Средняя плотность бетона: Плотность бетона на м3 | Таблица плотности легкого и тяжелого бетона – характеристики, типы марок, классификации

Плотность бетона кг/м3 таблица и способы определения

Проектирования сооружений и дорожных покрытий общего, специального назначения подразумевает выбор строительных материалов с оптимальными свойствами. Техническая документация проектов содержит требования к составу с указанием значений основных характеристик: прочность на сжатие, изгиб, растяжение; морозостойкость; водонепроницаемость; истираемость; теплопроводность. Величины показателей зависят от компонентов раствора, уплотненности готового изделия.

Оглавление:

  1. Состав бетона
  2. Что влияет на плотность?
  3. Классификация

Что такое плотность бетона?

Величина массы вещества в объеме 1 м3 – показатель плотности (кг/м3), не путать с удельным весом бетона (кгс/м3 = Н/м3). Бетон – формованный искусственный камень, применяемый в гражданском, промышленном, дорожном строительстве, мебельном производстве (столешницы).

Плотность зависит от рецептуры и процессов, происходящих при смешивании ингредиентов:

  1. Вяжущее – цемент, гипс, известь, полимеры, другие. «Склеивает» зерна, компонент определяет количество воды, необходимое для его максимально полноценного растворения.
  2. Заполнители – песок, керамзит, щебень, вспененные гранулы пенополистирола, металлическая стружка, занимают до 85% объема.
  3. Модифицирующие добавки – органические или неорганические вещества, улучшающие свойства материала, изменяющие скорость застывания.
  4. Вода.
  5. Пигменты – соли, оксиды металлов, органические красители, придающие декоративные качества.

Процессы, проходящие при смешивании компонентов бетонной смеси:

  • Гидратация – взаимодействие вяжущего с водой.
  • Коагуляция – во время перемешивания происходит слипание частиц.
  • Кристаллизация – переход в твердое состояние.

Влияние состава на характеристику

Плотность зависит от таких факторов:

1. При застывании бетона происходят химические реакции, испарение воды, изменяется масса 1 м3. Особое значение имеет соотношение вода/цемент (В/Ц). Жидкость, не вступившая во взаимодействие с вяжущим, оставляет в массиве полости. После испарения воды образуется пористая структура, влияющая на качество материала. Повышение содержания воды ускоряет затвердение, но снижает плотность, прочность.

2. Размер частиц вяжущего – оказывает влияние на скорость процессов при взаимодействии с водой. Чем мельче зерно, тем продуктивнее химическая реакция. Минимизация размеров обеспечивает уменьшение водопотребности, снижение В/Ц и увеличение плотности.

3. Плотность заполнителя – увеличивает массу 1 куба. Например, сталебетон, получаемый на металлической стружке.

4. Размер зерна – влияет на пустотность. В смеси на щебне добавляют песок и керамзит. Пустоты между крупными зернами замещают компонентами мелкой фракции, увеличивая плотность.

5. Модифицирующие добавки – могут регулировать образование воздушных пор, уменьшать показатель В/Ц за счет пластификация состава.

6. Уплотнение раствора – исключение образования воздушных пустот. Способы:

  • Штыкование (ручное)
  • Виброуплотнение.
  • Прессование.
  • Центрифугирование.
  • Вакуумирование.

Классификация бетонов по плотности

Рецептура приготовления раствора рассчитывается с целью получения материала с заданными характеристиками. Классификация, согласно ГОСТ, по значению средней плотности (кг/м3) в сухом состоянии (D):

  • Легкие – D800~D2000.
  • Тяжелые – D2000~D2500.
  • Особо легкие – до D800.
  • Особо тяжелые – более D2500.

Особо легкие бетоны – ячеистые, теплоизоляционные (D200-D500) и конструкционно-теплоизоляционные (D500-D800). Величина пор достигает 1,5 мм. Невесомый заполнитель связывается цементным, гипсовым, известковым, шлаковым, смолосодержащим вяжущим.

Таблица зависимости прочности от средней плотности:

Марка, кг/м3 Класс, марка прочности на сжатие
Керамзит-, шунгизитобетон На стекловидном заполнителе Перлитобетон

Вермикулитобетон

D200  

М3~М5

М3~М5 Х М3~М5
D300 М5~М10
D400 М5~М15 М10~М15
D500 М10~М25 М10-М15 М10~М25
D600 В1~В2.
5
В0.75~В3.5 В2.0; В2.5 Х
D700 В1.5~В3.5 В1~В5 В2.5; В3.5 Х

Чем выше плотность, тем больше значение прочности.

Таблица соответствия марки и класса прочности:

Класс, МПа В7.5 В10 В12.5 В15 В22.5 В25 В30 В35
Марка, кгс/см2 М100 М150 М150 М200 М300 М350 М400 М450

Таблица взаимосвязи теплопроводности и плотности бетона:

Марка Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии
Керамзит-, шунгизитобетон На стекловидном заполнителе Перлитобетон

Вермикулитобетон

D200 0.09~0.1 0.09 Х Х
D300 0. 1~0.11 0.1 Х 0.08
D400 0.11~0.12 0.11 Х 0.09
D500 0.12~0.14 0.12 Х 0.11
D600 0.13~0.16 0.13 0.12 0.14
D700 0.15~0.19 0.15 0.14 0.16

С возрастанием плотности увеличивается теплопроводность, ухудшаются теплоизоляционные свойства.

Легкие – конструкционные бетоны средней плотности D1100~D2000 и тепло-конструкционные (D500- D1600). Применение: наружные стены, плиты ребристые и пустотные, лифтовые шахты.

Таблица зависимости прочности на сжатие и плотности:

Марка, кг/м3 Класс прочности на сжатие
Керамзито-, шунгизитобетон На щебне Перлитобетон
Тепло-конструкционные D500~1000 В0. 75~3.5 Х В2~10
D1100~1600 М100 Х В5-10
 

Конструкционные

D1100~1500 В12.5~30 В2.5~10 В12.5~15
D1600~1700 В15~40 В12.5~25 В15
D1800 В20~40 В20~30 Х
D1900~D2000 В25~40 В22.5~40 Х

Легкие бетоны созданы для уменьшения массы несущих конструкций, используются для ограждающих элементов.

Тяжелые – применяемые для монолитно-каркасной технологии строительства, в качестве покрытия дорог, при возведении гидротехнических сооружений. Заполнитель – щебень, горные породы.

Таблица с характеристиками плотности тяжелого бетона «цемент-песок-вода»:

Класс прочности /марка Плотность раствора, кг/см3 Удобо-уклады-ваемость Морозо-устойчи-вость Водо-непрони-цаемость Рецептура (в кг) для V= 1м3
Песок Цемент Вода Щебень
В15/М200 2400 П2 200 6 900 260 155 1080
В20/М250 2405 П2 200 6 865 300 155 1080
В22. 5/М300 2415 П2 300 8 835 340 155 1080
В25/М350 2420 П2 300 8 800 380 155 1080
В30/М400 2430 П2 300 10 770 420 155 1080

Особо тяжелые – материалы высокой плотности, достигаемой с помощью заполнителя из металлической стружки, чугунной дроби, магнетита, барита. Вяжущее – портландцементы, гипсоглиноземистые смеси. Применение – для сооружений специального назначения, требующих защиты от излучений, воздействия электромагнитных волн. Использование улучшенных компонентов, добавок, технологий позволит получать более качественные, экономически выгодные бетоны, к примеру, порошково-реакционные.


 

Классы бетона по плотности и их особенности

Плотность бетона – один из важных признаков классификации, регламентируемый ГОСТом 25192-2012. Эта величина (D) равна отношению массы бетонной смеси после уплотнения к единице объема. В соответствии со стандартом производители предлагают особо легкие, легкие, тяжелые, особо тяжелые бетоны.

Особо легкие и легкие бетонные смеси

Особо легкие бетоны имеют плотность (D) < 800 кг/м3, легкие – 800 < D < 2000 кг/м3. Эти виды смесей изготавливаются из вяжущего, крупного пористого заполнителя, мелкого плотного или пористого заполнителя. Производство бетонной продукции регламентируется ГОСТом 25820-2014. Легкий бетон может иметь плотную структуру, в которой все поры заполнены мелким заполнителем, или поризованную, без мелкого заполнителя. В качестве крупных пористых заполнителей применяют керамзитовый, аглопоритовый, шунгизитовый, шлакопемзовый, перлитовый, термолитовый щебень или гравий. К особо легким бетонам относятся пено- и газобетоны. Порообразование производится пеной, газом, воздухововлекающими добавками.

Особо легкие бетоны применяются в основном в качестве теплоизоляционного материала. Легкие – выполняют функции конструкционно-теплоизоляционного материала при плотности 500-1400 кг/м3 и конструкционного при плотности 1400-1800 кг/м3. Легкие бетоны востребованы в жилом и индустриальном строительстве при необходимости сочетания высоких теплоизоляционных характеристик с прочностными параметрами.

Тяжелые бетоны: виды и основные характеристики

Плотность – 2000 < D < 2500 кг/м3. Технические условия на эту продукцию определяет ГОСТ 26633-2015. Бетонная смесь изготавливается из плотных заполнителей – крупного и мелкого. Тяжелые бетоны – наиболее распространенный материал, используемый в мало- и многоэтажном жилом и промышленном строительстве. При его изготовлении используют вяжущее (в массовом варианте – портландцемент марок М400 и М500 с минеральными добавками и без них), крупный заполнитель (щебень), мелкий заполнитель (песок) и воду. Разновидность тяжелого бетона – мелкозернистый продукт с плотностью 2000-2500 кг/м3. В его состав входят: вяжущее и плотный мелкий заполнитель.

При строительстве конструкций с высокими требованиями к прочности в качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень.

При выборе гранитного сыпучего материала обращают внимание на класс радиоактивности, поскольку гранит может иметь высокий естественный радиоактивный фон. Меньшие характеристики прочности – у гравийного и известнякового щебня. Высокомарочные бетонные смеси используются для сооружения объектов, эксплуатируемых в тяжелых условиях, при высокой влажности, в контакте с агрессивными средами.

Особо тяжелые бетоны: состав и технические характеристики

Особо тяжелые бетоны имеют плотность свыше 2500 кг/м3. Предназначены для строительства особо опасных и ответственных объектов – атомных электростанций и других предприятий, связанных с радиоактивными веществами.

Изоляционные характеристики бетонного продукта (в общем случае) возрастают с увеличением его плотности.

При производстве особо тяжелых бетонов используют металлические руды:

  • Магнетит (магнитный железняк) – слабокислая руда, плотность которой варьируется в пределах 4500-5000 кг/м3. Бетонная смесь с магнетитом имеет удельный вес примерно 4000 кг/м3.
  • Гепатитовая руда, включающая красный железняк, поднимает плотность бетонного продукта до 3500 кг/м
    3
    .
  • Лимонит (бурый железняк), несмотря на небольшое повышение удельного веса смеси, значительно улучшает защитные свойства конструкции.
  • Барит – наполнитель, изготавливаемый на базе сульфита железа. Бетон с баритом обладает высокой устойчивостью к воздействию воды.

Для создания особо тяжелых бетонов с плотностью выше 5 т/м3 используют чугунную крошку, дробь, крупный лом.

Бетон М-200 (В15)Стоимость бетона М-100 (В7,5)Бетон класса М-150 (В12,5)Бетон М-300 (В22,5) с доставкойБетон М-400 (В30)Бетон марки М-350 (В25)Бетон марки М-300 (В22,5)Бетон М-450 (В35)Бетон для фундамента

свойств бетона? — Плотность бетона |

Свойства бетона? – Плотность бетона

Что такое плотность бетона и объемный вес?

Содержание

Плотность бетона или насыпная плотность или удельный вес бетона – это масса или вес бетона, который требуется для заполнения контейнера определенной единицы объема и определяется следующим уравнением: 93 \)

Плотность бетона определена ниже:

  • Плотность бетона составляет 2400 кг/м 3
  • . Плотность железобетона 2500 кг/м 3

Плотность бетона варьируется от 2400 кг/м 3 до 2600 кг/м 3 для стандартных применений и использования бетона в зданиях, инфраструктуре и других областях.

Нагрузки на плотность бетона, используемые инженерами в обычных расчетных приложениях:

  • плотность бетона = 24 кН/м 3
  • плотность влажного бетона = 26 кН/м 3
  • плотность железобетона = 25 кН /м 3
Эскиз плотности бетона

Что влияет на плотность бетона?

На плотность бетона влияет бетонная смесь, тип используемых заполнителей (плотность заполнителей), и это может либо уменьшить, либо увеличить плотность бетона в зависимости от требований инженера.

Например, бетон низкой плотности используется в зданиях и на участках, где балки/существующая конструкция чувствительна к высоким нагрузкам, чего можно добиться за счет использования в бетонной смеси легких заполнителей.

Бетон высокой плотности используется в больницах, где распространены рентгеновские лучи и вредное излучение, которые можно блокировать за счет использования плотных бетонных стен. Этот тип бетона может быть изготовлен с использованием плотных заполнителей в смеси, но это приведет к большим нагрузкам.

Что такое влажный бетон?

Влажный бетон – это когда бетонная смесь (состоит из цемента, заполнителей, воды и добавок) еще не схватилась или не затвердела и остается в жидком/гидростатическом состоянии. В результате бетонная смесь принимает форму емкости, в которую она помещается до затвердевания.

Важно учитывать гидростатические нагрузки влажного бетона на стенки контейнера. Это приводит к дополнительной нагрузке на стенку и дно любого контейнера, и это необходимо учитывать (нагрузки под высоким давлением могут привести к разрыву стенок и утечке влажного бетона).

Пример 1: Расчет веса блочного фундамента

На плане есть блочный фундамент размером 3 х 3 м, поддерживающий стальную колонну. Глубина фундамента 1,0м. Определить вес фундамента в кг/м 3

Плотность бетона 2500 кг/м 3 для железобетона.

Объем фундамента 3 м x 3 м x 1,0 м = 9 м 3

Следовательно, 2500 кг/м 3 x 9 м 3 = 22500 кг или 22,5 тонны

Лучшие сообщения

О НАС

Моя цель состоит в том, чтобы предоставить студентам университетов, изучающим инженерный курс, эффективный инструмент для проверки знаний.

СОЦИАЛЬНАЯ

Инстаграм Facebook-f Linkedin-in

Взвешивание бетона высокой плотности

Клод Гогуэн, ЧП, LEED AP

При разработке бетонной смеси существует целый «шведский стол», из которого можно выбрать в зависимости от области применения. Инженерам обычно нужен продукт нормального веса, который будет нести тяжелую нагрузку или оставаться на месте, когда он закопан, или они могут предпочесть что-то немного более легкое для подъема больших панелей на место для создания привлекательного фасада здания. Есть много промежуточных вариантов, и некоторые выходят за рамки любой крайности.

Но что, если инженеру нужно что-то очень плотное и очень тяжелое? Зачем кому-то нужен более плотный и тяжелый бетон? Как будет показано в этой статье, рынок бетона высокой плотности (HD) существует, и, похоже, его популярность возрождается.

Зачем использовать бетон высокой плотности?
В большинстве случаев плотный бетон используется для радиационной защиты, когда требуемая толщина стен, сделанных из обычного бетона, может быть уменьшена и, таким образом, увеличено внутреннее рабочее пространство. В 60-х и 70-х годах HD-бетон использовался довольно часто из-за бума строительства атомных электростанций. Он также используется на объектах по разработке ядерного оружия. Бетон с более высокой плотностью стоит дороже, чем обычный бетон, но обеспечивает отличную защиту от вредного излучения благодаря своей массе. Добавьте к этому структурное превосходство бетона, долговечность и более низкую стоимость по сравнению с альтернативами (композитный свинец или стальные экраны), и решение об использовании бетона высокой плотности становится простым. Индустрия строительства атомных электростанций, возможно, не так сильна, как когда-то, но потребность в хранении радиоактивных отходов или материалов все еще существует, и сборный железобетон может удовлетворить эту потребность.

Существует также множество других применений бетона высокого давления, например, в ситуациях, когда требуется большой вес в меньших объемах, таких как балласты для морских трубопроводов, конструкции волноломов или противовесы. Другие области применения включают ослабление звука или вибрации, линейные ускорители и повышенное сопротивление плавучести.

Типичная плотность бетона составляет около 150 фунтов/куб. фут. Легкий бетон может весить всего 95 фунтов/куб. фут. Бетон высокой плотности колеблется от 190 до 260 фунтов/куб. ) могут быть достигнуты, но встречаются редко.

Заполнители: наиболее важный компонент
Ключом к бетону высокой плотности являются заполнители. Поэтому качество и типы заполнителей являются наиболее важными факторами в процессе выбора. Независимо от того, какие типы тяжелых заполнителей выбраны, они должны сначала соответствовать тому же стандарту качества, что и обычные заполнители, такие как ASTM C33, «Стандартная спецификация для бетонных заполнителей». Однако они должны быть чистыми, инертными, свободными от вредных веществ и не содержать заполнителей нормальной плотности.

Форма и размер частиц также должны быть такими же, как и у заполнителей нормальной плотности. Но относительная плотность заполнителей должна быть подходящей для получения желаемой плотности бетона. Нормальная плотность заполнителя составляет около 160 фунтов на кубический фут. Плотность заполнителя высокой плотности находится в диапазоне 270 фунтов на кубический фут. Такие заполнители, как магнетит, ильменит, гематит и барит, использовались в прошлом для диапазонов от низкой до средней массы.1 Для плотности ≥ 250 фунтов/куб. фут можно добавить перфорированное железо или феррофосфор.

Особые производственные вопросы
Процедуры измерения, смешивания, транспортировки и укладки бетона высокой плотности или тяжелого бетона в некоторой степени аналогичны процедурам, используемым в обычном бетонном строительстве, однако во избежание каких-либо проблем необходимы специальные знания и тщательное планирование. Рекомендации по дозированию и пропорциям смеси для бетона высокой плотности можно найти в ACI 211.1-91.2. Все цементы, соответствующие ASTM C150 или ASTM C5953, которые подходят для обычного бетона, также должны быть пригодны для использования в бетоне высокой плотности. Низкощелочной цемент следует использовать, когда в заполнителях присутствуют щелочереактивные компоненты.
Конструкция тяжелого бетона аналогична бетону с нормальным весом, но необходимо учитывать дополнительный собственный вес. Традиционно укладываемый бетон высокой плотности может содержать водопонижающую добавку, отвечающую требованиям ASTM C4944. Воздухововлекающие добавки, как правило, не применяют в бетонах высокой плотности, не подвергающихся замораживанию и оттаиванию, поскольку их применение ведет к снижению плотности бетона. Однако, если бетонные смеси имеют достаточную плотность, чтобы пропустить некоторое количество вовлеченного воздуха, можно реализовать определенные преимущества, в том числе уменьшение утечек, большую удобоукладываемость и более однородный бетон. Имейте в виду, что твердый бетон с высоким содержанием цемента и низким водоцементным отношением может проявлять повышенную ползучесть и усадку.

Существует два основных метода укладки HD бетона. Первый обычно называют методом предварительно размещенного агрегирования. В этом методе заполнители высокой плотности помещаются в форму, и раствор заливается в заполнители, заполняя пустоты. Для целей этой статьи мы будем иметь дело с HD бетоном, укладываемым традиционным способом.

Для смешивания HD бетона можно использовать стандартное смесительное оборудование, хотя сначала следует проконсультироваться с производителем смесителя. Соблюдайте особую осторожность, чтобы не перегрузить оборудование для смешивания и укладки, включая конвейерные ленты. Как правило, допустимый объем замешанного бетона высокой плотности должен быть эквивалентен весу смеси бетона нормальной плотности, а не объему смесительного оборудования.

Опалубку для обычного бетона высокой плотности необходимо тщательно выбирать и проверять, так как она будет подвергаться значительно более высоким нагрузкам, чем аналогичные формы для обычного бетона.

Транспортировка и укладка тяжелого железобетона также аналогична транспортировке и укладке обычного бетона, но его более высокий вес необходимо учитывать с учетом номинальной грузоподъемности транспортных средств, дорог и монтажных кранов. Транспортировка бетона высокой плотности в течение длительных периодов времени может привести к чрезмерному уплотнению или уплотнению.

Склонен к сегрегации
Укладка HD бетона с традиционными смесями подлежит такому же контролю качества, что и бетон нормальной плотности, за исключением того, что он гораздо более подвержен изменениям качества из-за неправильного обращения. Тяжелые заполнители особенно подвержены сегрегации во время укладки. Сегрегация бетона высокой плотности приводит не только к изменению прочности, но, что более важно, сегрегация влияет на плотность бетона. Непостоянная плотность неприемлема для корпусов с радиационной защитой, поскольку плотность напрямую связана с эффективностью экранирующих свойств бетона.

Равномерное уплотнение является ключом к достижению равномерной и оптимальной плотности. В бетоне HD вибраторы имеют меньшую эффективную площадь или радиус действия; поэтому необходимо проявлять большую осторожность, чтобы убедиться, что бетон надлежащим образом уплотнен. Если используются вибраторы стингерного типа, их следует вводить через небольшие промежутки и только на глубину, достаточную для полного перемешивания соседних слоев.

Контроль качества свежесмешанного бетона очень похож на обычный бетон и должен включать испытания удельного веса, температуры, осадки и содержания воздуха, проводимые в соответствии с подходящими методами испытаний ASTM. Испытание на прочность на сжатие может проводиться в соответствии с ASTM C39..5 Допуски на отбраковку HD бетона должны быть установлены в строительных спецификациях, чтобы соответствовать проектным параметрам задействованных конструкций.

Следует избегать использования длинных жестких желобов или отводных труб, так как большая длина сброса может привести к расслоению смеси.