Готовый бетон (товарный) является подвижной смесью, в состав которой входят четыре компонента, смешиваемые в определенных количествах: вода, песок, щебень и цемент.
Ориентировочный баланс составляющих для приготовления жидкого бетона выглядит следующим образом: 1 часть – цемент, 4 части – щебень, 2 части – песок и 1/2 части - вода.
Пример весового соотношения: на 330 кг цемента потребуется 1250 кг щебня, 600 кг песка и 180 литров воды.
Приведенные цифры являются условными, фактически количество смешиваемых компонентов зависит от необходимой марки бетона, характеристик песка и щебня, марки цемента, применения пластификаторов и т.п.
Для примера можно упомянуть, что если используемый цемент маркируется как М400, то бетонная смесь будет обозначена М250, а при наличии в составе цемента М500 бетон обозначается как М350 (цифры также приведены условно). При серийном производстве бетона учитываются несколько десятков параметров.
Главными составляющими бетона являются вода и цемент, связывающие все элементы смеси в единое целое. Основная задача в производстве бетона – соблюдение необходимого соотношения базовых компонентов, причем речь идет не только о количестве. При изготовлении бетонной смеси учитываются все нюансы, влажность песка и щебня, уровень влагопоглощения и т.д.
При взаимодействии с водой цемент схватывается и твердеет. В результате образуется камень, который в ходе данного процесса усаживается (объем усадки – до 2 мм на 1 метр). На первый взгляд – не так уж много, хотя при неравномерном распределении усадочных процессов в цементном камне могут возникнуть внутренние напряжения, а через некоторое время – небольшие трещины. Эти дефекты значительно снижают прочность камня.
Для уменьшения деформации в состав смеси добавляются крупные и мелкие заполнители, каковыми являются щебень и песок. Данным ингредиенты предназначены для создания единой структуры, воспринимающей усадочные напряжения.
Кроме того, использование заполнителей увеличивает показатель упругости бетона и его прочность, а также снижает ползучесть (необратимая деформация при длительной нагрузке). Заполнители существенно уменьшают стоимость конечного продукта, так как цемент является более дорогим строительным материалом, нежели щебень и песок.
Основные компоненты, входящие в состав бетона
1. Вода
Предполагается, что в процессе изготовления бетонной смеси будет использована чистая вода. Использование воды дождевой, жирной, с содержанием масла либо иных химических примесей нежелательно. В состав ответственного бетона (железобетонные перекрытия, несущие конструкции) должна входить чистая водопроводная вода.
2. Цемент
Самая общеупотребительная марка цемента – М400. Большинство изготовителей выпускают цемент одной маркировки, но – разного качества. Чаще всего в состав бетона входит балаклеевский цемент М400 ШПЦ ӏӏ/Б-Ш-400 или амвросиевский ПЦ ӏӏ/Б-Ш-400.
3. Щебень
Прочность щебня должна в два раза превышать расчетную марку бетона. Данное требование обусловлено тем, что проектная марка бетона (которая набирается за 28 суток) всегда меньше, чем его действительная прочность, которая будет набрана через год. В то же время прочность щебня не увеличивается, так как структура камня остается неизменной. Для «уравнения в правах» и выполняется подобная нивелировка, хотя означенный запас прочности не оговаривается в проектном задании.
Основные виды щебня для бетона:
- Известняк – средний запас прочности от 500 до 600. Отдельные виды известняка (с запасом прочности до 800) могут быть использованы для приготовления бетона М350, хотя из-за низкой морозоустойчивости известняк в основном входит в состав бетонных смесей М100-М300.
- Гравий. Прочность – от 800 до 1000, пригоден для изготовления бетона М450, является самым распространенным видом наполнителя. Гравию свойственны все параметры, необходимые для получения самых распространенных бетонных смесей. Материал достаточно дешев, отличается пониженным радиационным фоном.
- Гранит – самый прочный компонент из вышеперечисленных. Дополнительные преимущества – высокая прочность (1400), низкая водопоглощаемость и повышенная морозоустойчивость.
4. Песок
Самый лучший строительный песок – карьерный. Это объясняется тем, что песчинки из карьера имеют неправильную форму, что увеличивает площадь сцепления. Главный недостаток карьерного песка – присутствие в нем глины, которую удаляют посредством намывки.
Морской или речной песок «отполирован» водой, а потому поверхность песчинок очень гладкая.
Таблица 1. Состав и пропорции бетона марок М100 - М450 из цемента М400
| Марка используемого цемента | Массовый состав*, кг | Объемный состав*, л |
|---|---|---|
| Бетон М100 | 1 : 4,6 : 7,0 | 1 : 4,1 : 6,1 |
| Бетон М150 | 1 : 3,5 : 5,7 | 1 : 3,2 : 5,0 |
| Бетон М200 | 1 : 2,8 : 4,8 | 1 : 2,5 : 4,2 |
| Бетон М250 | 1 : 2,1 : 3,9 | 1 : 1,9 : 3,4 |
| Бетон М300 | 1 : 1,9 : 3,7 | 1 : 1,7 : 3,2 |
| Бетон М400 | 1 : 1,2 : 2,7 | 1 : 1,1 : 2,4 |
| Бетон М450 | 1 : 1,1 : 2,5 | 1 : 1,0 : 2,2 |
* Значения приведены в порядке - цемент : песок : щебень
Таблица 2. Состав и пропорции бетона марок М100 - М450 из цемента М500
| Марка используемого цемента | Массовый состав*, кг | Объемный состав*, л |
|---|---|---|
| Бетон М100 | 1 : 5,8 : 8,1 | 1 : 5,3 : 7,1 |
| Бетон М150 | 1 : 4,5 : 6,6 | 1 : 4,0 : 5,8 |
| Бетон М200 | 1 : 3,5 : 5,6 | 1 : 3,2 : 4,9 |
| Бетон М250 | 1 : 2,6 : 4,5 | 1 : 2,4 : 3,9 |
| Бетон М300 | 1 : 2,4 : 4,3 | 1 : 2,2 : 3,7 |
| Бетон М400 | 1 : 1,6 : 3,2 | 1 : 1,4 : 2,8 |
| Бетон М450 | 1 : 1,4 : 2,9 | 1 : 1,2 : 2,5 |
* Значения приведены в порядке - цемент : песок : щебень