Расчет водоцементного соотношения цементного раствора

Что такое водоцементное отношение для бетона

Без воды бетон невозможно приготовить. К жидкости в растворе предъявляются особые требования — минимальная кислотность, нежелательны соли, всевозможные органические примеси. Для получения качественного бетона весьма важным параметром является его водоцементное отношение. Таким термином именуют пропорции воды с цементом, определяющие характеристики конкретного раствора.

Предварительный расчет

Составить перечень и заранее завезти к месту строительства все материалы в полном и достаточном объеме вполне по силам человеку, умеющему считать. Наиболее часто в индивидуальном строительстве жесткий бетон используется при изготовлении ленточного фундамента или междуэтажных перекрытий. Перед тем как приступить к строительству, необходимо обеспечить доставку на место предстоящих работ такого количества расходных материалов, чтобы его хватило на намеченный этап. Как рассчитать необходимое количество цемента, песка и гравия? Какие требования предъявляются к этим составляющим бетонной смеси?

При расчете можно принять самое распространенное соотношение между количеством используемого цемента, песка и гравия. Это 1:3:5 соответственно. В этом случае получаем вес необходимой фракции (за исключением цемента) с погрешностью около 10%.

Технологическая схема приготовления бетонной смеси.

Например, планируется отлить из бетона ленточный фундамент под дом. В этом случае проектное значение периметра дома умножается на ширину и высоту планируемого фундамента (все в метрах). Полученное в результате вычислений количество кубических метров умножается на 250 кг (примерно столько цемента уходит на получение куба жесткой бетонной смеси). Остальные составляющие вычисляются из принятого за основу соотношения: песка в 3 раза больше, чем цемента, гравия или щебня (крупной фракции) – в 5 раз. Масса кубического метра затвердевшего бетона составляет около 2,5 т.

Требования к материалам

Итоговое качество и характеристики полученной смеси напрямую зависят от качества материалов и того, насколько правильно соблюдается водоцементное соотношение. Цемент может быть разных марок, как и бетон, но это далеко не одно и то же. Для замеса бетона марки М75, к примеру, берут цемент марок М200-М300 (превышает показатель примерно в 2.5-3 раза).

При покупке цемента обязательно нужно обращать внимание на дату производства – чем больше срок хранения, тем хуже качество цемента. После полутора лет хранения цемента в идеальных условиях для выполнения серьезных работ он непригоден. Чтобы проверить качество цемента в бытовых условиях, можно насыпать его на сухую ладонь и сжать ее в кулак – цемент оптимального качества почти полностью «вытечет» сквозь пальцы.

Портландцемент М400 В качестве вяжущего средства для приготовления бетона М600.

Песок лучше выбирать мелкозернистый – до 1.25 миллиметров, что позволит понизить объем воздушных промежутков. В песке не должно быть пыли, других включений органики. Фракция щебня/гравия не должна превышать треть ширины опалубки. Для приготовления жесткого бетона недопустимо использовать щебенку известковых пород.

Если планируется выполнять армирование, фракция частиц должна быть равна максимум четверти наименьшего размера конструкции и трем четвертям просвета между стержнями арматуры. Несоблюдение этих правил приведет к появлению пустот в бетонном монолите, что значительно понизит прочность и долговечность конструкции.

Водоцементное отношение

Когда водоцементное отношение, используемое для бетона низкое — монолит быстро становится прочным, его сложно обрабатывать. А вот окончательную твердость он будет набирать медленнее. Хотя у него повысится морозостойкость. При высоком значении воды происходит медленное отвердение, зато бетоном станет проще наполнять форму, дополнительная прочность наступит ранее 28 суток.

По теории цементу для реакции достаточно четверти собственного объема воды. Но это только когда цемент свежий, без пыли, имеет оптимальную влажность. На самом деле практически никто не промывает ингредиенты, добавляемые к цементу в смесь. Поэтому часть воды необходима, чтобы их смочить и впитаться.

Смесь цемента и воды образует в бетоне так называемую цементную пасту , которая затвердевает во время схватывания, образуя цементный камень, и, таким образом, прочно связывает заполнители ( заполнители ) бетона. При затвердевании свежего бетона путем гидратации расходуется определенная часть добавленной воды. Типичный цемент может связывать около 40% своей массы воды. Это соответствует значению w / c 0,40. Доля связанного за счет гидратации составляет примерно 25%, еще примерно 15% связано в так называемых порах геля.

При значении w / c Влияние стоимости воды и воды

Стоимость w / c или W / B играет решающую роль во многих конкретных требованиях.

Расчет смеси для бетона основывается на требованиях строительного проекта. Требуемые свойства нагрузки получаются из статических расчетов и размеров. Воздействие на окружающую среду, которому подвергается компонент, также играет роль. Они определены в так называемых классах воздействия. Для компонента, чередующегося между влажностью и сушкой, требуется более низкое значение в / ц, чем для полностью сухого компонента.

Чем выше нагрузка и напряжение на бетон, тем ниже (ближе к 0,40) значение вод / ц, как правило, выбирается (при том же классе прочности цемента).
В строительной практике значения (w / c) _экв обычно выбираются несколько выше из практических соображений строительства (например, для лучшей удобоукладываемости) или добавляются определенные добавки, такие как ожижители. Для высокопрочных и ультравысокопрочных (UHPC) бетонов обычно требуются значения водообмена от 0,40 до 0,20.

Если бетон, который через некоторое время начинает застывать, снова разжижается путем добавления воды, это отрицательно сказывается на качестве бетона и может привести к повреждению компонентов .

Последствия чрезмерно высоких значений водоснабжения и водоснабжения

Последствиями для конкретного компонента могут быть:

• Поры больше, чем ожидалось. Поры в бетоне снижают качество бетона. Повышенная пористость приводит к получению менее прочного бетона с тем же классом прочности цемента.
• Капиллярность затвердевшего бетона увеличивается. Бетон может впитывать больше воды, чем ожидалось, через капиллярные поры или вода, а другие химические соединения, такие как хлориды, могут проникать глубже в бетон. Последствия таковы:
  • Чувствительность к морозу обычно возрастает с возможным вследствие отслаивания.
  • Защита арматурной стали от коррозии ( ржавчины ) снижается, если из-за повышенной капиллярности вода или достаточное количество влажного воздуха могут проникать снаружи через бетонное покрытие . Несущая способность уменьшается с увеличением коррозии.
• Усадки бетона увеличивается за счет испарения избытка воды. При усадке (уменьшении в объеме) могут возникнуть трещины и внутренние напряжения .

Последствия слишком низких значений водоснабжения и водоснабжения

Может быть предусмотрено количество воды, необходимое для полной гидратации цемента, но из-за неоднородности смеси не все зерна цемента часто снабжаются водой. Это означает, что не все связующее затвердевает. Если позже вода проникает в бетон, это вызывает разбухание бетона, что приводит к потере прочности.

Достаточно хорошая технологичность часто не может быть обеспечена при незначительном добавлении воды без добавления добавок. Консистенция также определяется используемым цементом и требованиями к воде используемого заполнителя. Бетон в уложенном состоянии более жесткий, и, помимо прочего, существует риск того, что арматурная сталь не будет полностью покрыта бетоном.

Разные классы прочности цемента могут привести к разной прочности бетона на сжатие с одинаковым значением в / ц.

Высокое содержание цемента или недостаточное повторное увлажнение бетона способствует процессу усадки, как и слишком высокое содержание воды.

Что влияет на расход цемента при изготовлении куба раствора?

Подбор составляющих готовой бетонной смеси подчиняется некоторым особенностям. Например, нужно знать, что при повышении марочного значения цемента количество вяжущего вещества будет снижаться. Также в некоторых случаях в раствор привносится каменная пыль. Это надежно сохраняет его структуру.

Расход цемента на 1 куб. метр готового продукта зависит от:

1. Марки раствора – она показывает степень прочности полученного изделия. Ее значение выбирается в зависимости от конечной цели использования получаемого материала. Растворы максимальной прочности используются при изготовлении опор зданий. Внутренние стены требуют меньшего содержания связующего вещества.
2. Типа раствора – песчаного, глиняного или известнякового. Они различаются конечной целью использования полученного изделия, и как следствие, требуют разного соотношения в растворе. Так, в случае использования глины цемент используется в соотношении 1:9.
3. Состав раствора – конкретное соотношение связующего вещества и заполнителя.

Сколько цемента понадобится на куб раствора?

Примерное количество цемента, расходуемое на куб. метр получаемого раствора по нормам изготовления строительных материалов равняется 200 кг связующего вещества. Такой объем необходим в случае использования 100 марки цемента.

Сколько купить мешков цемента?

Приготовление оптимального раствора для фундамента, стяжки и других строительных работ требует точного расчета соотношения цемента и других составляющих готового изделия. Это значение нужно определять исходя из марки связующего вещества.

Например, для кладочного раствора нужно использовать 1 куб. метра песка с третью куб. метра цемента. Здесь указывается количество составляющих раствора без учета включения в его состав воды. Объем песка при этом должен равняться конечному объему изделия.

В зависимости от целей, используется определенное количество раствора, и соответственно, цемента.

Готовое бетонное изделие состоит из основных компонентов:

1. Связующее вещество – на его основе замешивается раствор. Представляет собой порошковый материал, быстро застывающий и кристаллизующийся после увлажнения.
2. Балласт – смешанный с гравием песок.
3. Щебень – материал, представляющий собой крупные рыхлые зерна.
4. Строительные добавки – улучшают свойства готового изделия.

В большинстве случаев цемент используется в соотношении 1:3, 1:4 и 1:5.

Твердение бетона

Гидратация — это процесс взаимодействия цемента с водой, при котором бетон набирает свою прочность. Если в молодом (в возрасте пару недель) бетоне высыхает или замерзает вода, то процесс гидратации останавливается, что негативно влияет на его характеристики. За первую неделю, если бетон стоит в нормальной влажности и температуре, он набирает 70% прочности.

Вообще, первый дни жизни бетона очень важны, необходимо бороться с потерей влаги для нормальной гидратации. Свежеуложенный бетон при высоких температурах можно накрыть мокрой мешковиной или пленкой ПВХ или поливать водой.

При низких температурах вода в бетоне, которая необходима для гидратации, замерзает — процесс, естественно, останавливается. Он, кстати, может продолжиться весной, когда оттает, если конструкцию не размоет к тому времени, но при этом возможно снижение прочности долговечности. Тем не менее, существуют методики так называемого раннего замерзания бетона, при котором бетон со специальными противоморозными добавками укладывают при минусовой температуре, замерзает, а весной, оживши, начинает процесс гидратации цемента.

Существует такое понятие как критическая прочность бетона — это грань, время, после которого за бетон можно уже не волноваться. Этот порог для разных марок бетона — разный. Высокие марки бетона имеют более низкий % порог критической прочности (25-30% от проектной прочности), низкие марки — более высокий %. При нормальных условиях критическая прочность достигается за первые сутки.

Для предотвращения замораживания бетона можно предпринять следующее:

— использовать противоморозные добавки в бетон (ПМД) — они не дают воде замерзнуть и отчасти ускоряют процесс гидратации. Сейчас для этих целей используются составы и препараты, которые не наносят вред арматуре и другим частям конструкций.

— электроподогрев бетона. Существуют специальные трансформаторы, электроды, подогреваемые опалубки. Идеально для зимней заливки бетона, но проблематично для частного застройщика из-за высокого потребления электроэнергии.

— накрыть свежезалитый бетон пленкой. Применимо, хотя не факт, что поможет, если суточная температура не очень низкая, в пределах 1-2 градуса. Пленка будет сохранять тепло, которое выделяется при гидратации. Можно установить газовую или дизельную пушку, чтобы задувать теплый воздух под пленку.

Необходимо тщательно следить за бетоном в первые сутки его жизни.

На заводах ЖБИ такой проблемы с готовыми конструкциями — сваями, бетонными фундаментными блоками ФБС, плитами перекрытия, дорожными плитами — нет. Их пропаривают в специальных теплых и влажных камерах, что позволяет добиться великолепных результатов по набору прочности и быть полностью готовыми к употреблению.