Имея практически универсальную сферу применения, бетон нуждается в тщательном контроле за пропорциями в ходе приготовления, любые ошибки приводят к ухудшению его рабочих характеристик и отклонению от ожидаемой марки. Основа – крупнофракционный наполнитель (щебень, гравий или аналогичные сыпучие материалы), песок, вяжущее и вода, нормы расхода и требования к гранулометрическому и химическому составу регламентированы ГОСТ 7473 и СНиП 5.01.23-83.
Пропорции компонентов
Классическое соотношение портландцемента, песка и щебня составляет 1:2:3, что подразумевает, что доля крупнофракционного наполнителя должна быть большей, чем у мелкозернистого. Содержание воды в общей массе не рекомендуют увеличивать свыше 25 %, точное количество в ведрах или литрах зависит от веса цемента. Марка определяется заданным классом бетона, согласно строительным нормам она превышает его вдвое или как минимум не уступает в выдерживаемой прочности на сжатие в МПа. По этой причине большинство разновидностей замешивается на основе портландцементов не ниже М400.
Количество вводимого щебня или гравия определяется объемом приготавливаемого бетона, крупный наполнитель является его костяком и основой. На практике на 1 куб уходит столько же дробленных фракций горных пород или продуктов просеивания, песок и портландцемент заполняют оставшееся пространство. Дозировка воды оказывает влияние на показатели жесткости и удобоукладываемости, отклонение ее в меньшую сторону приводит к неравномерному размешиванию и появлению сухих мест, в большую – к снижению марочной прочности и ускоренному образованию трещин.
Именно пропорция цемента и песка определяет класс будущего состава, в тяжелых и плотных сортах доля вяжущего увеличена до максимальной, и наоборот. Нормы расхода сухих компонентов и воды при замесе 1 куба в зависимости от требуемой марки приведены в таблице:
Приведенные пропорции актуальны только при использовании качественного и свежего цемента, чистого песка без примесей пыли и щебня с заданными нормами размером фракций. При расчете компонентов для замеса в бетономешалке с определенной емкостью основным ориентиром служит масса вяжущего, именно от нее отмеряют все остальные части, включая воду. В связи с этим возникает потребность перевода составляющих в ведра или литры с учетом насыпного веса каждого. При использовании цемента в мешках в пересыпке нет необходимости, в остальных случаях емкости рекомендуется взвешивать.
Средний вес 1 ведра для ПЦ М400 – 15 кг, песка – 19, щебня – 17,5, значительные отклонения от этих значений в большую сторону свидетельствуют об избыточной влажности материала.
В частном строительстве при приготовлении бетона ориентируются на его целевое назначение, для марки М200, признанной универсальной, стандартные соотношения сухих компонентов в ведрах составляют 2:5:9. Доля воды при этом поддерживается на уровне половины объема цемента. Смесь подходит для заливки стяжек, фундаментов, крылечек и аналогичных нагружаемых конструкций. При снижении требований к прочности раствора долю портландцемента уменьшают, при необходимости получения тяжелых видов – увеличивают.
При отсутствии точных данных о заданном классе бетона при расчете количества закупаемых ингредиентов ориентируются на средние нормы расхода на 1 куб – 0,15-0,5 т цемента, 1-1,4 – гравия или щебня, 0,4-0,8 – песка и 0,09-0,2 м3 воды. Точное значение можно найти с помощью таблиц или строительных калькуляторов. Рекомендуемая минимальная величина запаса для вяжущего составляет 5 %, для сыпучих наполнителей – 10-15 %.
Учитываемые требования
Помимо отслеживания выбранных пропорций цемента, песка и щебня и контроля за соотношением В/Ц при самостоятельном приготовлении бетона обращается внимание на:
1. Качество используемых компонентов и их соответствие строительным нормам.
2. Целевое назначение. Смеси для изготовления блоков и мелкоштучных изделий замешивают на основе ПГС и наполнителя с размером зерен не более 20 мм (чаще – меньше), для заливки фундамента – на исключительно высокоплотном щебне или гравии средней фракции, для формирования дорожного основания – с засыпкой частиц в пределах 20-40 и 40-70 мм.
3. Способ замеса. При необходимости получения большого количества задействование бетономешалки обязательно.
4. Требуемый объем порций и возможность их выработки в течение 0,5-2 ч. По истечении этого срока бетон расходовать нельзя, остатки также непригодны.
5. Сезон ведения работ и среднесуточную температуру воздуха. Оптимальные результаты достигаются в теплое время года (от +5 до +30 °С), холод или жара отрицательно влияют на характеристики цементосодержащих растворов. Соответственно, для снижения рисков вводят либо ускорители твердения и противоморозные присадки, либо воздухововлекающие добавки.
6. Потребность в улучшении рабочих параметров смеси, в свою очередь зависящую от ожидаемых нагрузок на конструкцию (вибраций, повышенного напора грунтовых вод, агрессивных сред). В ряде случаев засыпки самого качественного портландцемента и наполнителя недостаточно, прочность или стойкость к внешним воздействиям корректируются путем добавления металлической или полимерной фибры и модификаторов.
7. Густоту армирования бетонируемых конструкций, оказывающую прямое влияние на выбираемый размер фракций и допустимость ввода присадок, вызывающих коррозию.
Рекомендации
Наиболее сильное влияние на характеристики смеси оказывает качество компонентов. При покупке цемента помимо марочной прочности обращается внимание на его активность, насыпной вес и временной интервал схватывания, в случае инертного наполнителя – на размер и форму зерен, влажность и чистоту состава. В отношении щебня также учитывается лещадность, отражающая долю игольчатых или пластинчатых частиц.
При высоких требованиях к выдерживаемой бетоном весовой нагрузки предпочтение отдается вариантам с большим содержанием кубовидных зерен. Вода в раствор вводится без примесей, исключение делается лишь при необходимости разбавления в ней модификаторов.
