Содержание
Правильно определить количество цемента на 1 куб бетона важно по двум причинам: прочность должна соответствовать заявленной марке, а цена изделия — обеспечивать рентабельность производства. Существует несколько факторов, влияющих на эти параметры. При выполнении расчётов пропорций компонентов бетонной смеси учитывают особенности характеристик цемента и придерживаются рекомендаций по технологии изготовления.
Что влияет на расход цемента?
Назначение цемента в бетонной смеси — связывать все компоненты и обеспечивать прочность бетона при твердении. Это самый дорогой ингредиент в составе — помимо крепости, от его количества зависят технические и качественные показатели: водонепроницаемость, морозоустойчивость, удобоукладываемость и способность противостоять коррозии.
Определяющим фактором в формировании цены является объем цемента на куб бетона, но стремление сэкономить, не должно нарушать основного требования — прочности изделия после затвердения. Чтобы соотношение качества и стоимости было оптимальным, при расчете количества цемента на 1 куб бетона учитывают следующие моменты:
марочность связующего вещества, время его схватывания и плотность;Основная характеристика цемента — его марка: для изготовления бетона соотношение сортов принимается двукратное. Если требуется изделие М200, то вяжущее берут М400. Высший знак (М500) предполагает меньший расход дорогостоящего портландцемента.
При использовании низкомарочного соединителя М300, его количество увеличивают на 30%. В зависимости от того, какой прочности бетон требуется, в 1 м³ смеси включают от 240 до 320 кг цемента.
Как рассчитать пропорции
Чтобы вычислить, сколько надо цемента для 1 куба бетона, следует учитывать следующие правила:
Подвижность смеси определяется количеством вяжущего вещества — чем его меньше, тем лучше перемещение раствора. Погрешность при засыпке в ёмкость цемента допускается не больше 1 кг, а щебня — 5 кг. Чтобы не допустить потери качества от погрешностей дозировки, означенные количества ингредиентов рекомендуется добавить. Меньше норматива засыпать нельзя.- В зависимости от значимости объектов, возводимых из бетона, задаётся его нормативная прочность — от М100 для садовых дорожек до М450 в ответственных конструкциях зданий и сооружений. В индивидуальном строительстве прочность изделий выше М300 не требуется.
- Компоненты смеси при замешивании измеряются частями: пропорция 1:3:5 означает, что цемента берут 1, песка — 3, и щебня — 5 долей.
Для удобства соотношения для стандартных ситуаций приводятся в виде специальных таблиц. Из них можно быстро определить, сколько цемента нужно для 1 куба бетона.
| Марка прочности изделий | Пропорции для замешивания смеси из вяжущего/песка/щебня на портландцементе М400 | Соотношения при использовании М500 |
| 100 | 10/46/70 | 10/58/81 |
| 150 | 10/35/57 | 10/45/66 |
| 200 | 10/28/48 | 10/35/56 |
| 250 | 10/21/39 | 10/26/45 |
| 300 | 10/19/37 | 10/24/43 |
Чтобы узнать, сколько цемента на куб бетона М300 потребуется, если применять портландцемент М500, достаточно взять из таблицы соответствующее значение 10/24/43, из которого понятно, что: вяжущего потребуется 10 кг, песка — 24, щебня — 43 килограмма.
Плотность бетонной смеси -примерно 2200 кг/м3. Этого достаточно, чтобы вычислить расход цемента на куб: 10*2200/(10+24+43)=286 кг. Если взять вяжущее пониже маркой — М400, то для куба того же изделия М300 потребуется: 10*2200/(10+19+37)=333 кг.
Рекомендации по качеству компонентов
Для получения прочного и надёжного бетона необходимо применять качественные сырьевые компоненты. Вот некоторые советы при возникновении нестандартных ситуаций:
Качество вяжущего не соответствует заявленной марке (истёк срок хранения), а отказаться от него не получается. В таком случае, чтобы изготовить бетон требуемого качества, количество цемента в смеси увеличивают на 15%, а мелкозернистого песка — на 10%. Приобретая вяжущее, надо обращать внимание на его свежесть: по истечении срока его свойства ухудшаются на 10%. Рекомендуется брать качественные марки М400 и М500 — по количеству их требуется меньше, а разница в цене небольшая.- Чистота воды для приготовления раствора — в ней не должно быть посторонних включений и примесей. Использование жидкости из реки с водорослями и взвесями не допускается. Расход нормировать сложно, он зависит от влажности наполнителей. Примерно потребность воды составляет 205 л (уточняется в процессе замесов).
- Крупность песка предпочтительна в интервале 1,1―3,5 мм без глинистых частиц — они существенно снижают прочность бетона. Лучше предварительно просеять наполнитель через строительную сетку, а лучше — промыть. Загрязнения песка влекут увеличение расхода цемента против нормы на 10−20%.
- Размер щебня — для минимизации пустот хорошо использовать смешанные фракции от 5 до 20 мм.
Замесы надо выполнять небольшими порциями, чтобы иметь возможность опытным путём вносить коррективы в рецептуру смеси. Для удобства производства замесов покупать цемент лучше в бумажных мешках по 50 кг. В таком случае подсчёт количества вяжущего значительно упрощается и не требуется взвешиваний в процессе работы.
Информация по назначению калькулятора
О нлайн калькулятор расчета и подбора составов тяжелых бетонов на цементном вяжущем с применением крупного и мелкого заполнителей. С учетом пластифицирующих добавок, метода уплотнения и подвижности бетонной смеси. Расчет примерный, и может отличаться от реального, в зависимости от применяемых материалов, их влажности и других характеристик. Для более точного определения пропорций необходимо производить пробный замес.
Краткое описание тяжелых бетонов
Ж елезобетонные изделия для строительства изготавливаются не только на специализированных предприятиях, но и очень часто отливаются непосредственно на возводимом объекте. Без бетона не обходится ни одна стройка. Для создания надежной конструкции с заданными техническими характеристиками используют тяжелый бетон, который в соответствии со строительными нормами обладает объемной массой свыше 1 800 кг/м3.
Отличительные особенности тяжелого бетона
П роизводство строительных материалов осуществляется в двух категориях: легкие и тяжелые бетонные изделия. Они существенно отличаются по физико-технологическим характеристикам и соответственно по области применения:
- Легкие бетоны — производятся на основе «легких» наполнителей, которые значительно снижают объемную массу и повышают теплоизоляционные свойства. К тому же чем легче бетон, тем он имеет большую пористость, а значит низкую гидравлическую сопротивляемость, поэтому изделия из легкого бетона применяются для внутренних неответственных конструкций без сильного динамического разрушающего воздействия.
- Тяжелые бетоны — характеризуются высокой прочностью и малой пористостью, что гарантирует отменную стойкость к любым механическим и химическим воздействиям. Строительные материалы из тяжелого бетона применимы для особо ответственных конструкций с открытой (природной) эксплуатацией, в том числе для возведения фундаментов, стен, и заливки полов.
Характеристики тяжелого бетона
Р асчет и подбор состава и пропорций тяжелых бетонов осуществляется с учетом требуемых характеристик (свойств):
- Прочность – главный показатель способности железобетонных изделий выдерживать разрушающую нагрузку. Именно этот показатель указывает на область применения бетона в высотных зданиях, фундаментах или гидротехнических сооружениях. Показатель классифицируют от В3,5 до В60, что соответствует маркировке пределу прочности от М50 до М1000 (от 5 до 100 Мпа).
- Температурное расширение и огнестойкость тяжелого бетона – показатель возможности использования строительных изделий в зонах температурного воздействия. Так, заливка пола из тяжелого бетона имеет коэффициент расширения не более 0,5 мм на погонный метр. Бетон способен выдерживать температуру до 500 градусов (выше происходит разрушение), а при температуре порядка 200 градусов теряется его прочность не более 30%.
- Пористость, водостойкость и морозостойкость – смежные показатели, от суммы которых зависит эксплуатационная стойкость железобетонных изделий. Пористость тяжелого бетона не должна превышать 15%. Морозостойкость маркируется по способности выдерживать циклическое замораживание от F50 до F1000. Тяжелый бетон применяется при строительстве каналов и мостов, поэтому их водостойкость в пределах по маркировке W2 — W20 (цифра – показатель воздействия воды в кгс/см2).
Применение тяжелого бетона
О чень важно правильно проводить расчет и подбор состава и пропорций тяжелых бетонов, т.к. от этого зависит марка получаемого бетона и области его применения:
— Особо ответственные конструкции и гидросооружения должны возводиться из бетона марки не ниже М500.
— Ответственные сооружения, фундаменты и стены многоэтажек, плитные основания изготавливаются из бетона М250 – М350.
— Индивидуальное строительство может осуществляться бетонами М150 – М200.
— Неответственные бетонные изделия для дорожек, отмосток и элементов дорожного или ландшафтного дизайна могут отливаться прочностью М50 – М150.
Структурные особенности тяжелого бетона
С остав и пропорции используемых составляющих для тяжелого бетона напрямую влияет на его технологические и физические характеристики, поэтому расчет должен проводиться достаточно точным, что удобнее осуществлять на онлайн-калькуляторе. Для отливки качественных бетонных изделий с подходящими техническими характеристиками необходимо учитывать ряд особенностей изготовления тяжелого бетона:
- Заполнители используются обязательно двух типов: крупноформатные и мелкие. Крупноформатные заполнители (щебень или гравий) обеспечивают прочность бетона, а мелкий — за счет уплотненного распределения повышает плотность и снижает пористость бетона. Заполнитель крупных форматов с угловатыми формами обеспечивает меньшую усадку отливки и эксплуатационную высокую динамическую прочность. Фракция мелкого заполнителя также влияет на характеристики бетонного изделия: чем мельче, тем плотность и водостойкость повышается. Стоит учесть, что от прочности крупноформатного заполнителя зависит и прочность самой бетонной отливки.
- Пластичность бетона или удобоукладываемость – способность бетонной смеси полностью заполнить заливаемую форму с достаточным уплотнением для гарантирования расчетной его прочности. Пластичность маркируют от П1 (минимальная) до П5 (максимальная). Для заливки открытых площадок с применением уплотняющей (вибрационной) техники можно брать бетоны П1, но для сложных конструкций необходимо применять высоко пластичные бетонные растворы от П3 до П5.
О шибочно думать, что добавлением воды можно повысить пластичность бетона без вреда его качеству, т.к. падает его однородность и прочность и увеличивается усадка. Для повышения пластичности бетона используют пластификаторы, которые улучшают способность перемещения наполнителей, что гарантирует качественное заполнение формы и легкий выход из отливки воздуха с равномерной структурой всего бетона. Профессиональное строительство обязательно использует пластификаторы.
Подвижность бетонной смеси
П одвижность бетонной смеси – важнейший показатель удобоукладываемости, который показывает возможность метода (ручного или с использованием механизмов) качественного заполнения формы бетонных конструкций различного применения:
- Ж2 – применима для массивных железобетонных конструкций и опорных площадок. Обязательно использование виброуплотняющей техники.
- Ж1 – бетонные смеси для возведения стеновых конструкций гражданского и промышленного назначения. Заполнение малых форм допустимо производить без механического уплотнения, но объемные изделия изготавливаются только с применением виброуплотнения.
- П1 – рекомендуется проводить отливку непосредственно на месте возведения элемента конструкции. Подвижность применима для изготовления тонкостенных изделий с армированием не более 1%. В частном строительстве отливаются плиты, опоры и балки малого сечения с ручным и механическим уплотнением.
- П2 – применяется для ответственных армированных (более 1%) конструкций: балки, элементы бункеров и мостов. Изготавливаемые детали обладают повышенной прочностью. В зависимости от формы используется ручное или механическое уплотнение.
- П3 – бетон с отличной заполняющей способностью, заливаемый в скользящие опалубки с армированием более 1%. Особо популярен как в частном строительстве, так и коммерческом. В отдельных случаях необходимо для качественного заполнения сложных форм применение вибратора.
- П4 – раствор легко заполняет любые формы опалубки без применения вибраторов, поэтому такой бетон очень популярен в частном строительстве: отливка фундаментов, стеновых и плитных конструкций. К тому же раствор с пластичность П4 идеально подходит для заполнения форм с густым армированием более 1%, при этом качество укладки обеспечивается простой штыковкой.
Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, вы можете связаться с нами по обратной связи.
Коровин Сергей Дмитриевич
Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.
Бетонные смеси — пластичные и твердеющие со временем составы, состоящие из связующего материала, наполнителей, пластификаторов, специальных добавок и воды. В качестве связующего, для приготовления бетона применяется цемент различного состава и марок. Наполнителями для классического состава служат песок и щебень. Специальные виды бетона могут наполняться керамзитом, измельченным шлаком, древесными отходами и другими материалами, изменяющими технические характеристики материала.
Добавление пластификаторов облегчает процесс укладки бетона и способствует лучшему уплотнению смеси. Специальные добавки позволяют работать с материалом при отрицательных температурах, вспенивать смесь, повышать прочность и устойчивость к влаге или добиваться других специальных свойств.
Требования к компонентам
От соотношения составляющих зависит качество бетона, его технические и эксплуатационные характеристики. Кроме этого, не следует забывать об экономической составляющей, которая определяется, в первую очередь, количеством израсходованного цемента.
Поэтому, правильно подобранный состав бетонной смеси и определение того, сколько нужно цемента на 1 куб бетона, не только обеспечивает качество строительства, но и делает затраты на его производство экономически обоснованными.
Цемент
Современная промышленность производит несколько различных видов цемента, изготавливаемых по различным технологиям. Для бетона в большинстве случаев используют портландцемент четырех марок, от М300 до М600. Марка цемента означает величину нагрузки, которую способен выдержать опытный образец.
В частном строительстве наиболее распространен портландцемент марки М400.
Промышленное возведение зданий и сооружений, а также работа заводов железобетонных изделий основаны на использовании цемента М500. Самая низкая марка применяется для приготовления бетонных конструкций. не подверженных нагрузкам. Например, для стеновых перегородок и пустотных заполнений.
Песок
Для приготовления бетона используют морской, речной или мытый просеянный песок. Такой наполнитель не содержит пыли, мусора, глинистых частиц и других добавок, которые могут ухудшать качество конечного материала.
По размеру составляющих частиц песок подразделяют на:
- тонкий менее 1,2 мм;
- очень мелкий 1,2-1,6 мм;
- мелкий 1,6-2,0 мм;
- средний 2,0-2,5 мм;
- крупный 2,5-3,0 мм.
Для бетона можно использовать все виды фракций, но наилучшим размером частиц будет диапазон 1,2-2,5 мм. Во время приготовления бетонной смеси необходимо учитывать влажность песка, которая может достигать 10% от объема и вводить поправки при добавлении воды в смесь.
Щебень и гравий
Применяемые в качестве второго наполнителя, измельченные горные породы так же имеют градацию по размеру и подразделяются на:
- очень мелкие 3-10 мм;
- мелкие 10-20 мм;
- средние 20-40 мм;
- крупные 40-70 мм.
Две первые фракции называют гравием, а более крупный камень – щебнем. Морская или речная галька, имеющая гладкую поверхность, не сможет заменить искусственно измельченных частиц, так как не обеспечит надлежащего сцепления компонентов.
При выборе крупного наполнителя необходимо учитывать, что размер самых крупных частиц не должен превышать 1/3 будущего бетонного слоя.
Важной технической характеристикой щебня и гравия является их пустотность, которая определяет объем свободного пространства между отдельными частицами.
Чем выше показатель пустотности, тем больше цемента и песка потребуется для приготовления качественной бетонной смеси. В зависимости от этого каменные наполнители подразделяют на пористые до 2000 кг/м 3 и плотные более 2000 кг/м 3 .
Расчет расхода компонентов для приготовления бетона
Для правильного определения соотношения составляющих бетонной смеси и расхода цемента на 1 куб бетона, необходимы следующие исходные данные:
- необходимая марка бетона;
- размер фракции купленного песка и щебня;
- марка цемента, который есть в наличии;
- желаемая пластичность приготовленной смеси.
Расчет производится по определению веса каждой составной части. Однако в условиях строительной площадки производить взвешивание количества материалов весьма затруднительно и поэтому выполняется пересчет на соотношение объемных частей. При этом принимается, что в 10 литровом ведре, в зависимости от степени уплотнения, помещается 13-15 кг цемента, 14-17 кг песка и 15-17 кг щебня.
В справочной литературе приводятся уже готовые данные о пропорциях бетона в частях, в зависимости от марки вяжущего материала. Так, для получения бетона различных марок с применением портландцемента М400 соотношение песка и щебня на единицу цемента составит:
| Компоненты | Марка бетона | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| М100 | М200 | М300 | М400 | М500 | М600 | |
| Цемент, кг | 183 | 263 | 338 | 444 | 500 | 533 |
| Песок, кг | 842 | 738 | 642 | 533 | 500 | 480 |
| Щебень, кг | 1282 | 1265 | 1250 | 1200 | 1150 | 1120 |
| Вода, л | 92 | 131 | 170 | 222 | 250 | 266 |
| Пропорции Ц:П:Щ:В | 1:4,5: 7:0,5 |
1:2,8: 4,8:0,5 |
1:1,9: 3,7:0,5 |
1:1,2: 2,7:05 |
1:1: 2,3:0,5 |
1:0,9: 2,1:0,5 |
При использовании цемента М500 соотношения будут следующими:
| Компоненты | Марка бетона | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| М100 | М200 | М300 | М400 | М500 | М600 | |
| Цемент, кг | 155 | 226 | 292 | 380 | 452 | 533 |
| Песок, кг | 903 | 792 | 702 | 609 | 543 | 533 |
| Щебень, кг | 1262 | 1267 | 1258 | 1219 | 1177 | 1226 |
| Вода, л | 78 | 113 | 146 | 190 | 226 | 266 |
| Пропорции Ц: П:Щ:В | 1:5,8: 8,1:0,5 |
1:3,5: 5,6:0,5 |
1:2,4: 4,3:0,5 |
1:1,6: 3,2:0,5 |
1:1,2: 2,6:0,5 |
1:1: 2,3:0,5 |
Эти соотношения показывают, что для низких марок бетона выгоднее использовать портландцемент М400, а для получения более прочного материала М500.
Для упрощения процесса приготовления можно пересчитать, сколько мешков цемента на 1 куб бетона, и определить итоговые пропорции бетона в ведрах для остальных материалов. Такой рецепт может оказаться более удобным в пользовании.
Данная таблица составлена для фракции гравия 20 мм. При других размерах камня расход цемента на 1 куб раствора может изменяться в зависимости от показателя пустотности.
Чтобы определить ее самостоятельно, наберите 10 литровое ведро наполнителя, возьмите мерную емкость и влейте в ведро воду. Если войдет 3 литра жидкости, то пустотность составляет 30%, а если 4 литра, то 40%. Для заполнения излишних пустот между камнями потребуется дополнительное количество песка и цемента, что увеличит итоговую стоимость бетонной смеси.
Вода для приготовления бетона должна быть чистой, без примесей. Ее количество зависит от влажности песка и требуемого уровня пластичности материала.
Чем меньше влаги в составе бетона, тем его труднее укладывать и качественно уплотнять. Но так монолитная конструкция получается более прочной. Большое количество воды делает состав пластичным и легко заливаемым, но прочность бетона будет при этом несколько снижена.
| Пластичность бетона | Расход воды, л/м 3 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гравий, мм | Щебень, мм | |||||||
| 10 | 20 | 40 | 80 | 10 | 20 | 40 | 80 | |
| Пластичный | 220 | 205 | 190 | 175 | 235 | 220 | 205 | 190 |
| Средняя пластичность | 210 | 195 | 180 | 165 | 225 | 210 | 195 | 180 |
| Малая пластичность | 200 | 185 | 170 | 155 | 215 | 200 | 185 | 170 |
| Непластичная | 190 | 175 | 160 | 145 | 205 | 190 | 175 | 160 |
Применяемые способы замешивания бетона
В частном строительстве применяют ручной или механизированный способ замешивания бетонной смеси. Приготовление вручную имеет смысл при небольших объемах работ, но если требуется приготовить более 5 м 3 , то лучше арендовать, а то и купить, механическую бетономешалку с электроприводом. При потребности в бетоне более 50 м 3 можно рекомендовать покупать готовый бетон заводского приготовления, поставляемый в автомобильных миксерах.
Замес вручную
Для ручного замешивания потребуется бадья или корыто с невысоким бортом. Первоначально в эту емкость засыпают песок, цемент и перемешивают их до получения серой однородной массы. После этого добавляют воду и делают обычный цементно-песчаный раствор. Далее начинают постепенно добавлять щебень и при необходимости воду до тех пор, пока не получится готовая к укладке смесь.
Использование бетономешалки
При механическом замесе в работающий миксер заливают примерно половину необходимой воды и засыпают половину щебня. Это позволяет сбить со стен остатки цементного раствора, оставшиеся от предыдущего замеса. После этого засыпают весь необходимый цемент, перемешивают 2-3 минуты и добавляют песок. Засыпают остаток щебня и добавляют воды для получения необходимой консистенции состава.
Выгрузку готового бетона необходимо производить полностью в подставленный под бетономешалку поддон. Набирать смесь лопатой из миксера не допустимо.
