – это рыхлый материал, получаемый путем искусственного дробления изверженных, осадочных  метаморфических горных пород или отходов различных производств. Гравий – это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным, речным и морским. Щебень и гравий состоят из отдельных зерен и кусков от 5 до 70 мм. Они могут быть как рядовыми, так и  фракционированными.

Марки  щебня, используемого в качестве крупного заполнителя в тяжелом бетоне должна быть не менее:

Таблица №61. Выбор марки щебня для тяжелого бетона*

Класс (марка) бетона   

Марка щебня не менее чем:

 

Щебень из природного камня

Гравий

В15 (М200)

300            

600            

В20 (М250),

400            

600  

В22,5 (М300)

600  

600       

В25 (М350)

800  

800       

В30(M400)

800

1000

*Таблица составлена по требованиям пункта 1.6.8 ГОСТ 26633-91

Фракции щебня, используемые для приготовления тяжелого бетона, составляют от 5 мм до 70 мм. Делится щебень по фракциям следующим образом: 5-10 мм; 10-20 мм; 20-40 мм; 40-70 мм. В бетоне лучше использовать щебень или гравий максимально возможной крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью и меньше оказывает воздействие на цементное тесто, обеспечивая достаточную подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси.

По нормам DIN EN 12620 [таблица 2-7] содержание фракций заполнителей повышенной крупности должно составлять от 1 % до 20 % от массы, а содержание фракций пониженной крупности не должно превышать  20 % от массы заполнителя.
По требованию СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» [таблица 1] в состав бетонной смеси должен входить щебень как минимум двух разных фракций при максимальном размере зерна (щебня) до 40 мм, и не менее трех разных фракций щебня при максимальном размере зерна от 40 мм до  70 мм. Наибольшая крупность зерна заполнителя должна быть не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями продольной арматуры, и максимальный размер зерен не должен превышать 1/3 (а лучше 1/5) от минимального размера строительного элемента (например, ширины ленты).
Глинистые примеси могут создавать пленку на поверхности щебня и уменьшать сцепление щебня с цементным камнем до 30%. Загрязненный щебень можно промыть струями воды из шланга, для удаления глинистых примесей.

Песок

Песок для бетона может быть использован как естественный природный, так и дробленый (отсев) с крупностью зерен от 0,14 мм до 5 мм. Мелкие заполнители (песок) должны иметь среднюю плотность от 2000 до 2800 кг/м3. Для бетона желательно использовать более крупные пески (модуль крупности МК от 2,1 до 3,25) но с содержанием зерен всех размеров, для уменьшения пустотности. Оптимальная пустотность для песка составляет 30%. Большая пустотность песка приводит к увеличению расхода цемента. Максимальная пустотность песка не должна превышать 38%.
В бетонах класса прочности до В30(М400), используемых для дачного строительства, допускается применять очень мелкие пески с количеством зерен фракции менее 0,16 мм до 20% по массе и с количеством глинистых частиц до 3% по массе  природного песка пункт [1.6.12 ГОСТ 26633-91] и 5% для дробленого песка из отсева. Содержание особо мелких фракций размером менее 0,63 мм не должно превышать 3%.  Если песок загрязнен органическими примесями (например, илом) то его можно отмыть с помощью известкового молока.  Плотность песка должна быть не ниже 1400 кг/м3

Таблица №62. Оптимальное содержание песка в смеси зернистых заполнителей для тяжелого бетона*

Расход цемента кг/м3   

Гравий с крупностью:

Щебень с крупностью:

 

10

20

40

10

20

40

Оптимальное содержание песка % от всего зернистого заполнителя

200 (бетон М100-М250)

42

40

38

45

43

41

300 (бетон М100-М250)

40

38

36

43

41

40

400 (бетон М300 и выше)

38

36

35

40

38

37

500

36

35

34

38

36

35

*Таблица приведена по Методическому пособию по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.
Для повышения плотности бетона и его морозостойкости может применяться пылевидный наполнитель – молотая каменная мука.

Вода

Для приготовления бетонной смеси  используется водопроводная питьевая вода, а также природная очищенная вода,  если она не содержит компонентов, отрицательно влияющих на твердение или других свойствах бетона или нарушающих антикоррозионную защиту его арматуры.
Вода необходима для твердения бетона. Как было сказано выше, цемент реагирует всего с ¼ массы воды от своей собственной массы.  Однако при создании бетонной смеси воды использую гораздо больше – до 40-70% от массы цемента. Это нужно для придания бетонной смеси пластичности. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры. Все эти виды пор ослабляют бетон. Чем больше будет воды в бетонной смеси (водоцементное соотношение – в/ц = масса воды / масса цемента), тем больше будет пористость и меньше прочность бетона. Для увеличения морозостойкости рекомендуется водоцементное соотношение не больше 0,6 (60% воды от массы цемента) или 0,5 (150 литров воды на 300 кг цемента). Для бетонных изделий, работающих в особо тяжелых условиях (тротуарная плитка), водоцементное число назначают равным 0,4. Максимальное водоцементное число для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, составляет 0,75 [DIN EN 206-1, DIN 1045].

Водоцементное соотношение влияет на пористость (плотность) бетона и, соответственно,  на водопроницаемость бетона. Так бетон марки W4 (нормальной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,6 , бетон марки W6 (пониженной проницаемости) готовится при готовится при водоцементном соотношении 0,55, а бетон марки W-8 (особо низкой проницаемости) – при водоцементном соотношении 0,45 [таблица 1, СНиП 2.03.11-85].
Наличие достаточного количества воды при наборе бетоном прочности в процессе гидратации обеспечивает морозостойкость бетона. Поэтому так важен правильный уход за бетоном, о котором мы поговорим подробно ниже. Бетон, гидратирующийся в условиях достаточного количества воды при поливке и укрытии бетона полиэтиленовой пленкой, имеет гораздо большую морозостойкость и прочность, по сравнению с бетоном который быстро высох.  Прочность неукрытого бетона в первые 10-12 часов гидратации может понизиться в 3 раза по сравнению с укрытым бетоном. При быстром высыхании бетона в ранний период возникают также значительные деформации усадки и появляются микротрещины.

Для примера рассмотрим сравнительную таблицу морозостойкости бетонов, набиравших прочность в различных условиях:

Таблица №63. Марка морозостойкости бетона в зависимости от водоцементного соотношения и условий твердения бетона*

Условия твердения

Водоцементное соотношение

 

в/ц = 0,4

в/ц = 0,5

в/ц = 0,6

 

Марка морозостойкости

Твердение в атмосферных условиях

400            

250            

150

Твердение в воде

200            

150  

100

*Таблица приведена по Методическому пособию по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.

При меньшем количестве воды в бетонной смеси бетон быстрее набирает прочность, особенно в первые дни твердения. Однако в дальнейшем на сроке в три месяца и на сроке в один год, бетон с меньшим водоцементным соотношением будет иметь меньшую прочность.

Таблица №64 Влияние водоцементного соотношение на набор прочности бетоном

В/Ц

Относительная прочность бетона через сут.

1

3

7

28

90

360

0,4

0,24

0,48

0,70

1

1,15

1,38

0,5

0,17

0,43

0,66

1

1,19

1,47

0,6

0,11

0,37

0,64

1

1,21

1,55

0,7

0,08

0,33

0,64

1

1,35

1,67

Нормальными условиями твердения бетона считают температуру 15-20 °С при влажности 90-100%.
Качество воды для затворения бетонных смесей для армированных бетонных фундаментов нормируется ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия»: 

  • Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.
  • Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел, в ней не должно быть окрашивающих примесей.
  • Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л, а рН должен быть не менее 4 и не более 12,5.
  • Максимальное содержание растворимых солей должно быть не более 5000 мг/л, взвешенных частиц не более 200 мг/л, ионов SO4-2 не более 2700 мг/л, ионов Cl-1 не более 1200 мг/л.
Таблица №65 Расход воды для получения бетона марки удобоукладываемости П3 в зависимости от фракции щебня или гравия *
 

Крупность заполнителя, мм

 

гравий

щебень

 

10

20

40

70

10

20

40

70

 

Расход воды л/м3

цементное тесто густотой 26-28%, модуль крупности  песка Мк= 2

215

205

190

180

225

215

200

190

+ 1 % густоты

плюс 3-5 л/м3

- 1 % густоты

минус 3-5 л/м3

+ 0,5 Мк песка

минус 3-5 л/м3

+ 0,5 Мк песка

плюс 3-5 л/м3

*Таблица адаптипрована с упрощением из Методического пособия по приготовлению бетонных смесей компании группы компаний «Мастек», г. Златоуст.

Таблица №66. Таблица пропорций компонентов бетона (цемент, песок, щебень) при использовании портландцемента марки М400

Класс (марка) бетона

Массовый состав, Цемент:Песок:Щебень (кг)

Объемный состав на 10 л цемента, Песок:Щебень (л)

Количество бетона на 10 л цемента (л)

B7,5 (М100)

1 : 4,6 : 7,0           

41 : 61    

78

В12,5 (М150)

1 : 3,5 : 5,7

32 : 50

64

B15 (М200)

1 : 2,8 : 4,8

25 : 42 

54

B20 (М250)

1 : 2,1 : 3,9

19 : 34 

43

B22,5 (М300)

1 : 1,9 : 3,7

17 : 32

41

B25 (М350)

1 : 1,6 : 2,7

 

н/д

B30 (М400)

1 : 1,2 : 2,7

11 : 24    

31

B35 (М450)

1 : 1,1 : 2,5

10 : 22    

29

Сыпучие материалы дозируют по массе, воду и химические добавки - по массе или объему. Точность дозирования должна быть не менее 2 % для цемента, воды и химических добавок и не менее 2,5 % для заполнителей.

 
Назад Страница 38 Читать дальше
Страницы книги: 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 ... Оглавление

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ