Тяжёлые бетоны — группа бетонов с объёмной массой от 1800 до 2500 кг/м3. По принятой в России классификации тяжелый бетон имеет плотность от 2000 до 2500 кг/м3. Тяжёлый бетон применяется как при заливке монолитных сооружений, так и при создании элементов сборных конструкций — дорожных плит, плит перекрытий, фундаментных блоков, свай и т. д.
|
|
Онлайн калькулятор расчета и подбора составов тяжелых бетонов на цементном вяжущем с применением крупного и мелкого заполнителей. С учетом пластифицирующих добавок, метода уплотнения и подвижности бетонной смеси. Расчет примерный, и может отличаться от реального, в зависимости от применяемых материалов, их влажности и других характеристик. Для более точного определения пропорций необходимо производить пробный замес.
Для качественного перемешивания строительных материалов важно помнить, что максимальная загрузка бетономешалки должна быть не более 70% от общего объема.
Краткое описание тяжелых бетонов
Железобетонные изделия для строительства изготавливаются не только на специализированных предприятиях, но и очень часто отливаются непосредственно на возводимом объекте. Без бетона не обходится ни одна стройка. Для создания надежной конструкции с заданными техническими характеристиками используют тяжелый бетон, который в соответствии со строительными нормами обладает объемной массой свыше 1 800 кг/м3.
Отличительные особенности тяжелого бетона
Производство строительных материалов осуществляется в двух категориях: легкие и тяжелые бетонные изделия. Они существенно отличаются по физико-технологическим характеристикам и соответственно по области применения:
Легкие бетоны — производятся на основе «легких» наполнителей, которые значительно снижают объемную массу и повышают теплоизоляционные свойства. К тому же чем легче бетон, тем он имеет большую пористость, а значит низкую гидравлическую сопротивляемость, поэтому изделия из легкого бетона применяются для внутренних неответственных конструкций без сильного динамического разрушающего воздействия.
Тяжелые бетоны — характеризуются высокой прочностью и малой пористостью, что гарантирует отменную стойкость к любым механическим и химическим воздействиям. Строительные материалы из тяжелого бетона применимы для особо ответственных конструкций с открытой (природной) эксплуатацией, в том числе для возведения фундаментов, стен, и заливки полов.
Характеристики тяжелого бетона
Расчет и подбор состава и пропорций тяжелых бетонов осуществляется с учетом требуемых характеристик (свойств):
Прочность — главный показатель способности железобетонных изделий выдерживать разрушающую нагрузку. Именно этот показатель указывает на область применения бетона в высотных зданиях, фундаментах или гидротехнических сооружениях. Показатель классифицируют от В3,5 до В60, что соответствует маркировке пределу прочности от М50 до М1000 (от 5 до 100 Мпа).
Температурное расширение и огнестойкость тяжелого бетона — показатель возможности использования строительных изделий в зонах температурного воздействия. Так, заливка пола из тяжелого бетона имеет коэффициент расширения не более 0,5 мм на погонный метр. Бетон способен выдерживать температуру до 500 градусов (выше происходит разрушение), а при температуре порядка 200 градусов теряется его прочность не более 30%.
Пористость, водостойкость и морозостойкость — смежные показатели, от суммы которых зависит эксплуатационная стойкость железобетонных изделий. Пористость тяжелого бетона не должна превышать 15%. Морозостойкость маркируется по способности выдерживать циклическое замораживание от F50 до F1000. Тяжелый бетон применяется при строительстве каналов и мостов, поэтому их водостойкость в пределах по маркировке W2 — W20 (цифра – показатель воздействия воды в кгс/см2).
Применение тяжелого бетона
Очень важно правильно проводить расчет и подбор состава и пропорций тяжелых бетонов, т.к. от этого зависит марка получаемого бетона и области его применения:
- Особо ответственные конструкции и гидросооружения должны возводиться из бетона марки не ниже М500.
- Ответственные сооружения, фундаменты и стены многоэтажек, плитные основания изготавливаются из бетона М250 – М350.
- Индивидуальное строительство может осуществляться бетонами М150 – М200.
- Неответственные бетонные изделия для дорожек, отмосток и элементов дорожного или ландшафтного дизайна могут отливаться прочностью М50 – М150.
Расчет состава тяжелых бетонов производится по методике в соответствии с ГОСТ 27006 — 86 (1989) «Бетоны. Правила подбора составов» и ГОСТ 7473 — 94 «Смеси бетонные. Технические условия».
Структурные особенности тяжелого бетона
Состав и пропорции используемых составляющих для тяжелого бетона напрямую влияет на его технологические и физические характеристики, поэтому расчет должен проводиться достаточно точным, что удобнее осуществлять на онлайн-калькуляторе. Для отливки качественных бетонных изделий с подходящими техническими характеристиками необходимо учитывать ряд особенностей изготовления тяжелого бетона:
Заполнители используются обязательно двух типов: крупноформатные и мелкие. Крупноформатные заполнители (щебень или гравий) обеспечивают прочность бетона, а мелкий — за счет уплотненного распределения повышает плотность и снижает пористость бетона. Заполнитель крупных форматов с угловатыми формами обеспечивает меньшую усадку отливки и эксплуатационную высокую динамическую прочность. Фракция мелкого заполнителя также влияет на характеристики бетонного изделия: чем мельче, тем плотность и водостойкость повышается. Стоит учесть, что от прочности крупноформатного заполнителя зависит и прочность самой бетонной отливки.
Пластичность бетона или удобоукладываемость — способность бетонной смеси полностью заполнить заливаемую форму с достаточным уплотнением для гарантирования расчетной его прочности. Пластичность маркируют от П1 (минимальная) до П5 (максимальная). Для заливки открытых площадок с применением уплотняющей (вибрационной) техники можно брать бетоны П1, но для сложных конструкций необходимо применять высоко пластичные бетонные растворы от П3 до П5.
Вода – важный расчетный ингредиент, добавление которого сверх нормы не допустимо.
Ошибочно думать, что добавлением воды можно повысить пластичность бетона без вреда его качеству, т.к. падает его однородность и прочность и увеличивается усадка. Для повышения пластичности бетона используют пластификаторы, которые улучшают способность перемещения наполнителей, что гарантирует качественное заполнение формы и легкий выход из отливки воздуха с равномерной структурой всего бетона. Профессиональное строительство обязательно использует пластификаторы.
Подвижность бетонной смеси
Подвижность бетонной смеси – важнейший показатель удобоукладываемости, который показывает возможность метода (ручного или с использованием механизмов) качественного заполнения формы бетонных конструкций различного применения:
Ж2 — применима для массивных железобетонных конструкций и опорных площадок. Обязательно использование виброуплотняющей техники.
Ж1 — бетонные смеси для возведения стеновых конструкций гражданского и промышленного назначения. Заполнение малых форм допустимо производить без механического уплотнения, но объемные изделия изготавливаются только с применением виброуплотнения.
П1 — рекомендуется проводить отливку непосредственно на месте возведения элемента конструкции. Подвижность применима для изготовления тонкостенных изделий с армированием не более 1%. В частном строительстве отливаются плиты, опоры и балки малого сечения с ручным и механическим уплотнением.
П2 — применяется для ответственных армированных (более 1%) конструкций: балки, элементы бункеров и мостов. Изготавливаемые детали обладают повышенной прочностью. В зависимости от формы используется ручное или механическое уплотнение.
П3 — бетон с отличной заполняющей способностью, заливаемый в скользящие опалубки с армированием более 1%. Особо популярен как в частном строительстве, так и коммерческом. В отдельных случаях необходимо для качественного заполнения сложных форм применение вибратора.
П4 — раствор легко заполняет любые формы опалубки без применения вибраторов, поэтому такой бетон очень популярен в частном строительстве: отливка фундаментов, стеновых и плитных конструкций. К тому же раствор с пластичность П4 идеально подходит для заполнения форм с густым армированием более 1%, при этом качество укладки обеспечивается простой штыковкой.
Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, вы можете написать в комментариях ниже.
Общие сведения по результатам расчетов
1. Количество цемента — Общее расчетное количество необходимого цемента на весь объем.
2. Количество воды — Общее расчетное количество необходимой воды на весь объем.
3. Количество мелкого и крупного заполнителей — Общее количество мелкого и крупного заполнителей на весь объем в килограммах.
4. Плотность бетонной смеси — Плотность бетонной смеси в сыром состоянии.
5. В/Ц — Водоцементное соотношение бетонной смеси.
6. Пропорции — Относительное соотношение компонентов бетонной смеси. Ц — часть цемента; П — часть мелкого заполнителя; Щ – часть крупного заполнителя; В – часть воды.
7. Стоимость — Стоимость каждого материала и общая на весь объем.
Расчет бетонной смеси по компонентам
Первое, что необходимо для расчета бетонной смеси, знать расход конкретной марки цемента на 1 м³ бетона. В следующей таблице эти данные представлены:
| Расход цемента в кг. для приготовления 1 м³ бетона | ||
|---|---|---|
| Марка бетона | Цемент М 400 | Цемент М 500 |
| М 100 | 173 | 158 |
| М 150 | 214 | 191 |
| М 200 | 255 | 224 |
| М 250 | 296 | 257 |
| М 300 | 337 | 291 |
| М 400 | 419 | 357 |
На следующем этапе выбирается нужная пропорция основных компонентов бетонной смеси.
Таблица. Пропорции соотношения компонентов (цемент, песок, щебень):
| Марка бетона | Марка цемента | |
|---|---|---|
| М 400 | М 500 | |
| Соотношение пропорций по весу (цемент : песок : щебень) | ||
| М 100 | 1 : 4,6 : 7,0 | 1 : 5,8 : 8,1 |
| М 150 | 1 : 3,5 : 5,7 | 1 : 4,5 : 6,6 |
| М 200 | 1 : 2,8 : 4,8 | 1 : 3,5 : 5,6 |
| М 250 | 1 : 2,1 : 3,9 | 1 : 2,6 : 4,5 |
| М 300 | 1 : 1,9 : 3,7 | 1 : 2,4 : 4,3 |
| М 400 | 1 : 1,2 : 2,7 | 1 : 1,6 : 3,2 |
Почти все компоненты рассмотрены. Осталось определится с водой. Количество воды обычно выражается в частях от веса цемента. Например, если для состава бетона с 25 кг содержанием цемента требуется 12,5 л воды, то водоцементное отношение В/Ц = 12,5 ⁄ 25 = 0,5.
Значения воды/цемента (В/Ц) для бетона, замешанного на гравии (если вместо гравия применять щебень, то к найденному значению В/Ц следует прибавить 0,05):
| Марка цемента | Срок твердения различных марок бетона | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| за 14 суток | за 28 суток | |||||||
| 100 | 150 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | |
| 300 | 0,65 | 0,60 | 0,75 | 0,65 | 0,55 | 0,50 | 0,40 | |
| 400 | 0,75 | 0,65 | 0,85 | 0,75 | 0,63 | 0,56 | 0,50 | 0,40 |
| 500 | 0,85 | 0,75 | 0,85 | 0,71 | 0,64 | 0,60 | 0,46 | |
| 600 | 0,90 | 0,80 | 0,95 | 0,75 | 0,68 | 0,63 | 0,50 | |
В качестве закрепления материала просчитаем требуемое количество компонентов для бетонной смеси М 200, изготовленной из цемента марки М 400:
- Первое, что нам известно исходя из таблиц, что для 1 м³ бетона потребуется 255 кг цемента М 400.
- Следующая таблица дает соотношение цемент : песок : щебень = 1 : 2,8 : 4,8. 255 × 2,8 = 714 кг (требуемое количество песка на 1 м³ бетона). 255 × 4,8 = 1224 кг (требуемое количество щебня на 1 м³ бетона).
- Водоцементное соотношение исходя из таблицы В/Ц = 0,63 + 0,05 = 0,68. Умножаем массу цемента на данное отношение и получаем требуемое количество воды. 255 × 0,68 = 173,4 литра воды потребуется.
Получаем, для бетона М 200 потребуется: 255 кг цемента М 400; 714 кг песка; 1224 кг щебня; 173,4 литра воды. Для сравнение данный результат можно сравнить с результатом, полученным через онлайн калькулятор.
Марки бетона и их применение в строительстве
Выбор марки бетона обуславливается характером его возможного применения и типом возводимого сооружения. Во избежания негативных последствий и для экономической целесообразности строительства, для решения определенного круга задач выбирается конкретный класс раствора.
Бетон М50-М100: отличаются крайне слабой прочностью и подходят лишь для заполнения пустот или создания подстилающих подушек;
Бетон М150: подходит для фундаментов легких одноэтажных зданий, заборов, используется при создании стяжки и изготовлении бордюров;
Бетон М200: применяется для заливки отмостки, фундамента под одноэтажные сооружения, для изготовления дорожек;
Бетон М250: используется для создания ленточных фундаментов для малоэтажных домов и в некоторых случаях, для монолитной плиты;
Бетон М300: наиболее популярная марка бетона в частном строительстве – используется, как при создании фундаментов, так и для изготовления перекрытий, лестниц;
Бетон М350: подходит для сооружения фундаментов под многоэтажные здания, служит материалом для несущих колонн, покрытия для взлетно-посадочных полос;
Бетон М400: находит применения при возведении крупных промышленных сооружении и объектов на воде;
Бетон М500-М1000: обустройство туннелей, мостов, строительство плотин и других стратегических объектов.
Нормативные документы, регламентирующие бетонные работы:
- ГОСТ 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава».
- ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования».
- ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия».
- ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия».
- СНиП 82-02-95 «Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций».
Подведя итог, можно отметить, что все расчеты компонентов легко можно произвести с использованием табличных данных. Однако калькулятор бетона значительно упростит и ускорит данную задачу.
Онлайн калькуляторы и конвертеры:
Загрузка...
