Водоцементное соотношение

  Для затворения бетонной смеси применяют обычную водопроводную питьевую воду, а также природную очищенную воду, не содержащую вредных примесей (сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахар и др.), препятствующих нормальному схватыванию и твердению бетона. Использовать промышленные, сточные и болотные воды для затворения и поливки бетона не рекомендуется. Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента (водоцементное соотношение — обозначается «В/Ц»=масса воды / масса цемента) — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Цемент реагирует лишь с четвертью массы воды от своей собственной массы, потому, теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц=0,2.

Однако, у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц=0,3-0,75. Избыточная вода, не вступившая в химическую реакцию с цементом, остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров или испаряется, оставляя воздушные поры. Все эти виды пор ослабляют бетон. Чем больше будет воды в бетонной смеси, тем больше будет пористость и меньше прочность бетона. Для увеличения морозостойкости рекомендуется водоцементное соотношение не больше 0,6 или 0,5 (25 литров воды на 50 кг цемента). 

   Для бетонных изделий, работающих в особо тяжелых условиях (тротуарная плитка), водоцементное число назначают равным 0,4. Максимальное водоцементное число для бетонной смеси, используемой для бетонирования фундаментов, составляет 0,75.
    Водоцементное соотношение влияет на пористость (плотность) бетона и, соответственно,  на водопроницаемость бетона. Так бетон марки W4 (нормальной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,6, бетон марки W6 (пониженной проницаемости) готовится при водоцементном соотношении 0,55, а бетон марки W-8 (особо низкой проницаемости) – при водоцементном соотношении 0,45.

   Наличие достаточного количества воды при наборе бетоном прочности в процессе гидратации обеспечивает морозостойкость бетона. Поэтому так важен правильный уход за бетоном, о котором я ещё напишу. Бетон, гидратирующийся в условиях достаточного количества воды при поливке и укрытии его полиэтиленовой пленкой, имеет гораздо большую морозостойкость и прочность, по сравнению с бетоном, который быстро высох.  Прочность неукрытого бетона в первые 10-12 часов гидратации может понизиться в 3 раза по сравнению с укрытым бетоном. При быстром высыхании бетона в ранний период возникают также значительные деформации усадки и появляются микротрещины.

   Но не всё так просто и линейно — меньше воды и всё хорошо — нет! При меньшем количестве воды в бетонной смеси бетон быстрее набирает прочность, особенно в первые дни твердения. Однако в дальнейшем, на сроке в три месяца и на сроке в один год, бетон с меньшим водоцементным соотношением будет иметь меньшую прочность. 

     Распространенной ошибкой при «домашнем» производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение!  Для сохранения удобоукладываемости и подвижности бетонной смеси при нормальном В/Ц используют пластификаторы, о них я расскажу в статье о химических добавках.

Нормальными условиями твердения бетона считают температуру 15-20 °С при влажности 90-100%. 

Качество воды для затворения бетонных смесей для армированных бетонных фундаментов нормируется ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия»: 

• Содержание в воде органических поверхностно-активных веществ, сахаров или фенолов, каждого, не должно быть более 10 мг/л.

• Вода не должна содержать пленки нефтепродуктов, жиров, масел, в ней не должно быть окрашивающих примесей.

• Окисляемость воды не должна быть более 15 мг/л, а рН должен быть не менее 4 и не более 12,5.

• Максимальное содержание растворимых солей должно быть не более 5000 мг/л, взвешенных частиц не более 200 мг/л, ионов SO4-2 не более 2700 мг/л, ионов Cl-1 не более 1200 мг/л.

как изменяются свойства бетона от его состава

Самостоятельное приготовление бетона стало обычной практикой при строительстве любых объектов частной собственности. Но расчёт состава бетона и определение его стоимости как конечного продукта, сопряжено с привязкой к конкретному объекту. Единые и общие стандарты пропорций бетонной смеси слишком сильно усредняют требования к прочности готовой конструкции. 

Состав бетона

Любые расчёты состава бетонной смеси начинаются от классических параметров определённых в СНиП. Пропорции 1:3:5:0,5 / цемент: песок: щебень: вода, задают общее соотношение компонентов. В зависимости от их характеристик, качества и происхождения, изменяется не только соотношение составных частей бетона, но и многие другие параметры готового изделия.

Цемент

Практически всегда в частном строительстве используется портландцемент М400 и М500. В зависимости от наличия добавок, к названию добавляется индекс Д с цифрой, которая обозначает объёмное содержание добавок, например:

·        Д0 – ноль добавок;

·        Д10 – 10% добавок;

·        Д20 – 20% добавок и т.п.

Наличие в цементе добавок введённых производителем, гарантирует достижение заявленных свойств при соблюдении условий изготовления бетона и соблюдении технологического режима.

На марку готового бетона влияет и условия хранения цемента. Дело в том, что цемент чрезвычайно гигроскопичное вещество, он очень хорошо усваивает влагу из воздуха. Даже при хранении в заводской упаковке, марка цемента снижается приблизительно на 50 единиц через 1 месяц после выпуска. Например, если портландцемент М500 был выпущен в марте, то:

·        в мае его следует считать как цемент М400;

·        в июле уже М300;

·        в августе М250;

·        в ноябре М100.

Портландцемент после длительного хранения не используется на ответственных объектах, но им можно разбавлять свежий цемент, или вводить модифицирующие добавки которые позволят его использовать для менее важных работ. 

Песок

Чистота песка и его калибр оказывают прямое влияние на состав смеси и прочность готового бетона. Песок делится, прежде всего, по чистоте, и главное требование – исключить из его состава глинистые вкрапления и пыль. Эти два компонента нарушают целостность цементного кристаллогидрата, и тем самым чрезвычайно резко снижают его прочность.

Поэтому самым лучшим считается речной песок, калибром 2-5 мм. Дело в том, что частицы речного песка в процессе формирования получают округлую (окатанную) форму. Она лучше заполняет пустоты и способствует более прочному сцеплению всех компонентов в готовом бетоне.

Щебень

Для этого компонента бетона важным параметром является лещадность и средний размер зерна (калибр или фракция). Правильно сделать бетон можно только с учётом этих параметров. Ведь размер зерна определяет целевое назначение бетонной смеси:

·        Крупный щебень, калибром до 70 мм, используют в масштабных бетонных отливках, например монолитных фундаментах, бутовых опорах и т.п.

·        Средний щебень, калибром от 20 до 40 мм, применяется во всех без исключения бетонах, как универсальный.

·        Мелкий щебень, фракцией от 5 до 20 мм, находит применение в наиболее ответственных изделиях из бетона. Он повышает расход остальных компонентов и повышает цену строительства, но зато максимально увеличивает прочность бетонных конструкций.  

Лещадность, характеризует щебень относительно формы его частиц. Чем больше в щебне плоских и игловидных зёрен, тем больше его лещадность. Идеальной формой щебня для любых бетонов является кубическая. Она минимизирует расход цемента, так как уменьшает количество пустот внутри бетонной конструкции после заливки, давая меньшую усадку.

Вода

Разумеется это обычная чистая вода, но определяющим фактором по отношению к марке бетона является водоцементное соотношение. Дело в том, что вода для бетона является реактивом, который запускает химический процесс образования кристаллогидратов. Это сложные химические соединения, которые формируют цементный камень.

Для прохождения химической реакции образования кристаллогидрата в лабораторных условиях, достаточно всего 20% воды к массе цемента. Но бетонный раствор с таким низким водоцементным соотношением очень неудобен при работе, он вязкий, непластичный, плохо заполняет пустоты и слишком быстро схватывается. Поэтому на практике используется более высокое водоцементное соотношение, от 30 до 50%, относительно цемента.

Дополнительные присадки в бетон

Кроме стандартных компонентов бетонной смеси, в них добавляют присадки, повышающие как рабочие характеристики раствора, так и эксплуатационные параметры готового изделия. Их можно разделить на четыре больших группы:

1.     Противоморозные;

Они расширяют диапазон температур, при которых можно отливать бетонные изделия. Причина в том, что химическая реакция образования цементного камня, требует проведения работ при температуре не ниже +5˚C. Если температура снижается до -10˚C, то вода может замёрзнуть, и бетон получится очень непрочным.

Ведение противоморозных добавок также повышает скорость набора прочности. Например, при заливке пола бетоном с противоморозной добавкой, ходить по его поверхности можно уже через 24 часа, даже если температура воздуха не превышает -5˚C.

2.     Гидроизоляционные;

Эти вещества вводимые в бетонный раствор повышают сопротивление готового изделия разрушающему действию воды и снижают его водопроницаемость. В промышленных масштабах, гидроизоляционные добавки используют при возведении портовых сооружений, подошв и опор мостов через реки. В частном секторе, гидроизолирующие добавки выгодно повышают характеристики бетона при их введении в состав фундамента.

Если ленточный фундамент закладывается на глубину, не превышающую уровень промерзания грунта в конкретном регионе, то кроме внешних работ по его гидроизоляции, добавление гидрофобных присадок может на порядок повысить защиту дома от проникновения грунтовых вод в подвальные помещения.

3.     Ускорители и замедлители схватывания бетона;

Замедлители чаще всего добавляют производители на заводе, в том случае, если готовый бетонный раствор требуется перевезти на большое расстояние. Ускорители схватывания нашли большее применение в частном секторе при отливке конструкций внутри деревянных опалубок собранных своими руками.

Вводятся эти присадки в очень малом объёме, но дают заметный эффект. Например при заливке мелкозаглубленного ленточного фундамента для теплицы, не требуется слишком большая прочность, однако желательно добиться максимально быстрого схватывания бетона. Поэтому вводя ускоритель застывания бетона, фундамент под теплицу может использоваться уже через 3-5 дней после заливки. Но полную конструкционную прочность он будет набирать ещё 2-3 недели (а зависимости от размера ленты).

4.     Повышающие прочность;

В отличии от остальных присадок, которые являются химическими веществами и вступают в прямую реакцию с компонентами цемента, добавки повышающие прочность это нерастворимые ингредиенты. Они применяются для дисперсного армирования бетонного изделия. Для таких целей используют фибру.

Фибра, это чрезвычайно тонкое волокно из стали, базальта или полипропилена.  

Онлайн калькулятор расчёта состава бетона

Для того чтобы рассчитать сколько нужно цемента для приготовления определённого объёма бетона, требуется оперировать такой важной категорией как насыпная плотность. Причём в данном вопросе насыпная плотность относится ко всем ингредиентам бетона: щебню, песку и цементу.

Стоимость бетона лучше всего определять только по цене самих компонентов. Работы по отмериванию точного количества ингредиентов, их смешиванию и доставке готового бетона на место использования, обладают высокой субъективностью оценки, и могут серьёзно исказить фактические сведения о цене бетона.

Бутобетон. Водоцементное отношение.

Что такое бетон?

Бетон — искусственный камень, образующийся в результате химических реакций, происходящих в смеси цемента, наполнителей и воды.

Сколько дней длится процесс отвердевания (схватывания) бетона?

Наиболее интенсивно химические реакции в бетонной смеси происходят в течение первых семи суток. Окончательное схватывание — процесс очень длительный, считается, что требуемую прочность бетон набирает за 28 суток. После окончания этого периода скорость набора прочности резко замедляется.

Что такое марка бетона?

Марка бетона — цифра, соответствующая пределу прочности на сжатие бетонного куба 28-суточной выдержки со стороной 20 см, выраженная в кг/см2.

Как приблизительно определить марку бетона?

С помощью молотка и зубила. Если под ударом молотка весом 300-400 г зубило вбивается в бетон не более чем на 5 мм, прочность бетона соответствует марке 75-100, больше чем на 5 мм — прочность бетона менее 75. Если зубило «не идет» и откалывает от бетона мелкие кусочки, прочность такого бетона — не менее 150-200 кг/см2.

Какую марку цемента выбрать для бетона?

Цифры в маркировке цемента (например, М300, ПЦ500) характеризуют прочность изделий из него. Марку цемента выбирают, исходя из необходимой прочности (марки) бетона. Общее правило: для бетонов марки до 300 выбирают цементы, значение марки которых в 2,5-3 раза выше; для бетонов более высоких марок соотношение снижается до 1-1,5. Практически используемые соотношения марок бетона и цемента приведены в таблице 1.

Таблица 1. Соответствие марок требуемого бетона и используемого цемента

Марка бетона	100	150	200-300	400	500
Марка цемента	300	300-400	400-500	400-600	500-600

Как правильно хранить цемент?

Срок хранения цемента ограничен, ввиду его способности впитывать влагу из воздуха. Поэтому для увеличения срока хранения цемент надо хранить в сухом помещении без сквозняков в заводской упаковочной таре, дополнительно укутанной несколькими слоями воздухонепроницаемой (полиэтиленовой) пленки. Цементы разных марок не следует держать вместе. При соблюдении этих условий цемент без значительной потери свойств можно хранить до полутора-двух лет.

Как определить, не ухудшились ли свойства цемента после длительного хранения?

Сжатый в кулак цемент хорошего качества должен «вытекать» сквозь пальцы. Оставшийся в кулаке рыхлый комок свидетельствует о потере части активности цемента. В дачном строительстве его еще можно использовать, но расход целесообразно увеличить примерно в полтора раза.

Какие наполнители используются в бетонах?

Разные, от древесных опилок до керамзита. Классические наполнители — песок, гравий, щебень.

Какой песок можно использовать для замеса бетона?

Чистый — без мусора, пыли, остатков растений, глины и суглинков. Содержание всех глинистых и илистых частиц в песке для обычного бетона не должно превышать 5%. Тонкий песок с диаметром песчинок менее 1,2 мм малопригоден.

Как определить пригодность песка для бетонной смеси в домашних условиях?

Наберите в бутылку или другую емкость 200 мл песка. Залейте его водой и хорошо взболтайте. После отстаивания в течение 1,5-2 минут слейте воду. Повторите процедуру несколько раз до тех пор, пока сливаемая вода не будет чистой. Если после этого в емкости осталось более 185-190 мл песка, такой наполнитель годится для замешивания бетона.

Какие максимальные размеры частиц наполнителей можно использовать в бетоне?

В любом случае размер частиц наполнителя (щебень, гравий) не должен превышать 120 мм (150 мм для бутобетона). Общее правило по определению пригодности наполнителя по наибольшему размеру частиц — он не должен превышать 1/3 минимального размера конструкции и 3/4 от расстояния между прутьями арматуры.

Что такое бутобетон?

После замеса раствора в процессе заливки в опалубку часто укладывают крупные камни, обломки кирпича или строительных блоков с целью экономии материала. Такой бетон называют бутобетоном.

Какую воду можно применять для замеса бетона?

Воду, пригодную (в сыром виде или после кипячения) для питья.

Что такое водоцементное отношение?

Водоцементное отношение В/Ц — это пропорция веса цемента и воды, используемая для приготовления бетонной смеси. Наряду с маркой цемента В/Ц определяет марку бетона, его прочность. Практические значения водоцементного отношения для бетонной смеси на основе гравия приведены в таблице 2. При использовании щебня значения В/Ц из таблицы следует увеличить на 0,05.

Таблица 2. Значения В/Ц для различных марок цементов и бетонных смесей на гравии

Марка бетона	100	150	200	250	300	400
Марка цемента
300	0,75	0,65	0,55	0,50	0,40	—
400	0,85	0,75	0,63	0,56	0,50	0,40
500	—	0,85	0,71	0,64	0,60	0,46
600	—	0,95	0,75	0,68	0,63	0,50

Сколько воды требует приготовление бетонной смеси?

От количества воды в смеси зависит ее пластичность и прочность бетона после застывания. При определении необходимого количества воды следует ориентироваться на жесткие бетоны с минимальной пластичностью, так как при неудобстве в работе добавить воду в смесь всегда легче, чем добавлять цемент и наполнители. Внешний признак жесткого бетона — бугорок смеси на лопате сохраняет форму и не расползается. Использование наполнителей с мелкой фракцией требует большего расхода воды.

Как определить количество ингредиентов для замеса бетона?

В дачном строительстве часто используемый вариант бетонных смесей — 1/3/5, что означает, что на каждый килограмм цемента требуется ввести в смесь 3 кг песка и 5 кг гравия или щебня.

Исходные данные для расчета бетонной смеси — вид наполнителя, марка имеющегося цемента, требуемая прочность бетона. При расчете пригодятся данные, приведенные в таблицах 1-3. Предположим, требуется бетон марки М200, вналичии есть цемент М400 и крупный гравий с размером зерна 40 мм.

Водоцементное отношение В/Ц для цемента М400 — 0,63 (табл. 2). В таблице 3 находим, что для бетона с гравийным наполнителем 40 мм потребуется 155 л воды на кубометр смеси. По значению В/Ц определяем вес цемента 155/0,63=246 кг.

Исходя из принятого соотношения ингредиентов (1/3/5) вычисляем, что для приготовления одного кубометра бетонной смеси кроме цемента потребуется 738 кг песка и 1230 кг крупного гравия.

Как осуществляется приготовление бетонной смеси?

Для начала цемент тщательно перемешивают с песком, после этого смесь слегка (!) смачивают водой,снова перемешивают и вводят гравий или щебень, постепенно и понемногу добавляя требуемое количество воды. Воду лить следует крайне осторожно; момент, когда ее становится много, наступает неожиданно, поэтому добавлять воду можно только маленькими порциями. Количество воды, приведенное в таблице 3 — не конечные идеальные значения. На практике воды может понадобиться больше или меньше в зависимости от влажности ингредиентов.

В древности бетонные смеси готовили, перемешивая ингредиенты вручную. Это очень кропотливый и трудоемкий процесс. Дачнику ручное смешивание можно рекомендовать только в случае малых объемов работы и их редкой периодичности во времени. В любом случае, использование бетономешалки предпочтительнеее, так как происходит сокращение трудозатрат и улучшается качество смешивания составляющих, от которого напрямую зависит прочность бетона и его долговечность.

Как правильно заливать опалубку?

Основная трудность при заливке опалубки — уплотнение бетонной смеси. Наличие пустот снижает прочность. Чтобы заполнить все пустоты, применяют электрические вибраторы. При их отсутствии бетон в опалубку заливают слоями 10-15 см, тщательно уплотняя каждый слой штыкованием металлическим штырем или деревянной палкой, а также несильным, но частым постукиванием по опалубке деревянной колотушкой.

Статьи — Метод вибропрессования

 

Так что же такое жесткая бетонная смесь? Начнем с того, что же такое бетон? Бетон это искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок.

Смесь указанных компонентов до начала ее затвердения называют бетонной смесью. Вяжущее вещество и вода – активные составляющие бетона. В результате химического взаимодействия между ними образуется новое соединение в виде клейкого теста (цементное тесто, цементное молоко), которое обволакивает тонким слоем зерна мелкого и крупного заполнителя, а затем со временем затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень – бетон.

 Заполнители (песок, щебень, гравий и т.д.) занимают до 80…85% объема бетона и образуют его жесткий скелет, препятствующий усадке. Применяя заполнители с различными свойствами, можно получать бетоны с разнообразными физико-механическими показателями, например легкие, тяжелые, жароупорные и пр. Таким образом, бетон, до начала его твердения – это бетонная смесь — рационально подобранные и тщательно перемешанные минеральное вяжущее (цемент), вода, заполнитель и в необходимых случаях добавки (пластификаторы и ускорители твердения). Как и всякое вещество, бетонная смесь обладает различными физико-механическими и химическими свойствами, которые в значительной мере предопределяют качество и свойства получаемого из неё бетона.

Остановимся на некоторых из них. Удобоукладываемость — характеризует способность бетонной смеси заполнять форму бетонируемого изделия и уплотняться в ней под действием силы тяжести или в результате внешних механических воздействий. Это свойство бетонной смеси оценивают подвижностью или жесткостью. Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от ряда факторов: вида цемента, количества воды и цементного теста, крупности и формы зерен заполнителей, содержания песка.

Бетонные смеси одного и того же состава, но приготовленные на разных цементах имеют различную удобоукладываемость, что объясняется различной водопотребностью цемента. Например, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент по сравнению с портландцементом обладают большей водопотребностью, а приготовленные на них бетонные смеси оказываются более жесткими. Подвижность- способность бетонной смеси растекаться под действием собственного веса. Степень подвижности бетонной смеси П оценивают величиной осадки (в см) конуса, сформованного из данной смеси.

Подвижность бетонной смеси определяют на стандартном конусе (высота – 300 мм, диаметр основания – 200 мм, диаметр вершины – 100 мм). Величину осадки конуса (ОК) измеряют линейкой. Чем больше осадка конуса, тем более подвижна бетонная смесь. Практически все, кто когда-либо  сталкивался с применением бетона в быту, работали с подвижными (жидкими) бетонными смесями, которые легко заполняют даже самую сложную опалубку. Однако прежде чем снять опалубку необходимо какое-то время для того, чтобы бетон затвердел. При изготовлении камней методом вибропрессование на вибропресс, использование подвижных бетонных смесей становиться невозможным из-за того, что сразу после завершения процесса уплотнения (виброуплотнения) снимается с изделия форма тротуарной плитки.

Жесткость бетонной смеси — способность ее растекаться и заполнять форму под действием вибрации. Показатель жесткости определяют на приборе, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 240 мм и высотой 200 мм. Цилиндр устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку. Затем в цилиндр вставляют стандартный конус и заполняют его бетонной смесью так же, как и при определении подвижности. После этого конус снимают и на бетонную смесь опускают стальной диск. Включив виброплощадку, вибрируют смесь до тех пор, пока цементное тесто не начнет выделяться из двух отверстий диска. В этот момент вибратор выключают. Время, необходимое для уплотнения смеси в приборе, называют показателем жесткости бетонной смеси (Ж) и выражают в секундах.

Для жесткой бетонной смеси нет нужды устанавливать выдержку между уплотнением и съемом опалубки, сразу после уплотнения опалубка снимается, а изделие сохраняет свою форму и может транспортироваться (с соблюдением некоторых мер предосторожности).

Изготовление тротуарной плитки (вибропрессование) использует бетонные смеси марки Ж3, Ж4, СЖ1. Связность — способность бетонной смеси сохранять однородную структуру, т.е. не расслаиваться в процессе транспортирования, укладки и уплотнения. В результате уплотнения частицы, составляющие смесь, сближаются, а часть воды как наиболее легкого компонента отжимается вверх, образуя капиллярные ходы и полости под зернами крупного заполнителя.

 Крупный заполнитель, плотность которого отличается от плотности растворной части (смеси цемента, песка и воды), также перемещается в бетонной смеси. Если заполнитель плотный и тяжелый, например гранитный щебень, частицы его оседают, пористые легкие заполнители – керамзит, аглопорит – всплывают. Все это ухудшает структуру бетона, делает его неоднородным, увеличивает водопроницаемость и снижает морозостойкость. Чтобы повысить связность и предотвратить расслоение бетонной смеси, необходимо правильно назначать количество мелкого заполнителя в составе бетона, а также сокращать расход воды затворения, используя пластифицирующие добавки. Свойства бетона — к основным свойствам бетона относят прочность, плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, усадку, расширение и т.д.

 Прочность при сжатии — основной показатель механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов – кубов размером 150х150х150 или готовых изделий (камней), изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях.

По пределу прочности на сжатие для стеновых камней установлены следующие марки: М25, М35, М50, М75, М100, М125, М150, М200, для тротуарных плит следующие классы: В22,5, В25, В30, В35. Цифры в обозначении марки соответствуют пределу прочности бетона на сжатие, измеренному в кг/см², а цифры в обозначении класса соответствуют пределу прочности бетона на сжатие измеренному в МПа.

Прочность бетона при сжатии зависит от активности цемента (марки прочности), соотношения массы воды и цемента, прочности и качества заполнителей, их зер-нового состава, длительности твердения, температуры и влажности окружающей среды и др. Основные факторы, влияющие на прочность бетона, — активность цемента и соотношение массы воды и цемента в составе бетонной смеси (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение – Ц/В). На прочность бетона определенное влияние оказывает и зерновой состав заполнителей.

 Наиболее прочные бетоны получают, используя заполнитель с крупными зернами. Зерна крупного заполнителя должны быть достаточно прочными и иметь шероховатую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление цементного камня с заполнителем. Прочность бетона зависит и от правильного перемешивания его составляющих в смесителе, когда все зерна заполнителя полностью покрыты слоем цементного теста. Значительное влияние на прочность бетона оказывает степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 10 суток прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 суткам замедляется и, наконец, в возрасте свыше 1 года постепенно затухает. Например, бетонные образцы при хранении в нормальных условиях в 7 суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60…70% от 28 суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 суток, 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150, 175 и 200% марочной прочности.

Большое влияние на скорость нарастания прочности бетона оказывает температура окружающей среды. При 70…85 С⁰ в атмосфере насыщенного пара (в пропарочной камере) бетоны через 10…12 часов набирают прочность 60…70% марочной. При низких положительных температурах (5…7 С⁰) окружающего воздуха скорость нарастания прочности бетона замедляется, а при температуре ниже 0 С⁰ твердение бетона прекращается. Плотность — обычный бетон не является однородным монолитным материалом. В нем всегда имеются поры, образовавшиеся вследствие испарения излишней воды, а также неполного удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетонной смеси.

 Плотность бетона повышается при тщательном подборе зернового состава заполнителей, уменьшении водоцементного отношения и применения пластификаторов, снижающих водопотребность смеси при той же подвижности, а также за счет тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона повышаются его свойства. Особенно высокие требования по плотности бетона предъявляются при изготовлении тротуарных плит и бордюрных камней. Морозостойкость — способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Марка по морозостойкости F обозначает наибольшее число циклов замораживания – оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; потеря массы при этом не должна превышать 5%.

В наружных конструкциях, подверженных действию воды и переменных температур, морозостойкость – основной определяющий фактор долговечности. Проектную марку материалов по морозостойкости устанавливают в зависимости от условий эксплуатации конструкции и климата. Например, для производство шлакоблок установлены марки F 15, F25, F35, F 50. Для производство брусчатки – F100, F150, F200, F300. Морозостойкость бетона зависит от вида применяемого цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, плотности бетона и других факторов.

 Высокой морозостойкостью обладают бетоны с плотной структурой на низкоалюминатном портландцементе и высококачественном щебне. Как видно такие свойства бетона как прочность, плотность и морозостойкость напрямую зависят от водоцементного соотношения, чем меньше воды, тем прочнее, плотнее бетон, тем выше его морозостойкость. А чем меньше воды в бетонной смеси, тем выше ее жесткость. Таким образом, изделия полученные методом вибропрессования из жестких бетонных смесей обладают более высокой прочностью, плотностью и морозостойкостью.

07.06.2011

Все Статьи

145845 (Бетоны) — документ — СтудИзба

Бетоны

1. Определить расход материалов для приготовления 1 м³ бетона, его среднюю плотность и увеличение пористости, вызванную добавкой СНВ, если состав бетона по массе 1 : X : Y =1 : 2,1 : 3,9 при В/ц = 0,44 и расходе цемента 320 кг/м³. Введение добавки в количестве 0,05% от массы цемента привело к снижению средней плотности бетонной смеси на 4% и водоцементного отношения на 9%.

2. Лабораторный состав бетона следующий: цемент — 310 кг, вода — 160 л, песок — 650 кг, щебень — 1250 кг, при активности цемента 470 кгс/см². Определить на сколько снизится прочность бетона, если не будет учтена влажность материалов. Влажность песка 3%, щебня — 1%.

3. Определить коэффициент раздвижки зерен щебня a, если соотношение между цементом, песком и щебнем составило 1 : 2 : 3,9. Средняя плотность бетонной смеси 2400 кг/м³, водоцементные отношения 0,52, а истиная и насыпная плотности цемента 3,0 кг/л и 1,2 кг/л; песка — 1,5 кг/л и 2,6 кг/л; щебня — 1,54 кг/л и 2,6 кг/л.

4. Имеется состав бетона: цемент ПЦ400 — 310 кг, песок — 620 кг, щебень — 1240 кг, вода 175 л, добавка ЛСТМ — 0,2% от массы цемента. Введение добавки снизило расход воды до 155 л при сохранении необходимой подвижности бетонной смеси. При твердении бетона в химическую реакцию с цементом вступает 12% вводимой в бетонную смесь воды. Определить как изменится марочная прочность бетона в результате повышения водоцементного отношения и на сколько повысится плотность при уменьшении расхода воды.

5. Два состава бетона с осадкой конуса 5 см изготовили на гравии крупностью 20 мм. Первый состав содержит крупный песок, второй — мелкий. Водоцементное отношение равно 0,5. Определить насколько отличаются расходы цемента за счет крупности песка. М_К второго состава равен 1,0.

6. Определить коэффициент уплотнения бетонной смеси, если на 1 м³ бетонной смеси израсходовано: цемента — 300 кг, песка — 670 кг, гравия — 1250 кг и воды 148 л. Истинная плотность цемента 3150 кг/м³, песка 2660 кг/см³, гравия 2610 кг/см³.

7. При введении в бетонную смесь с В/ц = 0,51 и расходом цемента 320 кг на 1 м³ пластифицирующей добавки С-3 в количестве 0,3%, такая же удобоукладываемость достигается при В/ц = 0,47. Насколько уменьшится расход цемента при введении С-3, если прочность бетона не изменилась.

8. Определить как изменится расход цемента активностью 450 кг/см² на 1 м³ тяжелого бетона М400 класса В30, если изменятся условия уплотнения бетонной смеси с 10 до 25 с. Водоцементное отношение остается прежним. Наибольшая крупность зерен щебня 40 мм. Песок средней крупности. Заполнители рядовые.

9. Определить водоцементное отношение при котором бетон из жесткой бетонной смеси на рядовых заполнителях и на портландцементе ПЦ500-Д20 через 7 суток твердения наберет прочность при сжатии 310 кгс/см².

10. Определить, как изменится расход цемента в бетоне марки 300 В22,5, если для его изготовления будет использоватся цемент марки ПЦ500-Д0 вместо ПЦ300-Д20, а жесткость бетонной смеси 40с останется без изменений. Заполнители рядовые. Максимальная крупность щебня 20 мм.

11. В бетонную смесь с расходом цемента 320 кг на 1 м³ марки ПЦ500-Д0 и В/ц = 0,5 введено 5% раствора поташа (K₂CO₃) от массы цемента. При этом прочность бетона через 3 суток твердения оказалась выше прочности бетона без добавки в 1,8 раза, а через 28 суток на 8%. Определить прочность бетона через 3 и 28 суток твердения.

12. Определить прочность бетона при использовании заполнителей различного качества; высококачественных, рядовых и пониженного качества. Портландцемент марки ПЦ500-Д5.

13. Определить марку и класс бетона, если при испытании на сжатие образцов кубов размерами 10х10х10 см через 7 суток твердения разрушающая нагрузка составила 35000 кгс, 34800 кгс и 32700 кгс.

14. Какие марки и классы тяжелого бетона можно получить при различных значениях В/ц — 0,33; 0,5; 0,65. Портландцемент марки ПЦ400-Д20. Заполнители рядовые.

15. При определении прочности железобетонной стены молотком Кашкарова К.П. получены значения 10 отпечатков ударов и определено их среднее значение 9,5 мм. Средний диаметр лунок на поверхности эталонного стержня составил 5,7 мм. Влажность бетона 8%. Определить прочность бетона при сжатии.

16. Определить как изменится средняя прочность тяжелого бетона класса В30 при увеличении коэффициента вариации с 5% до 15%.

17. Марка бетона монолитной конструкции 300 В22,5, а плотность — 2420 кг/м³ при В/ц = 0,5. Состав бетона по массе 1 : 2 : 4. Определить, как изменится расход цемента, если ввод конструкции в эксплуотацию произойдет через 90 суток вместо 28 суток твердения.

18. Определить прочность бетона через 28 суток твердения, если через 7 суток при поверхностном прозвучивании время прохождения ультразвука составило 42,0 мкс. База прозвучивания 150 мм. Градуировочная зависимость «скорость прохождения ультразвука — прочность» описывается уравнением R_б=0,221*е^0,001227*U.

19. Определить водоцементное отношение, необходимое для получения через 3 суток твердения бетона с пределом прочности на сжатие 24 Мпа. Портландцемент марки ПЦ400-Д20. Марка смеси по удобоукладываемости Ж-1. Твердение при температуре 20…25 С. Для ускорения твердения бетона вводится добавка CaCe₂.

20. Определить расход цемента для изготовления фундамента размерами 10х0,6х0,5 м из бетона марки 300 класса В22,5, если активность цемента равна 365 кгс/см², заполнители рядовые, а содержание воды — 160 л на 1 м³ бетона.

21. При испытании бетонных образцов — кубов с размером ребра 150 мм через 20 суток твердения разрушающая нагрузка составила 70000, 76700 и 68500 кгс. Проектная марка бетона 400. Установить, соответствует ли бетон требуемой марки.

22. Определить расход материалов на 1000 л уплотненной растворной смеси, если известно, что соотношение между песком и щебнем составляет 1 : 3, водоцементное отношение В/ц = 0,6, плотность цемента 3,0 кг/л, а песка 2,6 кг/л.

23. Определить при каких значениях водоцементного отношения марка бетона численно равна активности цемента для рядовых заполнителей и заполнителей пониженного качества.

24. Определить, как изменится прочность бетона, если содержание цемента увеличивается в 1,5 раза. Расходводы составляет 175 л. Портландцемент марки ПЦ400, заполнители рядовые. Подвижность бетонной смеси остается без изменений.

25. При сквозном прозвучивании железобетонной балки толщиной 200 мм через 14 суток твердения получена градуировочная зависимость прочности от скорости прохождения ультразвука рис . Определить соответствует ли полученные значения прочности проектному значению, если время прохождения ультразвука на контролируемом участке составило .

26. Определить температуру бетонной смеси при выходе из бетономешалки, если цемент имеет температуру — 10 С, песок — 13 С, щебень +5 С, вода +80 С. Состав Бетона по массе 1 : 2 : 4, В/ц=0,52. Теплоемкость заполнителей в цементе равна 0,2, а бетонной смеси 0,253.

27. Установить, до какой температуры надо нагреть песок и щебень для получения бетонной смеси с температурой +40 С. Цемент имеет температуру — 10 С, вода +60 С. Состав бетона: цемент — 320 л, песок — 600 кг, щебень — 1200 кг, вода — 160 л.

1. Определяем содержание в бетоне песка, щебня и воды

П = 320 * 2,1 = 672 кг В = Ц * В/ц = 320 * 0,44 = 141 л

Щ = 320 * 3,9 = 1248 кг

Средняя плотность бетона без добавки

р₀ = 320 + 11 + 672 + 1248 = 2381 кг/м³

Средняя плотность бетона с добавкой

р₀`= (1 — 0,5) * р₀ = 0,95 * 2381 = 2262 кг / м³

Водоцементное отношение (1-0,09) * 0,44 = 0,4

Расход материалов на 1 м3 бетона с добавкой СНВ

р₀` 2262

Ц` = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾ = 306

1+x+y+B/ц` 1+2,1+3,9+0,4

П ` = x * Ц` = 2,1 * 306 = 643 кг

Щ ` = y * Ц` = 0,4 * 306 = 1193 кг

B ` = B/ц` * Ц` = 0,4 * 306 = 122 кг

Увеличение пористости

р₀ — р₀` 2381 — 2262

DП = ¾¾¾¾ * 100% = ¾¾¾¾¾¾¾ * 100% = 5%

р₀ 2381

2. Определяем прочность лабораторного состава бетона

R_б = 0,6 R_ц (Ц/B — 0,5) = 0,6 * 470 *(310/160 — 0,5) = 405 кгс/см² = 40,5 МПа

Содержание воды в песке и щебне составляет

650 * 3 1250 * 1

В_п = ¾¾¾ = 19,5 л В_щ = ¾¾¾¾ = 12,5 л

100 100

Общее количество воды в бетонной смеси

В` = 160 + 19,5 + 12,5 = 192 л

Прочность бетона

R_б = 0,6 * 470 *(310/192 — 0Ю5) = 314 кгс/см² = 31,4 МПа

При не учете влажности песка и щебня прочность бетона снизится на

40,5 — 31,4

¾¾¾¾¾¾ * 100 = 22,5%

40,5

1. Абсолютный обьем цементно-песчаного раствора в бетоне V_p^a будет складываться из абсолютных объемов цемента, песка и воды

V_p^a = V_ц^a +V_п^a + В

Определяем расход цемента

р₀ 2400

Ц = ¾¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 324 кг

1 + x + y+ B/ц 1 + 2 + 3,9 + 0,52

Расход песка, щебня и воды составляет

В = 0,52 * 324 = 168,5 л

П = 2 * 324 = 648 кг

Щ = 3,9 * 324 = 1264 кг

V_p^a = Ц/р_ц + В + П/р_п = 324/3,0 + 168,5 + 648/2,6 = 525,5 л

Пустотность щебня V_щ = 1 — р_щ^н/р_щ = 1 — 1,54 / 2,64 = 0,42

Объем пустот крупного заполнителя

Щ 1264

V_щ `= V_щ ¾¾¾ = 0,42 ¾¾¾ = 345 л

р₀^н 1,54

Коэффициент раздвижки зерен определяется как отношение абсолютного объема цементно — песчаного раствора в бетоне к объему пустот крупного заполнителя

a = V_p^a / V_щ^` = 525,5/345 = 1,52

1. Определим среднюю плотность бетона без добавок

р₀ = 310 + 175+ 620 + 1240 = 2345 кг/м³

Объем пустот за счет испарившейся воды

П = 154 / 2345 * 100% = 6,6%

Прочность бетона

R_б = 0,6 * 400 * (310 / 175 — 0,5) = 305 кгс/см² = 30,5 МПа

Количество воды при введении добавки ЛСТМ снизилось на

DВ = 175 — 165 = 10 л

Средняя плотность бетона с добавкой ЛСТМ

р₀ = 2345 — 10 = 2335 кг/см³

Объем пустот за счет испарившейся воды

V_п = 165 — (0,12 * 165) = 145 л

Пористость за счет испарившейся воды

П = 145 / 2335 * 100% = 6,2%

Прочность бетона

R_б = 0,6 * 400 * (310 / 165 — 0,5) = 331 кгс/см² = 33,1 МПа

Прочность бетона за счет испарившейся воды снизилось на

6,6 — 6,2

DП = ¾¾¾¾¾ * 100% = 6,1%

6,6

Прочность бетона повысилась на

33,1 — 30,5

DR = ¾¾¾¾¾* 100% = 7,9%

33,1

1. Определяем содержание воды по таблице

Для первого состава В = 185 л

Для второго состава В = 185 + 10 = 195 л

Расход цемента для первого состава

В 185

Ц = ¾¾¾ = ¾¾ = 370 кг

В/ц 0,5

Расход цемента для второго состава

В` 195

Ц` = ¾¾¾ = ¾¾ = 390 кг

В/ц 0,5

Расход цемента увеличится на

390 — 370 = 20 кг

390 — 370

DЦ = ¾¾¾¾¾* 100% = 5,1%

390

6. Определяем сумму абсолютных объемов материалов в 1 м³ смеси

V_б^a = V_ц^a +V_в^a + V_п^{a + V_щa = 300/3,15 + 148 + 670/2,66 + 1250/2,61 = 974 кг}

Коэффициент уплотнения

К_упл = V_б^a / 1000 = 974 / 1000 = 97,4

1. Определяем расход воды при введении С-3

В = 0,47 * 320 = 150,4 л

Чтобы сохранить прежнюю прочность необходимо оставить В/ц отношение прежним, т.е. 0,51. Тогда расход цемента составит

В 150,4

Ц = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 294 л

В/ц 0,51

Снижение расхода цемента составит

DЦ = 320 — 294 = 26 кг или 8,1%

1. Определяем водоцементные отношения бетонной смеси жесткостью 10с

R_б 400

Ц₁/В₁ = ¾¾ + 0,5 = ¾¾¾ +0,5 = 1,98

Свежеприготовленная бетонная смесь

До тех пор пока перемешанную бетонную смесь можно укладывать и уплотнять, она называется свежеприготовленной бетонной смесью. Смесь должна быть замешана таким образом, чтобы с учетом способов транспортировки, укладки и уплотнения она была удобоукладываема и полностью уплотняема. Определяющим является тот фактор, что затвердевший бетон приобретает свойства жесткого бетона.

1. Значение содержания воды
Свежая бетонная смесь изготавливается путем замешивания цемента, крупного и мелкого зернистого заполнителя и воды. Благодаря использованию различных присадок и добавок в настоящее время стало возможным комбинировать необходимые свойства свежеприготовленной бетонной смеси с многообразием свойств жесткого бетона.
При смешивании цемента с водой образуется цементный клей. После его затвердевания (гидратации) образуется цементный камень. Процессу гидратации могут способствовать добавки. Содержание эффективной воды и тем самым водоцементное отношение могут в значительной степени повлиять на удобоукладываемость, но, прежде всего, на прочность и плотность цементного камня и тем самым на свойства жесткого бетона.

1) Исходя из этого, на свойства свежеприготовленной бетонной смеси и свойства жесткого бетона могут оказать влияние различные добавки.
В обычном бетоне цементный клей должен обволакивать зерна заполнителя и заполнять оставшиеся пустоты. По сравнению с крупнозернистым заполнителем, содержание цементного клея в смеси повышается при использовании мелкозернистого заполнителя, а также заполнителя с шероховатой и ребристой поверхностью зерен, или, соответственно, плоской или остроугольной формой.

Содержание эффективной воды складывается из удерживаемой зернистым заполнителем поверхностной влаги, воды, содержащейся в добавках и присадках, а также добавляемой воды (таблица 1). Зернистые заполнители с пористой структурой дополнительно впитывают влагу, называющуюся влажностью зерна. Она не сказывается на консистенции и водоцементном отношении, но может способствовать благоприятной внутренней обработке, когда в последствии еще негидратированный цемент будет впитывать эту влагу. Если же напротив влажность пористых зерен заполнителя не учитывается при расчете общего содержания воды, следует ожидать более густую консистенцию бетонной смеси и нарушение сцепления в жестком бетоне.

2. Требования к добавляемой воде
Для приготовления бетонной смеси может использоваться питьевая вода, а также природная вода, если она не содержит компонентов, отрицательно влияющих на твердение или других свойствах бетона или нарушающих антикоррозионную защиту его арматуры. Требования к добавляемой воде регулируются нормой DIN EN 1008.
Для замеса бетона в соответствии с DIN EN 1008 может использоваться также остаточная вода, регенерированная при производстве бетона. При производстве высокопрочного бетона и ячеистого бетона остаточную воду использовать нельзя. Требования к остаточной воде регулируются нормой DIN EN 1008.

Поверхностная влажность	Содержание воды в добавках и присадках	Подаваемая вода	Влажность зерна
Общее содержание воды содержание эффективной воды

Таблица 1: Общее содержание воды

Рис. 1 Свойства свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона в зависимости от водоцементного отношения

Например:
Соотношение 165 л = 165 кг воды и 300 кг цемента образуют следующее водоцементное отношение:

Если при одинаковом содержании цемента в бетонную смесь вместо 165 л воды добавляется 210 л, то водоцементное отношение повышается

Например:
Соотношение 210 л = 210 кг воды и 300 кг цемента образуют следующее водоцементное отношение:

летучей золы, учитываемых в содержании цемента, образуется эквивалентное водоцементное отношение (в/ц)_экв (смотри также спецификацию цемента B 16 „Высокопрочный бетон/Сверхпрочный бетон“).

3. Водоцементное отношение

Массовое соотношение содержания эффективной воды к содержанию цемента, на 1 м3 уплотненной свежей бетонной смеси называется водоцементным отношением.

Водоцеменное отношениев/ц =

Например:
Соотношение 165 л = 165 кг воды и 280 кг цемента и 60 кг учитываемой летучей золы (к = 0,4) образуют следующее эквивалентное водоцементное отношение:
(в/ц) экв = 165/(280+ 0,4 • 60) = 0,54

Химически и физически цемент может связывать количество воды, составляющее ок. 40 % от его массы (в/ц = 0,40). Если цементный клей имеет более высокое водоцементное отношение, то несвязанную воду обозначают как избыточную. Она образует разветвленные, способные впитывать влагу (капиллярные) поры.

4. Определение водоцементного отношения

Для того чтобы получить достаточную плотность и прочность цементного камня, необходимо снижать водоцементное отношение бетона соответствующего класса экспозиции.
При определении водоцементного отношения в соответствии с таблицей 1 отдельные показатели не должны превышать предельных значений более чем на 0,02.

Таблица 2 Максимальные водоцементного отношения

Классы экспозиции, свойства бетона	Значение в/ц
XC1, XC2	0,75
XC3	0,65
XC4, XF1, XA1	0,60
XD1, XS1, XF2 1), XF3 1), XM1, XM2 2)	0,55
XD2, XS2, XF2, XF3, XF4, XA2	0,50
XD3, XS3, XA3, XM2, XM3	0,45
Высокое сопротивление проникновению воды (толщина строительного элемента до 40 см) Подводный бетон	0,60
Водонепроницаемый бетон	0,50

1) Ячеистый бетон
2) Только с обработкой поверхности Водоцементное отношение, необходимое для получения желаемой прочности бетона на сжатие, можно определить с помощью предела прочности цемента при сжатии, смотри рисунок 2. При введении присадок и добавок может выявиться изменение зависимости между водоцементным отношением, пределом прочности цемента и бетона при сжатии.

5. Консистенция
Одной из существенных характеристик свежеприготовленной бетонной смеси является консистенция. В бетонной технологии консистенция описывает удобообрабатываемость, уплотняемость, перекачиваемость и удобоукладываемость бетонной смеси. На основании испытаний можно выделить различные классы консистенции свежей бетонной смеси. В соответствии с DIN EN 206-1 выделяют 4 различных вида испытаний для определения консистенции бетонной смеси и, соответственно, следующие классы консистенции.
Классы S1 — S5 (определение осадки конуса) в соответствии с DIN EN 12350-2
Классы V0 — V4 (метод Вебе) в соотв. с DIN EN 12350-3
Классы C0 — C4 (определение степени уплотнения) в соответствии с DIN EN 12350-4
Классы F1 — F6 (определение подвижности бетонной смеси) в соответствии с DIN EN 12350-5

Следует использовать преимущественно определение подвижности, а для более твердых консистенций испытание на степень уплотнения (таблица 3).

1) Для высокопрочного бетона предел прочности цемента на сжатие не имеет значения.

Пояснения к диаграмме:
f _{с, dry, cube}: среднее значение 28-дневного испытания прочности бетона на сжатие с использованием пробных кубиков толщиной 150 мм; выдерживание в соответствии с DIN

Бетонные смеси классов консистенции > F4 должны поставляться с разжижителем. Бетонные смеси классов консистенции F5 и F6 обозначаются как «легкоуптлотняемые бетонные смеси».

Таблица 3: Консистенция свежеприготовленной бетонной смеси (классы F и C)

Класс консистенции	C0	F1 C1	F2 C2	F3 C3	F4	F5	F6
Расплыв [см]	—	≤ 34	35 . .. 41	42 … 48	49 … 55	56 … 62	≥ 63
Степень уплотнения с [-]	≥ 1,46	1,45 … 1,26	1,25 … 1,11	1,10 … 1,04	—	—	—
Описание консистенции	очень густая	густая	пластичная	мягкая	очень мягкая	текучая	очень текучая
Характеристика раствора с мелкозернистым песком	землисто-влажный	землисто- влажный и немного сырой	мягкий	жидкий	очень текучий
Характеристика свеже- приготовленной бетонной смеси при укладке	свободная	свободная/ комковатая	откомковатой до однородной	слегка текучая	текучая
Способ уплотнения	сильное вибрирование и/или сильное трамбование при тонком слое засыпки		вибрирование	вибрирование	«удаление воздуха» путем штыкования или легкого вибрирования

6. Определение консистенции свежеприготовленной бетонной смеси
6.1 Определение подвижности бетонной смеси в соответствии с DIN EN 12350-5 (рис. 3)
С помощью определения подвижности свежеприготовленная бетонная смесь может быть отнесена к одному из следующих

EN 12390-2, национальное приложение (1 день в форме, 6 дней в воде, 21 день на открытом воздухе)
Рис. 2 Взаимосвязь между прочностью бетона на сжатие, классом прочности цемента и водоцементным отношением классов консистенции: F1 — густая, F2 — пластичная, F3 — мягкая, F4 — очень мягкая, F5
— текучая или F6 — очень текучая. При расплыве бетонной смеси < 34 см и > 60 см измерение методом, указанным в DIN EN 12350-5, не подходит.

Следующие условия могут отрицательно повлиять на результаты испытания

— Резонирование (так называемое «подпрыгивание») виброплощадки, возникающее в большинстве случаев из-за неправильной установки или неподходящего основания.
— Вибрация из-за жесткого удара об верхний ограничитель («ручная» ошибка)
— Снижение скорости падения стола из-за медленного открывания штифта.

Рис. 3: Определение расплыва

Вследствие первых двух условий получается слишком большой расплыв бетонной смеси. Данный факт следует постоянно учитывать, особенно в том случае, если верхний предел расплыва определяется как «твердый» критерий. В последнем случае получается слишком маленький расплыв бетонной смеси.

Проведение испытания:
— Установите виброплощадку на ровную, горизонтальную, твердую поверхность (песчаная подушка)
— Проверьте ее работоспособность
— Слегка увлажните очищенный стол и форму
— Установите форму на середину стола и выровняйте ее
— С помощью лопатки заполните форму бетонной смесью в два слоя одинаковой высоты
— С помощью штока выровняйте каждый слой 10-ю легкими толчками
— Снимите выступающую часть бетонной смеси, не уплотняя ее, вровень с краями формы
— Очистите свободную часть стола от бетонной смеси
— Медленно поднимите форму в вертикальном направлении
— Зафиксируйте установочную раму на подножке
— Плавно поднимите стол за ручку до упора 15 раз и дайте ему свободно опустится.
Время, затраченное на каждую операцию,
должно составлять > 2 и < 5 с
— Измерьте диаметр d1 и d2 бетонной лепешки параллельно к краям стола с округлением до 1 см
— Определите расплыв бетонной смеси: (d1 + d2) : 2 с округлением до 1 см
Например:
Измерено: d₁ = 40 см и d₂ = 48 см
Среднее значение: (46 см + 48 см) : 2 = 47 см
Определение класса консистенции в соответствии с таблицей 2: F3 — мягкая

6.2 Определение степени уплотнения в соответствии с DIN EN 12350-4 (рис. 4)
С помощью определения степени уплотнения свежеприготовленная бетонная смесь может быть отнесена к одному из следующих классов консистенции: C0 — очень густая, C1
— густая, C2 — пластичная oder C3 — мягкая.
Степень уплотнения < 1,04 или > 1,45 не представляет собой действующих измерений

.

Рис. 4: Определение степени уплотнения

Проведение испытания:
— Слегка увлажните внутреннюю поверхность чистой емкости
— С помощью кельмы по очереди заполните емкость бетонной смесью со всех 4-х сторон
— Линейкой снимите выступающую за края часть бетонной смеси, не уплотняя ее
— Уплотните бетонную смесь на вибрационном столе или с помощью внутреннего вибратора, пока она не перестанет уменьшаться в объеме
— В случае необходимости выровняйте неровную поверхность с помощью легкого трамбования
— По середине каждой стороны емкости измерьте расстояние между поверхностью бетонной смеси и верхним краем емкости
— Из 4 измерений высчитайте среднее значение s в мм
— Определите степень уплотнения с и укажите результат с точностью до 2 десятых.

Например:
Измерьте расстояние [мм] между поверхностью бетонной смеси и верхним краем емкости:

Среднее значение: s = (51 + 50 + 53 + 54) мм : 4 = 52 mm
Высота уплотненной смеси: h₁ — s = 400мм — 52 мм = 384 мм

Степень уплотнения:

Определение класса консистенции в соответствии с таблицей 2: C2 — пластичная

7. Определение плотности свежеприготовленной бетонной смеси в соответствии с DIN EN 12350-6
По своей плотности бетоны подразделяют на легкий (обычный) бетон и тяжелый бетон. Плотность свежеприготовленной бетонной смеси при известном значении заданной плотности указывает на полноту уплотнения. Кроме этого по данному показателю можно сделать выводы об однородности бетонной смеси.

Проведение испытания:
Для проведения измерений необходимо использовать водонепроницаемую и достаточно жесткую металлическую емкость с гладкой внутренней поверхностью и гладкими и ровными краями: либо 8 литровую чашу прибора для измерения давления (чаша для измерения воздушных пор в свежеприготовленной бетонной смеси), либо форму для изготовления образцов бетона, например, бетонных кубиков. Разрешается использование насадки для более легкого наполнения смеси. Она может быть уплотнена с помощью внутреннего вибратора, виброплощадки, стержня или трамбовки.

— Определите плотность свежеприготовленной бетонной смеси D и укажите результат с точностью до 0,01 кг/дм³:
D Плотность свежей бетонной смеси [кг/дм³]
m1 Масса емкости [кг]
m2 Масса емкости с массой бетонной пробы [кг]
V Объем емкости [дм ]

8. Определение содержания воздуха
Даже хорошо составленная бетонная смесь после тщательного уплотнения содержит поры укладки. В бетонной смеси с заполнителем, максимальный размер зерна которого составляет 32 мм, эти поры занимают от 1% до 2% объема. Чем меньше размер зерен заполнителя, тем больший объем занимают поры укладки. Содержание воздуха указывает на уплотняемость и на свойства свежеприготовленной бетонной смеси (непроницаемость, долговечность).
Бетон с требованиями к высокой морозостойкости, и соответственно, устойчивости к попеременному замерзанию/оттаиванию (XF) может относиться к классу выдержки XF2 и XF3 или должен соответствовать классу выдержки XF4 и изготавливаться с использованием воздухововлекающей добавки (LP).

Искусственные воздушные поры, образованные с помощью воздухововлекающей добавки, имеют небольшой размер и круглую форму. В качестве побочного эффекта улучшается способность сохранять приданную форму и удобоукладываемость свежеприготовленной бетонной смеси, но снижается прочность, которая может быть приведена в соответствие. Содержание воздуха (поры укладки, воздушные поры) может быть определено методом выравнивания давления. В большинстве случаев, одновременно определяется плотность свежеприготовленной бетонной смеси.

Проведение испытания:
— Слегка увлажните пустую чистую чашу прибора для измерения давления (рис. 5, см. 1) и взвесьте ее
— Бетонной смесью заполните чашу в три слоя одинаковой высоты
— Полностью уплотните каждый слой с помощью внутреннего вибратора, виброплощадки, стержня или трамбовки
— Определите последний слой таким образом, чтобы не удалять лишний бетон. Можно добавлять небольшое количество смеси и уплотнять ее.

Рис. 5 Метод выравнивания давления (чаша для измерения воздушных пор в бетонной смеси)

— Тщательно очистите края чаши
— Взвесьте чашу с пробой бетонной смеси
— Установите и закрепите верхнюю часть прибора
— С помощью резинового шприца/промывной колбы через широкий клапан (3) вливайте воду до тех пор, пока из другого клапана не будет выходить вода без пузырей
— Слегка постучите по прибору деревянным молотком, чтобы вышел оставшийся воздух, закройте оба клапана (3)
— Отделите насос (4), закачивайте воздух в воздушную камеру (5) до тех пор, пока стрелка манометра (6) не встанет за калибровочной меткой
— Проведите точную настройку (7), пока стрелка не будет закрыта калибровочной меткой
— Приведите в действие кнопочный клапан (8) и одновременно постучите по стенкам емкости, пока стрелка манометра не остановится
— Проверьте на манометре (6) содержание воздуха в свежеприготовленной бетонной смеси со следующей точностью:
0% — 3 % объема на 0,1 %
3% — 6% объема на 0,2%
6% — 10% объема на 0,5%

9. Изготовление и хранение образцов для испытания на прочность в соответствии с DIN EN 12390-2

Прочность жесткого бетона на сжатие проверяется преимущественно на бетонных кубиках, длина ребра которых составляет 150 мм (альтернативно цилиндрическому образцу диаметром 150 мм, высота 300 мм). При изготовлении образцов можно определить плотность свежеприготовленной бетонной смеси. Рекомендуется использовать установочную раму.

Проведение испытания:
— Взвесьте чистую форму
— Перемешайте бетонную смесь перед заполнением ее в форму
— Наполните свежеприготовленную бетонную смесь минимум в 2 слоя, в то время как толщина каждого слоя не будет превышать 10 см
— Полностью уплотните каждый слой с помощью внутреннего вибратора, виброплощадки, стержня или трамбовки
— При использовании установочной рамы определите количество бетонной смеси таким образом, чтобы после уплотнения бетонного слоя в установочной раме осталось 10% — 20% от высоты
испытуемого образца
— Снимите выступающую часть бетонной смеси вровень с краями формы
— Взвесьте форму с пробой бетонной смеси
— Четко обозначьте испытуемый образец
— Сохраните записи, определяющие испытуемый образец с момента взятия пробы до проведения испытаний
— Поместите испытуемый образец на 24± 2 часа в форму в закрытое помещение с температурой воздуха 15 — 22 °C, желаемая температура 20 ± 2 °C
— Примите меры по защите образца от сквозняков и высыхания
— Во время твердения примите меры по защите от вибрации, например, при транспортировке
— Выньте образец из формы, поместите на 6 дней на решетку в емкость с водопроводной водой при температуре 20 ± 2 °C
— За 7 дней до испытания поместите образец на деревянную решетку в закрытое помещение, защищая его от прямых сквозняков, при температуре 15 °C — 22 °C и относительной влажности воздуха 65 ± 5 %

10. Температура

Температура свежеприготовленной бетонной смеси не должна превышать 30 °C, в противном случае с помощью дополнительных мер придется определять, что такая высокая температура не будет иметь негативных последствий. При укладывании бетона при низкой температуре воздуха необходимо придерживаться минимальных температур бетонной смеси при бетонировании, смотри таблицу 3. Как правило, замораживание бетона возможно только тогда, когда его температура как минимум в течение 3 дней не опускалась ниже 10 °C или прочность бетона на сжатие составляет f_см ≥ 5 Н/мм2.
(Устойчивость свежего бетона к замораживанию).

Таблица 4: Требования к температуре бетона для бетонирования при низкой температуре

Температура воздуха	Минимальная температура свежеприготовленной бетонной смеси во время укладки
от +5 °С до -3 °С	+ 5 °С в целом
	+10 °C при содержании цемента < 240 кг/м или при использовании низкотермичного цемента или цемента с очень низкой теплотой гидратации
ниже -3 °С	+10 °C, сохранение температуры в течение минимум 3 дней

Расчёт состава бетонной смеси (водоцементное отношение — 0,54, плотность бетона

2. БЕТОНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Проектирование состава бетонной смеси.

Расчёт состава бетонной смеси выполняется исходя из заданных в задании водоцементного отношения (В/Ц=0,54) и плотности бетона (2400кг/м³).

Водоцементное отношение – В/Ц – отношение массы воды к массе цемента из условий получения требуемого класса бетона в зависимости от активности цемента и качества материалов можно определить по формуле

   при  В/Ц>0,4     (2.1)

где А₁ – коэффициент, учитывающий качество материалов, который принимается по таблице 4.3 [2]; R_ц – активность цемента, МПа;  R_b – предел прочности бетона на сжатие, МПа.

Прочность бетона -R_b ориентировочно можно определить по графику зависимости (рисунок 4.1 [2]), используя заданное водоцементное отношение. Получим, прочность бетона приблизительно равна, R_b=27,25МПа.

Из формулы (2.1) выразим неизвестную активность цемента R_ц (коэффициент А₁ примем равным  А₁=0,55 – как для материалов пониженного качества):

Принимаем шлакопортландцемент марки 400 активность R_Ц=40МПа

Заполнители для проектируемой бетонной смеси имеют следующие характеристики:

Песок: истинная плотность =2540кг/м³;

насыпная плотность =1430кг/м³;

крупность песка =1,35;

Щебень: средняя плотность зёрен =2700кг/м³;

насыпная плотность =1500кг/м³;

пустотность  =43%;

наибольшая крупность =40мм

Характеристики шлакопортландцемента примем по таблице 2. 1 [2]:

Шлакопортландцемент: активность =40МПа;

истинная плотность  =2900кг/м³;

насыпная плотность =1100кг/м³;

НГЦТ = 32% 

По таблице 4.4 [2] определяем расход воды (осадку конуса примем равной ОК=5…7):

В=185+20+5=210кг/м³;

Определяем расход цемента Ц, кг/м³, по известному В/Ц и водопотребности бетонной смеси:

Ц=В:В/Ц=210/0,54=388,89кг/м³;

Определяем расход крупного заполнителя (щебня) Щ, кг/м³,по формуле

, где   — пустотность щебня; — насыпная плотность щебня; — истинная плотность щебня; — коэффициент раздвижки зёрен щебня, который принимается по таблице 4.5 [2] (принимаем =1,466).

Определяем расход песка, кг/м³

В результате проведённых расчётов получим следующий состав бетона, кг/м³

Цемент 388,89

Вода 210

Песок 476,1

Щебень 1264,8

Итого 23379,79

Что такое соотношение воды и цемента | Соотношение вода-цемент и прочность бетона

Что такое соотношение воды и цемента?

Это соотношение цемента и воды, используемых при приготовлении бетона. Количество воды, используемой при замешивании бетона , очень важно.

Если процент использованной воды меньше , тогда не будет достаточного количества воды для гидратации цемента. В результате получится слабый и пористый бетон.

Следовательно, обычная тенденция — использовать слишком много воды, чтобы получить более работоспособную смесь, но не получается прочный бетон.Слишком много воды приводит к сегрегации заполнителей и дает пористый бетон низкой прочности и низкой плотности.

Соотношение воды и цемента по весу

Определенная минимальная доля воды требуется лет для полной гидратации цемента. Чтобы бетон был достаточно обработан, чтобы его можно было укладывать на место, необходимо еще немного воды.

Если бетон достаточно обработан для используемого способа укладки, его прочность зависит от соотношения воды и цемента в смеси.

Водоцементное соотношение не должно превышать установленных пределов для различных типов бетона, и его обычно следует поддерживать на таком низком уровне, насколько позволяют методы укладки .

Abrahms, в результате большого количества экспериментов, утверждает, что «при данных материалах и условиях испытания только соотношение количества воды для смешивания и количества цемента определяет эффективность бетона, пока смесь Обрабатываемая пластичность . “

Это известно как закон водоцементного отношения. Согласно этому закону, прочность бетона не увеличится простым увеличением количества цемента, если только водоцементное соотношение не будет уменьшено.

Также прочтите: Что такое опоры в строительстве | Тип опоры

Требуемое соотношение воды и цемента (Британские стандартные спецификации)

Пропорции	Водоцементное соотношение
1: 2: 4	0.58
1: 1.5: 3	0,51
1: 1: 2	0,43

Таблица водоцементного отношения

Экспозиция	Обычное соотношение цемента			Армированный цементный бетон
IS 10262	Минимальное содержание цемента	Соотношение Вт / Ц	Марка	Минимальное содержание цемента	Соотношение Вт / Ц	Марка
Легкая	220	0. 60		300	0,55	M20
Умеренная	240	0.60	M15	300	0,50	M25
Тяжелая	250	0,50	M20	320	0,45	M30
Очень серьезная	260	0,45	M20	340	0.45	M35
Экстремальный	280	0,40	M25	360	0,40	M40

Различное соотношение воды и цемента

Различные Водоцементные отношения используются для различных бетонных работ . Для высококачественного бетонного строительства можно использовать более низкое водоцементное соотношение на , равное 0,4 . Для бетонных конструкций, таких как тротуары и проезды, коэффициент водоснабжения в диапазоне от 0.От 6 до 0,7 обычно используется .

Практический диапазон водоцементного отношения составляет от 0,3 до 0,8 , что дает слабый и жесткий бетон соответственно. Слабый бетон означает достаточно влажный бетон.

Прочность на сжатие около 5600 фунтов на квадратный дюйм можно получить в бетоне с водоцементным соотношением 0,4 . Это значение снизится с до 2000 фунтов на квадратный дюйм при использовании водоцементного отношения 0,8 .

Также прочтите: Что такое книга измерений | Как написать книгу измерений | Книга измерений

Соотношение воды и цемента и прочность бетона

Общая прочность бетона снижается с увеличением водоцементного отношения.Добавление большего количества воды дает разбавленную пасту, которая имеет больше пор на микроуровне.

Они делают бетон слабым, а приводит к усадке, трещинам и проблемам . Частицы цемента и заполнителей забирают лишнюю воду, которая присутствует в бетоне.

Это потребление невозможно контролировать, если в бетоне присутствует большой избыток воды. Таким образом создаются отдельные водные каналы, что приводит к кровотечению на поверхности.

Это создает слабые зоны в бетоне, которые подвержены растрескиванию при эксплуатационных нагрузках.

Более низкое водоцементное соотношение может способствовать получению высокопрочного и высококачественного бетона . Но одно лишь водоцементное соотношение не может дать хорошего бетона.

Хорошая пропорция смеси, а также качественные заполнители и связующие материалы способствуют хорошему дизайну смеси. Соотношение воды и цемента l , таким образом, является одним из факторов, влияющих на хороший состав смеси .

Соотношение вода-цемент и проницаемость

Состав смеси, использующий более низкое водоцементное соотношение или более высокое содержание цемента, даст бетон с низкой проницаемостью . Бетон с высокой прочностью имеет тенденцию давать менее проницаемый бетон.

Это повысит прочность бетонной конструкции. На приведенном выше рисунке показана взаимосвязь между водоцементным соотношением бетона и коэффициентом проницаемости.

Также прочтите: Фонд «Что такое хорошо» | Компонент фундамента скважины

Роль воды в бетоне

Он содержит микрокомпоненты, такие как цемент, песок, мелкий заполнитель и крупный заполнитель. Чтобы получить высокопрочный бетон, который выдерживает заданную нами прочность на сжатие, нам нужна правильная пропорция добавки для комбинирования этих материалов .

А вот и вода, которая инициирует этот химический процесс путем включения от 23% до 25% объема цемента.

Это инициирует химический процесс и делает 15% водоцементного теста , также известного как гель, для заполнения пустот в бетоне.

Как рассчитать соотношение воды и цемента? — Расчет соотношения W / C

Мы не рассчитываем соотношение W / C.

Выбирается из различных тестов на удобоукладываемость, основанных на конструктивных элементах, транспортировке, прочности бетона, выборе агрегатности и т. Д.

На уровне площадки мы можем использовать приведенный ниже расчет для номинального состава.

Это руководство, чтобы сделать ваше суждение.

Соотношение воды и цемента согласно IS 10262-2009 Таблица-5

Также прочтите: Что такое кран | Краны разные

Расчет количества водного цемента для бетона

1. Как видно из таблицы, соотношение W / C варьируется от 0,4 до 0,7 в зависимости от условий воздействия.
2. Если нам нужно рассчитать количество воды для бетона, сначала найдите содержание цемента в объеме.
3. Если принять требуемый объем цемента равным 50 кг,
4. Требуемое количество воды = Соотношение В / Ц x Объем цемента
5. Следовательно, необходимое количество воды = 0,45 x 50 кг = 22,50 л / 50 кг цементного мешка.
6. Для смеси Design соотношение W / C будет зависеть от удобоукладываемости и требований к прочности.
7. В IS 10262-2009 , Приложение-A, они объяснили процесс смешивания проектов.

---

Краткая записка

Соотношение воды и цемента

Отношение воды к цементу рассчитывается путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах). Итак, если в одном кубическом ярде смеси содержится 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой. 50 вода до соотношение цемента .

Пример расчета соотношения воды и цемента

Отношение воды к цементу рассчитывается путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах).Таким образом, если один кубический ярд смеси содержит 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой 50 воды с соотношением к цементу .

Соотношение формулы и воды

Концентрированные формулы смешиваются в соотношении 1: 1 с водой . Готовые к употреблению смеси не требуют добавления воды . Порошок формулы смешивают 2 унции (60 мл) воды на каждую мерную ложку порошка.Никогда не добавляйте дополнительно воды , потому что разбавленная формула может вызвать судороги.

Соотношение бетона и воды

Правильно подобранная смесь обладает желаемой удобоукладываемостью для свежего бетона и необходимой прочностью и прочностью для затвердевшего бетона . Обычно смесь составляет от 10 до 15 процентов , цемента , от 60 до 75 процентов заполнителя и от 15 до 20 процентов, , воды .

Соотношение воды к массе

Чтобы подсчитать, сколько воды вы должны пить в день, чтобы поддерживать нормальное количество воды в вашем теле, разделите свой вес в фунтах на 2 и выпейте это количество из унций . Например, человек 180- фунтов ( фунтов) должен стремиться к 90 унциям воды, или примерно семи-восьми стаканам по 12- унций каждый день.

Расчет соотношения воды и цемента

Отношение воды к цементу равно , вычисленное путем деления воды в одном кубическом ярде смеси (в фунтах) на цемент в смеси (в фунтах). Итак, если в одном кубическом ярде смеси содержится 235 фунтов воды и 470 фунтов цемента — смесь представляет собой. 50 Водоцементное соотношение .

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Технические характеристики бетона

— Почему водоцементное соотношение: почему нет

Водоцементное соотношение (вернее водоцементное соотношение) является очень важным критерием для бетона и определяет многие из его желаемых свойств, включая пористость, проницаемость, замерзание / сопротивление оттаиванию и сила, и это лишь некоторые из них. Поэтому неудивительно, что спецификации могут требовать ограничения максимального водоцементного отношения (Вт / см). Но когда действительно требуется максимум Вт / см?

В соответствии с требованиями строительных норм ACI-318-14 для конструкционного бетона, требование максимального предела по Вт / см основано на ожидаемых условиях воздействия на бетонный элемент в процессе эксплуатации, где долговечность является проблемой. Условия или категории воздействия, требующие максимального предела в Вт / см:

• Категория F (воздействие замораживания и оттаивания),
• Категория S (воздействие сульфатов),
• Категория W (подвержена воздействию воды, где требуется низкая проницаемость) и
• Категория C (защита от коррозии от внешних хлоридов)

Соответствующее требование максимальной мощности в / см будет зависеть от степени серьезности в каждой категории воздействия.Конкретные требования можно найти в ACI 318-14, таблица 19.3.2.1. Кроме того, существует соответствующее минимальное требование к прочности на сжатие для каждой соответствующей категории воздействия.

Если вт / см так важно, почему бы не указать максимальный предел вт / см для всего бетона? Ответ прост; указание максимального значения вт / см, когда оно не требуется, влечет за собой непредвиденные последствия. Бетон, используемый во внутренних помещениях, таких как плиты перекрытия и колонны, не будет подвергаться воздействию неблагоприятных условий окружающей среды, и его долговечность не является проблемой.Свойство, которому должен соответствовать внутренний бетон, — это прочность на сжатие, достаточная для выдерживания структурных нагрузок и / или обеспечения адекватной стойкости к истиранию. Кроме того, бетон внутри помещений не должен содержать воздух; Фактически, максимальные ограничения по содержанию воздуха часто устанавливаются для плит перекрытия с твердым покрытием. Бетон без воздухововлекающих добавок обычно требует на 1–3 галлона больше воды на кубический ярд по сравнению с воздухововлекающим бетоном, хотя он будет иметь на 500–1000 фунтов на квадратный дюйм более высокую прочность при равном содержании цемента, чем бетон с воздухововлекающими добавками. Из-за более высокого содержания воды в безвоздушном бетоне может потребоваться неоправданно высокое содержание цемента, чтобы соответствовать максимальному пределу в / см. Это более высокое содержание цемента и вытекающие из этого уровни прочности могут значительно превосходить то, что необходимо для удовлетворения требований к конструкции и / или устойчивости к истиранию. Это не только излишне увеличивает стоимость бетона, но и может привести к проблемам с повышенной усадкой при высыхании и повышенным потенциалом скручивания. Ватт / см, соизмеримый с величиной, необходимой для достижения желаемой прочности на сжатие, — это все, что необходимо для бетона без воздухововлекающих добавок.

Максимальный предел вт / см применяется только к бетону, который будет подвергаться одному или нескольким из указанных выше условий воздействия при эксплуатации, в которых важна долговечность. Если в процессе эксплуатации бетон не будет иметь неблагоприятных условий воздействия, нет причин или требований для максимального предела в Вт / см.

Представлено Робертом Э. Нилом, инженером по техническому обслуживанию Lehigh Cement Company

Соотношение вода / цемент | Stonemont Solutions

Большинство производителей бетона могут выбирать из сотен смесей.Они охватывают множество конструктивных особенностей, чтобы удовлетворить потребности своих клиентов. Несмотря на такое разнообразие конструкций смесей, в спецификациях проектов может быть указано, что смесь не соответствует ни одному из уже имеющихся на предприятии. Часто обычной практикой является выбор любого микса, который соответствует спецификациям и имеет достаточно исторических данных для отправки в проект.

К счастью, многие спецификации проектов ссылаются на национальные стандарты проектирования представленных бетонных смесей, что предоставляет производителям альтернативы вышеуказанному подходу.Один из подходов, который может быть особенно полезным, — это оценка прочности по отношению вода / цемент (в / ц). StonemontQC позволяет быстро оценить несколько пробных партий для оценки прочности как функции водоцементного отношения. Чтобы использовать этот инструмент, пробные партии должны быть заполнены заранее. Каждая пробная партия представляет собой существенно различающееся водоцементное соотношение, и разброс различных водоцементных соотношений должен охватывать водоцементное соотношение, используемое в разрабатываемой новой конструкции смеси.

Обычно начинают с проекта базовой бетонной смеси, которая аналогична создаваемой новой смеси. Один и тот же номинальный максимальный размер заполнителя, фракция крупного заполнителя, процентное содержание минеральных примесей и химических примесей являются общими чертами сходства, которые следует поддерживать для каждой пробной партии. Особенно полезно основывать пробные партии на смесях с большим количеством исторических данных.

В этом примере в качестве отправной точки была выбрана стандартная смесь 1 дюйм 4000 фунтов на кв. Дюйм.Для тестирования были созданы три пробные смеси. Первая партия была самой низкой точкой кривой соотношения вода / цемент, имея самое низкое содержание цемента и соответствующую прочность.

Вторая партия была средней точкой кривой соотношения вода / цу.

Третья партия была наивысшей точкой на кривой соотношения вода / цемент, имея наивысшую прочность из всех партий.

После создания трех пробных смесей тестовые партии запускаются и вводятся в качестве испытаний бетона в систему контроля качества бетона. Эти тесты связаны с соответствующими пробными смесями для целей оценки.После того, как все испытания бетона будут завершены, для оценки можно использовать вкладку «Испытания» в форме «Конструирование смеси для контроля качества бетона». Связанные испытания проверяются для оценки, и список результатов, связанных с каждым смешанным тестом, назначенным для испытаний, будет загружен в раздел оценки. В приведенном ниже примере был введен заголовок настраиваемого отчета, который будет отображаться в отчете, который можно распечатать или экспортировать как документ pdf.

Сводная оценочная диаграмма доступна на вкладке «Диаграмма». На вкладке «Диаграмма» есть несколько опций; ввод соотношения вод / цемент и нажатие кнопки «Расчет» отображает график зависимости прочности от водного соотношения с использованием данных пробной партии и дает соответствующую прочность на основе линии наилучшего соответствия; ввод прочности и нажатие кнопки «Расчет» отображает график зависимости прочности от отношения воды к маслу с использованием данных пробной партии и дает соответствующее соотношение воды к массе на основе наиболее подходящей линии. Пользователь может решить, какие пробные смеси включить в оценку, и повторно загрузить результаты испытаний для этих пробных партий прямо на этой вкладке.

Вот пример того, как это может работать. Технические характеристики проекта требуют смеси .50 Вт / ц, 3000 фунтов на квадратный дюйм. Для смеси 4000 фунтов на квадратный дюйм существует множество данных, но она не соответствует требованию по соотношению вода / куб. После проведения оценки смеси 4000 фунтов на квадратный дюйм определяется превышение проектной прочности в 4600 фунтов на квадратный дюйм.

Используя данные испытаний, график эквивалентной прочности смеси с соотношением масс. 50% используется для определения того, что эквивалентная прочность будет составлять около 5100 фунтов на квадратный дюйм.Поскольку уже установлено превышение расчетного значения 600 фунтов на квадратный дюйм для аналогичной смеси и находится в пределах 1000 фунтов на квадратный дюйм от расчетной прочности новой смеси, установленная величина избыточного расчета может быть применена к новой смеси вместо необходимых 1200 фунтов на квадратный дюйм, если есть не было исторических данных. Новая смесь будет иметь расчетную прочность 4500 фунтов на квадратный дюйм с соотношением 0,50 Вт / ц. Между диаграммой соотношения воды и воды, которую можно распечатать как отчет, и оценкой аналогичной смеси, имеется достаточно проверки, чтобы представить новый дизайн смеси.Более того, смесь имеет соответствующую расчетную прочность, которая может быть заряжена в соответствующем количестве, вместо того, чтобы создавать смесь с соотношением 0,50 в / куб и называть ее конструкцией 3000 фунтов на квадратный дюйм. Такой подход должен предоставить множество оправданий, когда возникает вопрос, почему была представлена ​​смесь 4500 фунтов на квадратный дюйм, а не смесь 3000 фунтов на квадратный дюйм. Можно ясно показать, что в спецификациях было требование соотношения водяного столба 0,50. Это перекладывает ответственность за затраты на требования проекта, а не на производителя.

Перед использованием этого метода убедитесь, что требования спецификации допускают эту процедуру и, как всегда, рекомендуются пробные партии.Обратите внимание, что этот же инструмент можно использовать для оценки прочности по сравнению с% эффективности и прочности по сравнению с% заменой присадок, которые будут обсуждаться в следующих публикациях. Для получения дополнительной информации о том, как легко можно оценить соотношение вода / цемент с помощью системы контроля качества бетона, обращайтесь в Stonemont Solutions, Inc.

Что такое соотношение воды и цемента? Его расчет [Полное руководство]

Что такое соотношение воды и цемента?

Весовое соотношение воды и цемента известно как соотношение воды и цемента.

Известно, что количество воды, добавляемой в цемент при приготовлении бетонной смеси, оказывает огромное влияние на качество бетона.

Впервые он был обнаружен в 1918 году нашей эры. Авраам оценил этот аспект пропорции бетона и заявил:

Прочность бетонного раствора / зависит от чистого количества воды, используемой на мешок цемента.

Цемент и вода — единственные два химически активных элемента в бетоне.

Благодаря своему сочетанию они образуют клейкую связующую пасту, которая окружает и покрывает частицы инертных минеральных агрегатов, затвердевает и после затвердевания связывает весь продукт в композитную массу.

После цемента вода является наиболее важным элементом в бетоне, определяющим все свойства цементного бетона, такие как долговечность, прочность и водонепроницаемость.

Функции смешивания воды:

(a) для увлажнения заполнителей и предотвращения поглощения ими воды, жизненно необходимой для химического соединения цемента и воды, которое называется гидратацией.

(б) Расплавлять вяжущий материал по поверхности частиц заполнителей, и

(c) , чтобы сделать бетон работоспособным, чтобы его можно было легко и равномерно размещать между арматурными стержнями и в углах.

Одним из самых последних достижений в производстве бетона является контроль воды в смеси.

Отношение количества воды к количеству цемента по весу известно как «водоцементное соотношение», и от этого отношения зависит прочность бетона.

Вода в значительной степени влияет на свойства, долговечность, прочность бетона в целом.

Следовательно, вам нужно очень осторожно использовать количество воды в смеси.

Слишком много воды может повысить удобоукладываемость, но также отрицательно скажется на прочности и долговечности бетона.

Вода, используемая в небольшом количестве, может повысить прочность и долговечность бетона, но снизит его удобоукладываемость.

Вот почему нужно тщательно выбирать количество воды, которое следует использовать в смеси.

Можно видеть, что более низкое водоцементное соотношение может использоваться, когда бетон подвергается вибрации для достижения более высокой прочности, тогда как сравнительно более высокое водоцементное соотношение требуется при ручном уплотнении бетона.

В обоих случаях, когда водоцементное соотношение ниже практического предела, прочность бетона быстро падает из-за появления воздушных пустот.

Функции воды в бетоне.

Как было сказано ранее, вода в бетоне выполняет две важные функции:

1. Гидратирует цемент , что является важной химической реакцией для образования сложных силикатных кристаллических гелей, которые отвечают за прочность цемента.

2. Смазывает все ингредиенты бетона , обтекая их в виде пленок. Следовательно, он отвечает за пластичность и подвижность бетона, которые определяют его удобоукладываемость.

Технологичность бетона:

Легкость, с которой бетон можно транспортировать, укладывать без сегрегации, известна как удобоукладываемость бетона.

Технологичность бетона зависит от количества использованной в нем воды.

Как рассчитать соотношение воды и цемента?

Для определения водоцементного отношения для конкретного типа заполнителей производятся пробные смеси с учетом водоцементных соотношений.

Имеется много данных о последней взаимосвязи во всех работах по бетонному строительству. Одно такое отношение представлено ниже в таблице как

.

Указанный выше эффект снижения прочности на сжатие с увеличением водоцементного отношения также проиллюстрирован графически.

Для данного типа цемента, заполнителей одного типа и размера и тех же методов смешивания бетон развивает максимальную прочность на сжатие 380 кг / см ² при W / C = 0,4.

Когда это соотношение увеличивается до 0,5, 0,6 и 0,7 и т. Д., Полученные партии бетона показывают значительно меньшую прочность на сжатие.

На основе теоретических исследований и экспериментальных исследований было установлено, что для обычного портландцемента «на 1 часть цемента (по весу) потребуется около 0%. 25 частей воды (по весу) для полной гидратации, схватывания и твердения бетона / раствора ».

Естественно, при приготовлении бетонной смеси такого количества воды хватит только на увлажнение. Для смазывания и удобоукладываемости смеси необходимо добавить воду.

Это дополнительное количество, если вода варьируется от 0,15 до 0,45 частей по массе и должно определяться с большой осторожностью.

Наиболее важным аспектом этой дополнительной (смазывающей) воды является то, что она испаряется после укладки бетона.Вода также выделяется во время уплотнения.

Влияние избытка воды на бетонную смесь

Оба вышеуказанных процесса (утечка дополнительной воды) приводят к образованию пустот в бетоне. А развитие пустот всегда снижает его прочность.

Таким образом, была сделана попытка удерживать «Водноцементный коэффициент» на как можно более низком уровне для получения прочной, плотной бетонной смеси.

Любое дополнительное количество воды, добавляемое к ингредиентам бетона во время смешивания, также вызывает сегрегацию заполнителей во время транспортировки и размещения.

Это еще один недостаток, связанный с добавлением лишней воды в бетонную смесь.

Расчет количества воды для бетона.

Для расчета количества воды для бетона, прежде всего, нам нужно найти количество цемента.

Предположим, что требуемый объем цемента для смеси составляет 100 кг, а влажность составляет 0,4.

Количество воды = соотношение вода-цемент x объем цемента.

Количество воды = 0,4 x 100 кг = 40 литров / 100 кг цемента или (20 литров / мешок цемента 50 кг).

Посмотрите видео ниже для лучшего понимания.

Испытание для расчета водоцементного отношения.

Теперь, когда вы рассчитали водоцементное соотношение и количество воды из вышеперечисленных шагов. Итак, теперь вам нужно протестировать рассчитанную W / C на практике.

С этой целью Concrete Slump используется для определения удобоукладываемости и консистенции смеси.

Мы написали подробное руководство по тесту на оседание бетона, не забудьте его прочитать.

Спасибо, что прочитали эту статью. Пожалуйста, не забудьте поделиться им.

Читайте также: Установка цемента — процесс, испытания и время.

Класс бетонного гражданского строительства

В этом видеоуроке по строительству можно получить подробную информацию о различных типах бетона, а также о том, сколько воды требуется для таких марок, как M5, M7.5, M15, M20, M25 и т. Д.

Здесь M означает бетонную смесь, а число означает характеристическую прочность бетона на сжатие через 28 дней. Он основан на прямом испытании на сжатие.

Итак, если использовать бетон марки М5, прочность бетона будет 5Н / мм2. Для марки бетона 7,5 прочность бетона будет 7,5 Н / мм2. Будет применимо и для других марок бетона.(N означает ньютон).

Указанные ниже пропорции различных марок бетона и связанного с ним водоцемента: —

Марка		Пропорции смеси (цемент: песок: заполнитель)
M5		1: 5: 10
M7.5		1: 4: 8
M10		1: 3: 6
M15		1: 2: 4
M20		1: 1. 5: 3

Для определения количества воды в бетонной смеси используется следующая формула.

Марка цемента		Вода на мешок (50 кг) цемент
M5		60 литров
M7.5		45 литр
M10		34 литр
M15		32 литр
M20		30 литров

Чтобы получить дополнительную информацию, просмотрите следующий видеоурок, представленный известным инженером Сами Уллахом.

Соотношение воды и цемента

в таблице

бетона

Водоцементное соотношение в бетоне определяет ряд свойств затвердевшего бетона, в первую очередь прочность. Водоцементное соотношение в бетоне — это просто соотношение объема воды и объема цемента в свежей бетонной смеси.Более высокое водоцементное соотношение указывает на высокое содержание воды в бетоне, что приводит к более дешевой смеси и более слабому бетону. И наоборот, низкое водоцементное соотношение указывает на низкое содержание воды, ведущее к более дорогой смеси и более прочному бетону.

Соотношение воды и цемента в бетоне

Все бетонные смеси должны содержать достаточно воды для облегчения гидратации всего цемента в смеси. Дополнительная вода сверх того, что строго требуется для гидратации, также требуется для того, чтобы свежий бетон стал текучим, пригодным для обработки и отделкой.Однако слишком много воды ухудшает прочность и проницаемость затвердевшего бетона.

Определение соотношения воды и цемента

Водоцементное соотношение в бетонной смеси должно включать всю воду. Это должно включать любой лед или иней, свободную влагу на заполнителях, любую воду, содержащуюся в добавках, и любую воду, добавленную после первоначального смешивания.

Расчет водоцементного отношения — это масса воды в смеси, деленная на массу всех цементов, включая дополнительные вяжущие материалы.Это подтверждает тот факт, что требования к содержанию воды пропорциональны содержанию цемента в смеси.

Максимальное соотношение воды и цемента в бетоне

Во всех случаях в Великобритании обычно указывается максимальное водоцементное соотношение в бетонной смеси 0,55. Это необходимо для минимизации содержания свободной воды в смеси, что приводит к чрезмерному просачиванию свежего бетона и большей усадке при высыхании. Максимальное водоцементное соотношение, используемое в бетонной смеси, обычно будет ниже 0.55, чтобы обеспечить выполнение требований либо прочности, либо долговечности.

Соотношение воды и цемента для прочности бетона

Вот почему любые меры, которые могут снизить потребность смеси в воде, также уменьшат потребность в цементе. Сюда могут входить добавки, снижающие водопоглощение, характеристики любых дополнительных вяжущих материалов, тип и класс заполнителей, а также содержание воздуха.

Все, что улучшает удобоукладываемость смеси без добавления воды, является полезным, так как водоцементное соотношение в бетонной смеси может быть уменьшено, улучшая прочность и долговечность, или содержание цемента может быть уменьшено, что снижает затраты без ущерба для прочности.Дополнительную информацию о удобоукладываемости бетона можно найти в нашей публикации «Работоспособность бетона».

Прирост прочности бетонной смеси обратно пропорционален водоцементному соотношению при условии, что гидратация протекает нормально. Это связано с тем, что меньшее количество воды дает больше твердых частиц и меньше пустот в затвердевшем бетоне. Типичные кривые отношения прочности к водоцементу для бетона с вовлеченным воздухом и бетона без него показаны на диаграмме ниже, чтобы проиллюстрировать это.

Соотношение воды и цемента

— определение, значение, расчет

Что такое соотношение воды и цемента?

Отношение количества воды к количеству цемента по весу называется водоцементным соотношением .От этого соотношения зависит прочность и качество бетона.

Количество воды обычно выражается в литрах на мешок цемента. если на один мешок цемента требуется 30 литров воды, водоцементное соотношение будет 30/50 = 0,6.

Водоцементное соотношение должно быть таким, чтобы придавать бетону разумную степень удобоукладываемости, избыток воды влияет на долговечность и прочность бетона.

Меньшее водоцементное соотношение делает бетон непригодным для обработки, в то время как повышенное водоцементное соотношение склонно к расслоению.При неизменном качестве и количестве ингредиентов именно водоцементное соотношение определяет прочность бетона.

Обычно водоцементное соотношение должно составлять 0,4–0,6 согласно Кодексу IS 10262: 2009 для номинальной смеси (M10, M15…. M20).

Значение или важность водоцементного отношения

Изменение объема бетона приводит к появлению трещин, а трещины вызывают разрушение бетона. Теперь можно добавить, что проницаемость является фактором, способствующим изменению объема, при этом более высокое водоцементное соотношение является фундаментальной причиной более высокой проницаемости.

Следовательно, использование бетона с более высоким водоцементным соотношением проницаемость-изменение объема-трещины-дезинтеграция-разрушение является циклическим процессом в бетоне. Следовательно, для прочного бетона использование как можно более низкого водоцементного отношения является фундаментальным требованием для производства плотного и непроницаемого бетона.

Общепризнано, что качество продуктов гидратации и, следовательно, микроструктура бетона в случае низкого водоцементного отношения превосходит качество микроструктуры, которое существует в случае высокого водоцементного отношения.

В бетоне с низким водоцементным соотношением капилляры взаимосвязанной сети настолько мелкие, что вода не может проходить через них, т.е. проницаемость снижается до такого уровня, что эти бетоны почти непроницаемы для воды.

Диффузия хлорид-ионов в таком бетоне в 10-15 раз медленнее, чем в бетонах с высоким водоцементным соотношением. Бетоны с низким водоцементным соотношением менее чувствительны к карбонизации, внешнему химическому воздействию и другим вредным воздействиям, которые вызывают недостаточную прочность бетона.

Низкое водоцементное соотношение и соответствующее покрытие — лучший способ защитить арматурную сталь от коррозии.

Влияние содержания цемента и водоцементного отношения на усадку при высыхании

Появление и использование суперпластификатора произвело революцию в технологии изготовления прочного бетона, резко снизив водоцементное соотношение бетона.

В настоящее время производят текучий самовыравнивающийся бетон с водоцементным соотношением не выше 0.25 или даже 0,20. Этот технологический прорыв в сочетании с использованием цементирующих минеральных добавок позволил производить высокопрочный бетон с высокими эксплуатационными характеристиками.

Однако в бетонах с низким водоцементным соотношением воды недостаточно для полной гидратации всех частиц цемента, происходит только поверхностная гидратация частиц цемента, оставляя значительное количество негидратированной сердцевины из зерен цемента.

Негидратированная сердцевина из зерен цемента составляет запас прочности.Если по какой-либо причине, структурной или окружающей среде, развиваются трещины, негидратированное ядро ​​гидратируется при попадании влаги или воды, проникающих через микро- или микротрещины. Образовавшиеся таким образом продукты гидратации герметизируют трещины и восстанавливают целостность бетона, обеспечивая долговечность.

Как рассчитать соотношение воды и цемента для бетона? Взаимосвязь между прочностью и водоцементностью бетона

Водно-цементное соотношение для средней прочности бетона определяется из приведенного выше рисунка для зависимости прочности бетона от водно-цементного отношения для различных значений 28-дневной прочности цемента на сжатие или ускоренной прочности эталонного бетона.

При отсутствии как 28-дневной прочности цемента на сжатие, так и ускоренной прочности эталонного бетона, можно использовать среднюю кривую зависимости прочности от водоцементного отношения, как показано на рисунке выше.

Проверено на соответствие указанному максимальному соотношению воды и цемента из требований к долговечности. Если вычисленное значение больше максимального указанного значения. Затем принимается максимальное указанное значение.

Чтобы сначала определить количество воды для бетона, нам необходимо рассчитать количество цемента для бетонной смеси.

Например, количество цемента на бетонную смесь составляет 50 кг.

Количество воды = Водоцементное соотношение × Количество цемента в кг

= 0,45 × 50 {Обычно соотношение воды и газа должно составлять 0,4 т 0,6 согласно IS 10262: 2009 , принимая = 0,45}

= 22,5 литра

Теперь у вас есть идея, как рассчитать водоцементный коэффициент для бетонной смеси.

Надеюсь, это вам поможет.

Обязательно поделитесь им с друзьями.

Спасибо!

Также читайте

Как рассчитать количество цемента, песка, заполнителя и воды для бетонной смеси?

Марка бетона и способы их использования — Соотношение бетонной смеси

Предварительно напряженный бетон — определение, методы, преимущества, недостатки

.