Калькулятор состава бетона

Особенности подбора состава бетона

Бетон — это искусственный камень, получившийся в результате схватывания и упрочнения (затвердения) жидкой смеси цемента, песка и каменного заполнителя (щебня или гравия). Затвердение этой строительной смеси происходит в результате химической реакции называемой гидратацией цемента. В реакции участвует вода. Установлено, что при недостатке воды в затворяемой смеси, остается не вступивший в реакцию цемент, а при избытке — образуется много пустот. Наиболее прочный бетон получается, когда в химической реакции участвует около 40% подобранного расчетом объема воды. Лишняя влага уходит из бетона испарением и оставляет в нем мелкие пустоты, что снижает прочностные, морозостойкие и гидротехнические характеристики затвердевшего камня. От капилляров, получившихся в бетоне, избавиться невозможно, но можно снизить их количество. Впоследствии все капиллярные пустоты будут заполнены водой вновь если готовая конструкция будет работать во влажных условиях. Для гидротехнических сооружений применяют особый вид цемента, а конструкции изготовленные на обычном цементе работающие в сырой среде покрывают обмазочной или оклеечной гидроизоляцией. При укладке смеси в фундаментную траншею или опалубку наличие лишней воды опасно вытеканием ее через щели опалубки или в грунт. По сути, из смеси вытекает не вода, а цементное молоко, что снижает прочность готового бетона.

Бетон теряющий воду неравномерно уменьшается в объеме. Внешние слои отдают лишнюю воду испарением или вытеканием, а во внутренних она еще остается. В результате происходит усадка смеси, а на ее затвердевающей поверхности появляются трещины. В зимний период не участвующая в гидратации вода замерзает, увеличивается в объеме и рвет затвердевающий бетонный камень изнутри. При этом внешние слои замерзают раньше и отслаиваются. Характерный признак замороженного бетона — шелушащиеся и отслаивающиеся наружные поверхности. Трещины появившиеся в результате испарения и усадки либо трещины, появившиеся от мороза особенно опасны в армированных бетонных конструкциях. Глубокая до арматуры трещина пропускает в тело бетона воду в виде жидкости или пара. Арматура ржавеет и теряет свою способность удерживать растягивающие напряжения, что грозит разрушением всей бетонной строительной конструкции.

Очень важно при затворении бетона налить в смесь столько воды, сколько показывает расчет, а в процессе схватывания и твердения удержать эту воду внутри бетона, поскольку химическая реакция идет медленнее, чем испарение или вытекание. Именно для этого и накрывают уложенный бетон мешковиной, пленкой или опилками, именно для этого его поливают водой из лейки.

Процесс подбора состава бетона начинается с расчета водоцементного (В/Ц) или цементно-водного отношения (Ц/В). Подобранное водоцементное отношения не должно нарушаться при изготовлении бетона, влага присутствующая в исходных компонентах: песке и щебне должна быть приплюсована к требуемому расходу воды. Наиболее прочные бетоны получаются при мизерном расходе воды, такие смеси получаются жесткими и не удобными в работе. Если образно, то это гора слипшегося в цементе гравия или щебня, с которым трудно что-то сделать. По трубопроводам бетоноукладчика эта смесь не течет, лопатой подцепить трудно, в опалубке не растекается между арматурой нужно проталкивать штыкованием или вибрированием. Такие смеси чаще всего используют для массивных конструкций с малым количеством арматуры или вовсе без нее: фундаменты, бетонные подготовки. В подвижных бетонных смесях подбирают такое водоцементное отношение, при котором смесь можно перекачивать бетоноукладчиком или спускать в опалубку по желобам. Эти смеси растекаются под собственным весом и занимают весь объем опалубки, обволакивают арматуру. Они удобнее в работе.

Внимание! Водоцементное отношение расчетная величина и она не должна быть нарушена ни в коем случае. Если вам миксером привезли бетонную смесь, и она по вашему мнению или мнению рабочих недостаточно подвижна, то ее все равно нужно укладывать такой, какая она есть. Иногда рабочие или шофер миксера предлагают подмешать в привезенный бетон воду и сделать ее более подвижной, чтобы облегчить работу. На это соглашаться нельзя. Разбавленная водой смесь будет не той марки прочности, которую вы оплатили при покупке бетона. Марку бетона и его жесткость–подвижность нужно определять заранее и покупать бетон нужной прочности и пластичности у тех поставщиков, которые разбираются в тонкостях изготовления бетона.

Удобоукладываемость жесткого бетона повышают не увеличением количества воды, а добавлением к нему химических добавок — пластификаторов.

Калькулятор подбора состава бетона сделан по книге доктора технических наук Марка Файнера «Новые закономерности в бетоноведении и их практическое приложение». В нем использованы таблицы, составленные для бетонов на портландцементе с использованием пластификаторов, сухого мелкого кварцевого песка и сухого гранитного щебня фракции 5–20 мм. Мелкий песок преобладает в большинстве карьеров на территории бывшего СССР, а гранитный щебень такой фракции более всего подходит для самодельщиков, как правило, не имеющих оборудования для укладки бетона.

Калькулятор покажет составы бетонов тысячи раз применяемых на практике. Вы можете рассчитать свой бетон и изготовить его, но делайте это с умом. Нужно осознавать, что таблицы, лежащие в основе калькулятора, не могут включить в себя весь спектр исходных данных используемых материалов. Подобранный состав бетона вряд ли будет соответствовать требуемой прочности и вряд ли покажет оптимальный состав бетона. Такие самодельные бетоны лучше применять в неответственных конструкциях, либо вы берете риски на себя. Для ответственных конструкций лучше купите готовый бетон на растворобетонном узле. Не тот это материал, к изготовлению которого можно подойти небрежно. Слишком много изменяющихся начальных параметров: влажность песка и щебня, истинная и насыпная плотность материалов, активность цементов и пр.

Подбор состава бетона

по таблицам М. Файнера «Унифицированные составы тяжелых цементных бетонов»