Бетон своими руками. Состав и пропорции бетона.

Как самому расчитать состав бетона?

Бетоном называется каменный материал, получаемый в результате затвердения смеси вяжущего вещества ( цемента), заполнителей ( песка, щебня, гравия) и воды.

Цементные бетоны по своим свойствам имеют несколько показателей , но мы остановимся на главном- марке бетона.

Она означает предел прочности при сжатии ( в кг/ кв.см.) бетонного куба с ребром 200 мм после 28-суточного твердения в нормальных условиях.

 Процесс твердения  бетона  наиболее интенсивно  происходит в первые семь суток.Ниже приведен гафик набора прочности бетоном.

 За первые семь суток ,бетон ,в зависимости от температуры, набирает до 70% своей прочности. По прошествии 28 суток набор прочности замедляется, но  продолжается еще долго.

В качестве вяжущего в бетонных смесях  применятся цемент.
Заполнители.

Песок. Он разделяется на следующие группы: крупный ( модуль крупности 3,5-2,4 мм), средний ( 2,5-1,9 мм), мелкий (2,0-1,5 мм), очень мелкий ( 1,6-1,1 мм) и тонкий ( меньше 1,2 мм). Тонкий песок для бетона не используется. Песок должен быть чистым, без включения в него органических останков: корней, веток и т.д., а так же кусков глины, суглинка и пыли от них. Состав бетона рассчитывается  для использования  сухих материалов. Поэтому при замесе необходимо учитывать влажность песка. Даже сухой на вид песок имеет влажность 1%, обычный – 5%, после дождя до 10%.

Щебень. Щебень получается дроблением горных пород. В зависимости от крупности он подразделяется на фракции : особо мелкий ( 3-10 мм), мелкий ( 10-12 мм), средний ( 20-40 мм) и крупный ( 40-70 мм). Фракции гравия примерно такие же. Величина зерен крупного заполнителя не должна превышать 1/3 наименьшего размера элемента конструкции и  между стержнями арматуры. Одновременно следует применять разные фракции щебня: мелкую, среднюю и крупную. Причем мелкой фракции должно быть не менее 1/3 общего объема щебня.

Вода. От количества воды в бетонной смеси зависит прочность бетона. Для приготовления цементных смесей применяться техническая или питьевая вода, которая не содержит жиры, масла, ,кислоты и пр.

 Эти значения нужны для расчета состава бетона, поэтому их следует знать. При самостоятельном приготовлении бетона его пластичность , на которой отражается влажность, определяется на глаз. По пластичности бетон разделяется на четыре величины  по осадке конуса :

13-15 см т  очень пластичный ,

6-12 см- среднепластичный ,

3-5 см – малопластичный

и 1-2 см - непластичный

Расчет состава бетона.
Он производится на основе следующих исходных данных : требуемая марка бетона, срок ее получения, необходимая пластичность, марка цемента, характеристика  заполнителей.

Соотношения между материалами устанавливаются по весу или по объему. При этом вес (объем) цемента принимается за единицу, а количество других составляющих бетона выражается в числе веса или объема цемента.
Например , если на замес требуется 25 кг цемента (Ц), 75 кг песка (П), 125 кг щебня (Щ), то их соотношение для состава выразиться так:
25:75:125=1:3:5 ( по весу).
Количество воды обычно выражается в частях от веса цемента. Если для приведенного состава бетона требуется 12,5 л воды , то водоцементное отношение ( В/Ц ) будет выглядеть следующим образом:
В/Ц= 12,5:25=0,5.
Марка применяемого цемента должна быть выше марки бетона,который вы хотите сделать) в 2-2,5 раза. Для бетонов высоких марок (300 и выше) это соотношение может быть снижено до 1,5 и до 1,0.
Марки цементов, предназначенные для получения обычных бетонов при нормальных условиях твердения, не должны превышать значений, определенных в табл.1
таблица 1.

Как уже говорилось, водоцементное отношение ( В/Ц ) выражает количество воды в частях от веса цемента, необходимой для получения требуемой прочности ( марки) бетона к определенному сроку его твердения ( схватывания), и находится по формулам или из опыта. В табл. 2 приведены значения В/Ц для бетона, замешанных на гравии.

таблица 2.

Примечание: если вместо гравия применяется щебень, то к найденному значению В/Ц следует прибавить 0,05.
Следующая таблица 3 потребуется нам для расчета нужного состава и получения необходимой марки, а также для определения расхода цемента и заполнителей.

таблица 3.

ПРИМЕР:
Пользуясь полученными знаниями и таблицами, рассмотрим пример подбора состава бетона нужной марки.
Предположим , мы имеем портландцемент марки М-400, щебень с наибольшей крупностью зерен 40 мм. Нам требуется среднепластичный бетон марки М-200.
В табл.2 находим, что отношение В/Ц = 0,63. Пересчитывая на щебень, получаем В/Ц = 0,63+0,05=0,68.

По таблице 3 определяем нужное количество воды для бетона средней пластичности с крупностью зерен щебня 40 мм- получим 190 л/ куб.м.
Таким образом, потребность в цементе будет равна:
Ц = В: В/Ц = 190: 0,68 = 279 кг/ куб.м.
Примем состав бетона 1 : 3 : 5. Следовательно, при расходе цемента 279 кг/ куб.м. песка потребуется: 279 кг/куб.м. х 3 = 837 кг/куб.м., щебня : 279 кг/куб.м. х 5= 1395 кг / куб.м.
Данная методика расчета уступает по точности расчетам строительных лабораторий где-то до 10%, но для несложных  работ предлагаемый точности определения состава бетона вполне хватит.