Расчет состава и пропорций тяжелых бетонов

Расчет состава и пропорций тяжелых бетонов

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

• 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

• 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

• 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

• 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.

Сколько цемента, песка и щебня в 1м3 бетона?

Чтобы изготовить бетон, необходимы следующие компоненты:

• Цемент;
• Заполнитель;
• Вода.

Но сколько взять каждого составляющего, чтобы смесь получилась хорошая и единородная? Обычно показатели объема бетона обозначают в кубометрах. И поэтому специалистам обязательно нужно знать точно, сколько цемента, песка и щебня в 1м3 бетона.

На количество используемых материалов влияет марка бетонной смеси. От того какие пропорции и соотношения были использованы, и будет зависеть прочность и технические характеристики полученного бетона.

К примеру, создавая 1 куб М 300, который является самым востребованным, необходимо взять 382 килограмма цемента марки М 400, 705 килограмм крупнозернистого песка, 1080 килограмм щебенки и 220 литров воды.

Как вычислить пропорции?

Существует некоторая схема для определения того сколько в кубе бетона песка, щебня и цемента:

• 1 объемная доля цемента М 400;
• 4,1 доля крупного песка;
• 6,1 доля щебенки.

Чем выше марка бетона, тем меньший удельный вес песка и щебня. Этот показатель характеризует быстроту схватывания бетонной смеси, а уже строители выбирают каким раствором им пользоваться в тех или иных ситуациях.

Соотношение цемента, песка и щебенки в бетоне различных марок:

Знания о данных соотношениях помогут не только узнать, сколько в кубе цемента, песка и щебня, но и без особых усилий замесить необходимое количество бетона высочайшего качества.

Следует помнить еще несколько особенностей изготовления раствора. К примеру, чтобы получился качественный бетон, нужно брать щебенку с маркой в два раза выше, чем марка того материала, который вы желаете получить.

Простой замес бетона

Если вы не стремитесь к заводской точности, и марка бетона не так и важна, то существует очень простой способ заколота. Для этого берется 1 цементная часть, пол части воды, 2 части крупного песка и щебенки 4 части.

Чтобы изготовить 1 кубометр бетона данным способом, вам потребуется 330 килограмм цемента, 180 литров воды, 600 килограмм песка и 1250 килограмм щебенки.

От того в какой последовательности вы заложите указанные выше компоненты в бетоносместитель, будет зависеть качество полученной бетонной смеси.

Сколько нужно на куб бетона цемента, песка и щебня

Эксплуатационные качества бетона зависят от правильности его изготовления, и соблюдения всех технологий. На характеристику изделия оказывают влияние состав бетона, и его однородность.

Составляющие компоненты бетона, и их описание

Бетон имеет вид камня, в котором все компоненты связаны между собой основным материалом – цементом.

Цемент является порошкообразным материалом, в строительстве используют портландцемент, это один из его разновидностей. Его изготавливают путем обжига известняка и глины, при большой температуре, около 1500 градусов. После этого клинкер разбавляют с гипсом и тщательно измельчают. Гипс играет важную роль, он отвечает за быстроту схватывания цемента во время добавления воды.

При приготовлении бетона, добавляют 40 процентов воды от веса цемента, чтобы реакция была завершена полноценно. Но не вся жидкость может вступать в реакцию, её часть образует консистенцию в виде геля, которым заполняются участки между кристаллами, в итоге бетон получается пористым. Если жидкость добавлена с избытком, то между кристаллами становится большое расстояние, и бетон теряет свою прочность.

Бетон можно сделать, не прибегая к применению наполнителя, но он будет давать значительную усадку, и в результате потрескается. Использование наполнителя помогает сэкономить на других компонентах, придает бетону прочность, и устойчивость к промерзанию. Если взять наполнитель на основе известняковой породы, то получается недорогой бетон, который применяется для мелких конструкций, имеющих незначительный вес.

Для того чтобы раствор был подвижным, мог растекаться и заполнять необходимое пространство, нужно добавлять песок. То есть раствор с добавлением песка легко и удобно укладывается. А также чтобы все пустоты были заполнены, а состав принял необходимую форму, при изготовлении бетона добавляют песок в чистом виде.

Все вышеперечисленные компоненты являются обязательными при изготовлении бетона, от этого зависит его прочность, и другие качества.

Какими должны быть компоненты для приготовления бетона?

Цемент отличается маркой, от неё зависят все характеристики прочности бетона в застывшем виде. Чем выше марка материала, тем больше прочность у готовой конструкции.

Щебенка является натуральным размолотым камнем, для его размельчения используют специальные камнедробилки, после чего компонент просеивают через сетки. Размер камней называется фракцией, для изготовления бетона берут от 5 до 20 миллиметров. Самым качественным материалом является гранитный щебень, бетон с добавлением такого материала отличается высокой прочностью, и устойчивостью к изменению температур.

Гравий также можно использовать при изготовлении бетона, вместо щебенки, этот камень имеет природное дробление. По составу этот материал может быть разного рода, поэтому бетон, изготовленный с добавлением гравия, не имеет высокое качество. Если гравий имеет морское или речное происхождение, то его края будут округлыми, это нарушает хорошее сцепление с основным материалом, то есть цементом.

Как посчитать количество ингредиентов (цемента, песка, щебня) в кубе бетона?

Чтобы высчитать, количество в кубе бетона щебенки, цемента и песка, нужно плотность состава, то есть вес одного кубического метра, разделить на сумму всех частей, которые применяют для размешивания. В итоге получает вес одной части, после этого полученное число умножается на количество частей, которые указываются в данном количестве для определенного материала.

Существуют приблизительные показатели плотности для облегчения расчетов:

• марка 100, 150 – 1600 кг/м3;
• марка 200 – 1800 кг/м3;
• марка 250, 300 – 2200 кг/м3;
• марка 400 – 2500 кг/м3.

Марки бетона отличаются по составу и объему веществ, которые входят в его состав. То есть, чтобы сделать кубический метр бетона 100 марки, понадобиться 200 килограмм цемента, а для 400 марки потребуется 360 килограмм цемента.

Самой используемой маркой является 300, для того чтобы изготовить куб раствора, понадобиться 705 килограмм песка, 1080 гравия, 382 цемента М400, и 220 литров чистой воды.

Для получения 100 марки на одну часть цемента берут 4 песка и 6 щебенки. Чтобы получить 150 марку, необходимо взять 3,2 песка и 5 гравия. С помощью таких вычислений легко определяется количество ингредиентов, содержащихся в одном кубе раствора.

При применении цемента М400 или 500, показатель бетона увеличивается, изделие становится прочнее. Если марку необязательно строго выдерживать, то изготовление раствора можно выполнять по стандартной схеме, для этого берут одну часть цемента, 0,5 воды, 4 гравия или щебенки, 2 песка. То есть, чтобы сделать куб бетона, потребуется 180 литров жидкости, 330 килограмм цемента, 600 песка, 1,25 тонны гравия. Какой марки получится бетон, будет зависеть от показателя цемента, чем он выше, тем марка будет больше.

Соотношение компонентов, используемых для разных марок бетона

Бетон различают по маркам, именно этим показателем определяется его прочность. В строительстве возможно использование бетона с различными марками при сооружении как мелких, так и крупных конструкций. Также помимо марки бетона, он отличается по классам, этот показатель измеряется в мПа. От соотношения всех компонентов, применяемых для изготовления бетона, зависит его марка и класс.

1. Марка 100 является более легким бетоном, его используют для сооружения тротуаров, дорожек, и других изделий, которые не поддаются значительной нагрузке, и агрессивному влиянию осадков. Из такого бетона выполняют стяжки внутри здания, чтобы его изготовить, используют один 400 цемент, 4,6 песка и 7 щебенки. При применении основного материала 500 марки, берут другое количество компонентов: 1 на 5,8 и 8,1.
2. Раствор с показателем 150 считается облегченным, его применяют, как и 100 марку, для сооружения дорожек в саду, тротуаров, стяжек, но он также может использоваться в качестве фундамента для легких построек, например, гаража, беседки или сарая. Для изготовления такого бетона берут часть 400 цемента, 3,5 песка, 5,7 щебенки. При использовании 500 цемента, песка должно быть 4,5, а щебенки 6,6.
3. Марку 200 используют для сооружения основания под постройку различных площадок, также из него выполняют подпорные стены, фундамента для легких строений. Для приготовления такого бетона, берут 400 цемент, песок и щебенку: 1 на 2,8 и 4,8. Если применяется 500 цемент, то количество такое: 1*3,5*5,6. Первые три вида бетона являются облегченными, и используются для конструкций с незначительной нагрузкой.
4. Более прочным вариантом считается 250 марка бетона, её используют для выполнения отдельных изделий. Для приготовления такого бетона, берут один 400 цемент, 2,1 песка, и 3,9 щебенки. Если основной материал имеет 500 марку, то количество будет другим: 1 на 2, и 4,5.
5. Материал с показателем 300, является самым используемым в строительстве, из него сооружают отмостки вокруг здания, и изготовления ростверка при выполнении свайного фундамента. Также из такого раствора выполняют ленточный и плиточный фундамент для домов разной этажности и нагрузки. Для изготовления состава, берут такое количество ингредиентов: 1 на 1,9 и 3,7, при использовании цементного материала с показателем 400. Если материал имеет 500 показатель, то количество ингредиентов должно быть таким: 1 на 2,4 и 4,3.
6. Материал с показателем 400 марки является прочным, его используют для сооружения плит фундамента, при возведении многоэтажных построек, таким раствором заливают бассейны, выполняют колонны, и другие конструкции. Чтобы изготовить состав, применяют такое количество ингредиентов: 1 на 1,2 и 2,7, при использовании 400 показателя основного материала. Для 500 цементного показателя: 1 на 1,6 и 3,2.
7. Самый высокий материал имеет 450 марку, бетон с таким показателем не используется в обычном строительстве, так как его цена высокая. Его применяют для постройки специальных сооружений, которые углубляются в землю, например, убежища, различные тоннели или бункера. Для изготовления такого состава, используют такое количество элементов: 1 на 1,1 и 2,5, если основной материал 400. Если основной материал имеет показатель 500, то количество составляющих меняется: 1 на 1,4 и 2,9.

Жидкость в состав используют в количестве по отношению к основному материалу от 0,5 от его веса. Если применяется чрезмерное количество жидкости, то подвижность раствора увеличивается, а его прочность понижается.

В состав бетона входит щебенка, цемент и песок, после перемешивания компонентов, их заливают водой. Цемент является связующим материалом, в производстве бетона активно применяется портландцемент. Для изготовления тяжелого бетона, используют цементы высокой марки от 300 до 500, а в качестве наполнителя берут щебенку или гравий, также добавляют песок и воду. Правильное добавление компонентов помогает получить прочный бетон, который имеет высокий показатель. Расчет каждого компонента, входящего в куб бетона, можно произвести самостоятельно или с помощью специальных таблиц.

Расчет бетона – самостоятельное вычисление необходимого объема

Цементные смеси используются в строительстве повсеместно, даже возведение деревянного дома не обходится без заливки фундамента, и очень важно уметь правильно выполнять расчет бетона.

Насколько важны точные пропорции бетона?

В прошлом для постройки домов широко использовался тесаный известняк, а также, позднее, кирпич из высушенной на солнце либо жженой на огне глины. Но уже в древнем Риме был известен цемент, который применяли для скрепления строительных материалов при возведении храмов и дворцов, а также городских стен. Со временем строительные растворы стали использоваться все шире, в том числе и для заливок, которые для прочности изготавливали из цемента и песка с добавлением гравия или щебня. Именно такой состав и называется бетоном, который не что иное, как искусственный камень.

Классифицируется данный строительный материал по маркам, которые отражают по большей части степени прочности. Сегодня, впрочем, терминология меняется, и среди специалистов все чаще упоминается именно слово «класс» вместо «марка», но оба понятия идентичны и зависят от пропорций смешивания компонентов бетона. К примеру, класс В10 получают, смешав цемент, песок, щебень и воду в долях 1:4:5,5:0,5 на 1 куб. А более высокий класс B15 замешивают следующим образом – 1:3:5:0,5, в приведенной выше последовательности составляющих.

Для индивидуальных строительных работ подходят все растворы бетона, входящие в промежуток между классами B10 и B15, с ними включительно, это соответствует маркам M150-M200.

Определение водоцементного соотношения

Существует не один калькулятор, на основе которого определяется, сколько нужно воды для той или иной марки цемента, однако при решении формул вам неизбежно придется столкнуться с всевозможными графиками. Потому проще обратиться к проверенным сведениям, а также достаточно точным таблицам, из которых можно узнать, каким должно быть водоцементное соотношение для конкретного случая, в считанные минуты.

За основу возьмем факт, что для отвердения цемента необходимо всего ¼ воды от его массы. Остальная влага испаряется по мере набирания прочности заливки, и общее количество воды не должно превышать 60 % от объема цемента. Чем больше останется влаги, не вступившей в контакт с отвердителем раствора, тем больше пор появится при ее испарении и ниже будет прочность, и морозоустойчивость. Исходя из вышесказанного, можно легко узнать, сколько нужно жидкости в среднем для того, чтобы бетон имел достаточное сопротивление на сжатие для использования его в фундаменте частного дома.

Оптимальное количество воды – 50 %, то есть на 200 килограммов цемента заливается 100 литров жидкости, это самое простое предварительное вычисление, которое входит в калькулятор для бетона. Но поскольку среди компонентов есть и заполнители (песок и щебень), зависимость лучше просчитывать с их учетом, и в этом поможет нижеследующая таблица: