Пропорции бетона (состав пропорции) щебень песок цемент

Пропорции бетона или бетон своими руками

От марки купленного цемента зависит прочность и марка получаемого на выходе бетона. Однако технология приготовления смеси сильно влияет на снижение или повышение прочности бетонного изделия. Из одного и того же мешка цемента можно получить бетон разных марок прочности.

Расчёт пропорций бетона, для приготовления смеси

Цемент должен быть приобретён с крупного, сертифицированного завода. Это поможет предотвратить использование фальсификата. Смеси из некачественного цемента не будут отвечать требованиям прочности и долговечности конечного изделия.
На фирменном мешке цемента есть таблица с рекомендациями по смешиванию и количеству добавок. Важно знать, что используя цемент марки 500, можно получить любую марку бетона. Всё заключается в пропорциях песка, цемента, воды и щебня.

Марки бетона

Согласно классификации, в зависимости от прочности, бетон бывает марок М100, М150, М200, М250, М300, М400 и М450. Чем выше цифра, тем прочнее бетон. Прочность бетона определяет максимальную нагрузку, которую он может нести на себе. Для легкото одноэтажного строения, достаточно будет марки М100-150. Если здание имеет несколько этажей и на фундамент будет возлагаться серьёзная нагрузка, то нужено прочное основание. Для того, чтобы приготовить бетон своими руками, важно знать рецепт, а точнее пропорции его составляющих.

Пропорции цемент песок – щебень

для приготовления бетона различных марок их цемента М400

Бетон марки М100. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 231 литра бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 230 кг песка + 350 кг щебня.

Бетон марки М150. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 189 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 175 кг песка + 285 кг щебня.

Бетон марки М200. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 160 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 140 кг песка + 240 кг щебня.

Бетон марки М250. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 128 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 105 кг песка + 195 кг щебня.

Бетон марки М300. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 122 литра бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 95 кг песка + 185 кг щебня.

Бетон марки М400. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 92 литра бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 60 кг песка + 135 кг щебня.

Бетон марки М450. Одного мешка цемента М400, весом 50 кг, хватит на приготовление 86 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 55 кг песка + 125 кг щебня.

Пропорции цемент – песок – щебень для приготовления бетона различных марок их цемента М500.

Бетон марки М100. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 267 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 290 кг песка + 405 кг щебня.

Бетон марки М150. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 217 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 225 кг песка + 330 кг щебня.

Бетон марки М200. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 184 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 175 кг песка + 280 кг щебня.

Читайте также:

Виниловая плитка выдерживает УФ

Бетон марки М250. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 148 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 130 кг песка + 225 кг щебня.

Бетон марки М300. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 139 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 120 кг песка + 215 кг щебня.

Бетон марки М400. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 107 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 80 кг песка + 160 кг щебня.

Бетон марки М450. Одного мешка цемента М500, весом 50 кг, хватит на приготовление 95 литров бетонного раствора. При этом состав пропорции будет следующим: один мешок цемента 50 кг + 70 кг песка + 145 кг щебня.

Зная объём бетономешалки, можно без труда рассчитать пропорции для смешивания.

Дополнительные добавки для бетонных растворов.
Существует множество добавок для приготовления бетонных растворов. Они могут быть как узконаправленными, так и комбинированных свойств.
– Для работы в условиях пониженных температур, добавляют специальные вещества, которые позволяют работать при минусовых температурах. Расчёт количества таких добавок производят в зависимости от погодных условий.
– Есть добавки, использующиеся при ускоренных темпах работ. Они позволяют схватиться и затвердеть, бетонной конструкции, в несколько раз быстрее.
– Пластификаторы разных видов, как сухие, так и жидкие, используются для придания эластичности раствору. Его часто применяют при кладке кирпича и блоков разных видов.
– Фибра волокно – применяют для дополнительного, внутреннего армирования бетона. Это мелкие частицы полиуретановых волокон, которые повышают прочность готового изделия.

Правила укладки бетона

Заливка бетона должна производится в полностью подготовленную и армированную форму. Об этом стоит позаботиться заранее, устранить места протекания и удостоверится в надёжности конструкции.
Весь массив бетонной заливки нужно заполнить в кротчайшие сроки, чтобы не было наслоений и наплывов новой массы на старую. В таких случаях бетонное изделие не набирает нужную прочность и становится ломким. Если нет возможности залить большой объём – работа производится частями с отдельным армированием по расчёту прочности.
Избыточная вода в растворе не допустима. Она создаёт в готовой конструкции мелкие каверны при высыхании. Марка прочности переувлажнённого бетона значительно снижается и при минусовых температурах может произойти разрушение конструкции.
Использование вибратора нужно при работе с бетонными заливками любой сложности, он позволяет равномерно распределить смесь и избавится от пустот, путём выталкивания пузырьков воздуха.

Воспользовавшись представленной информацией, Вы можете самостоятельно приготовить бетон различной марки. Важно знать бетон пропорция песка – цемента – щебня и количество воды.

Состав бетона — соотношение цемента, песка и щебня

Бетон представляет собой универсальный строительный раствор с широкой сферой применения: от заливки фундамента до тротуарной плитки. Вяжущим компонентом (самым дорогим) в нем является цемент, для увеличения прочности и объема в смесь вводятся щебень или гравий, а для равномерного заполнения пустот — мелкофракционный песок.

В некоторых случаях используются специальные присадки и добавки-пластификаторы: армирующие, гидроизоляционные или противоморозные, но их процентная доля в общей массе весьма незначительна. От выбранных пропорций приготовления бетона напрямую зависят его свойства и эксплуатационные характеристики: прочность, сопротивление нагрузкам и деформациям, водонепроницаемость. Также многое связано с чистотой и качеством компонентов, для получения раствора определенной марки необходимо подбирать соответствующие стройматериалы.

При проведении расчета соотношения используемых ингредиентов, за единицу измерения принимается количество цемента. Пропорции исчисляются весом или объемом, чаще всего под одной частью подразумевается 10 кг или 1 ведро стройматериалов. На практике это означает, что если рекомендуемое нормами соотношение составляет 1:2:4, то для 10 кг цемента потребуется 20 песка и 40 щебня или гравия. Вода, как правило, не указывается, подразумевается, что ее расход стандартный (1:0,5), то есть для упомянутого примера нужно развести сухие компоненты пятью литрами. Многое зависит от марки связующего, для приготовления раствора с высокими прочностными характеристиками обычно применяется портландцемент М400 или М500. Соотношение компонентов определяется СНиП 5.01.23-83, в частности:

Читайте также:

Аквасторож: система защиты от протечек

Рекомендуемое и чаще всего используемое соотношение в бетоне цемента, песка и щебня — 1:3:6, вода добавляется в зависимости от требуемой пластичности (но не более 1 части). Многое зависит от качества приобретенного сырья, отдельно учитываются такие факторы, как: способ замеса (ручной или с помощью бетономешалки), рыхлость и влажность песка, лещадность и прочность щебня и другие характеристики. Рекомендуется провести представительный расчет параметров заполнителя и определиться с методом отмеривания ингредиентов. Взвешивать стройматериалы неудобно, к тому же одно ведро или часть песка имеют разный вес, в зависимости от рыхлости и влажности.

Поэтому отмер проводится для просушенных компонентов, с раздробленного камня или гравия вода стекает быстро. Существует способ для определения нужного соотношения и величины порций: в одно ведро поочередно (без трамбовки) засыпаются цемент, песок и щебень. Масса или объем вводимых модифицирующих добавок обычно игнорируется: на 10 л бетона приходится не более 50 г клея ПВА или других пластификаторов. После взвешивания ведра (или любой подходящей емкости) легко перевести нормативные пропорции цемента и песка в число отмеряемых частей. Таким образом определяется рыхлость наполнителей и снижается влияние величины влажности.

Существуют определенные требования при подготовке компонентов, в частности:

1. Песок используется мытый, без глины и посторонних примесей, желательно однородный (с разбегом фракций до 1–2 мм). Большие объемы просеивать трудно, но любые крупные органические элементы (корни или щепки) сгнивают и ухудшают прочность бетона, поэтому их следует убрать.

2. Не рекомендуется покупать в качестве наполнителя речную гальку. Оптимальную прочность раствору дает шероховатый щебень из размолотых твердых пород с квадратными фракциями.

3. Для приготовления нужен сухой и сыпучий цемент с высоким содержанием силикатов кальция (не ниже 78 %). Для долговечных конструкций из бетона следует купить портландцемент не ниже М400, причем лучше сделать это не раньше, чем за две недели до начала работ (иначе он отсыреет).

При замесе большого объема раствора требуется бетономешалка, в данном случае составляющие засыпаются в воду (а не перемешиваются между собой). Для получения бетона хорошего качества целесообразно использовать наполнитель разных фракций. Большое количество пустот увеличивает расход самого дорогого компонента — цемента, а это недопустимо.

Пропорции бетона.

Оптимальные пропорции бетона можно получить смешением четырех компонентов: щебня, цемента, песка и воды. Первый компонент является связывающим звеном в смеси, делая её однородной и достаточно густой.

В некоторых случаях допустимо использовать гравий вместо щебня, но в таком случае он должен состоять из различных фракций. Как правило, входящие в состав гравийной смеси плоские и широкие камни не должны превышать 10% от её объема. Также недопустимы посторонние добавки и примеси в гравии, поскольку они могут негативно повлиять на прочность готового фундамента. Онлайн расчет состава цементного раствора.

Выбирая другие компоненты, тоже необходимо соблюдать необходимые требования. Речной песок является идеальным выбором в качестве компонента. Категорически не рекомендуется использовать песок с примесью глины, полностью снижающей прочность бетона и делающей раствор жирным. Из-за свойства глины сжиматься и разбухать под действием воды, на поверхности материала будут образовываться трещины, причем еще на стадии затвердевания. Спустя какое-то время, фундамент распадётся из-за большой концентрации глины.

Читайте также:

Весенний декор подушек

В отличии от гравия, размер фракции щебня должен быть в диапазоне от 1 до 2 см, являющимся самым оптимальным вариантом. Щебень должен быть чистым и не содержать никаких примесей.

Люди, не имеющее опыта в строительстве, ошибочно полагают, что чем больше цемента будет насыпано в раствор, тем лучше. Однако на деле всё не так. Избыток компонента приведёт к тому, что монолитная конструкция распадётся на куски. Именно поэтому необходимо соблюдать пропорции бетона, установленные ГОСТом.

Количество цемента напрямую зависит от назначения будущего раствора. Если целью является фундамент, как правило, используется цемент марки М 500.

Что касается воды, то она обязательно должна быть чистой и не содержать в себе каких-либо примесей. В том числе недопустимо попадание частиц бензина, масла или краски, которые приведут к ухудшению прочности и расслоению бетона.

Приготовление бетона по пропорциям.

Качественных материалов будет недостаточно для постройки фундамента из бетона. Необходимо уметь замешивать бетон и знать несколько нюансов приготовления.

Если для приготовления смеси вы будете использовать бетономешалку, после включения данной машины, нужно придерживаться такого порядка действий.

1. Первым делом в устройство подают немного воды. Впоследствии, в воду добавляется цемент и размешивается с водой до однородного состояния.

2. Следующим этапом необходимо засыпать немного песка. Нельзя сыпать весь песок разом, делать это нужно постепенно, небольшими партиями.

3. Перемешав песок с остальными компонентами в однородную смесь, можно сыпать щебень и оставленную часть воды. Все компоненты добавляются понемногу и до того момента, пока раствор не станет однородным, тоже самое касается и воды.

Добавив слишком много воды в смесь, вы получите слишком жидкий раствор и как следствие, низкую прочность фундамента. Соответственно, малое количество воды приведёт к чрезмерной густоте бетона. С таким бетоном очень тяжело и неудобно работать, его будет трудно заливать в опалубку и разравнивать.

Поэтому, необходимо знать оптимальные пропорции бетона. Не учитывая воду, соотношение компонентов должно быть 1:3:5, соответствующее цементу, песку и щебню. То есть, в случае если вам необходимо 1 кг цемента, то песка понадобится 3 кг, а щебня 5 кг. Именно такую формулу используют для закладки фундамента в ходе частного индивидуального строительства. В зависимости от предназначения, соотношение воды и цемента может варьироваться от 0,4 до 0,7.

Марки, пропорции бетона.

Для получения той или иной марки бетона, потребуется различное соотношение компонентов. Наиболее прочным считается бетон М450, в то время как марки вроде M100 и M200 более хрупкие.

Рассмотрим соотношение трех компонентов на примере разных марок бетона

Бетон М100 – 1:5,8:6,1 (цемент:песок:наполнитель)
Бетон М200 – 1:3,5:5,6 (цемент:песок:наполнитель)
Бетон М300 – 1:2,4:4,3 (цемент:песок:наполнитель)
Бетон М400 – 1:1,6:3,2 (цемент:песок:наполнитель)
Бетон М450 – 1:1,4:2,9 (цемент:песок:наполнитель)

Если внимательно изучить пропорции бетона различных марок, то можно проследить определенную тенденцию, в которой количество песка и наполнителя уменьшается относительно цемента. Чем выше марка бетона, тем меньше разница между компонентами.

Чтобы получить хороший раствор для фундамента, лучше всего использовать цемент марки М 500. Изучив все составляющие для получения качественного раствора, важно помнить, что с приготовленным раствором нельзя медлить, поскольку бетонная смесь быстро затвердевает и не подлежит хранению. Полученный бетон нужно использовать в первые два часа после приготовления.

Если работы по заливке фундамента проводятся в зимнее время или в очень холодных местах, тогда необходимо использовать теплую воду, поскольку на холоде бетон затвердевает быстрее, чем в теплые времена года. Кроме того, в зимнее время рекомендуется использовать специальные добавки, которые добавляют непосредственно в сам раствор. Это делается для сохранения свойств бетона, поскольку пропорция компонентов бетона не является единственным решающим фактором.

Как применять расширяющийся (саморасширяющийся) цемент для заделки трещин, характеристики, проиводители

Расширяющийся цемент — это инновационный связующий материал, который отличается особыми свойствами и преимуществами. Его разрабатывали для узкопрофильных строительных работ, поэтому применение в частном строительстве неоправданно.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы представляют собой группу стройматериалов, которым свойственны отличительные технические характеристики и качества. Их можно классифицировать по свойствам и используемому исходному сырью, определяющим конечные свойства и поведение смеси:

Глиноземистые разновидности способны увеличиваться в объеме во время гидратации, что позволяет сохранять правильную форму без трещин, деформаций с небольшой усадкой.
Безусадочные материалы по мере затвердевания увеличивают объем, но когда обретают конечные прочностные показатели, не изменяются в размерах.
Напрягающий тип эффективен при возведении конструкций из железобетона.

Для достижения расширяющего эффекта используются следующие присадки:

Соединения алюминия.
Магниевые реагенты.

Увеличение в объеме обусловлено и наличием гипса, который вступает в реакцию с жидкостью. Расширяющийся портландцемент сохраняет прочность и даже становится более плотным. Это придает ему ряд преимуществ над традиционными пористыми бетонами.

Напрягающий тип выполняет роль растяжителя, поскольку он способен удлинять армированные каркасы в процессе гидратации, обеспечивая внутреннее напряжение стали и поднимая несущие способности конструкции.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
Устойчивость к скачкам температуры.
Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

Классификация по составу

Цементные составы с саморасширяющими свойствами, продающиеся в Москве, могут отличаться типом исходного сырья и присадок, на основе которых они изготовлены. С учетом этих особенностей существует классификация по составу.

Глиноземный цемент

Глиноземистые цементы являются наиболее востребованными в группе вяжущих материалов с расширяющими свойствами. Их называют алюминатными.

Алюминатные с характерными добавками.
Простые глиноземные..

По специфике состава и эксплуатационным характеристикам они практически идентичны, но некоторые особенности отличаются.

Состав. Алюминатные цементы состоят из клинкера, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. В составе глиноземистых разновидностей присутствует только высокоглиноземистый шлак (его доля равна 70%) и двуводный гипс.
Показатели расширения. В первые сутки они составляют 0,05% для обеих типов. Через 28 суток алюминатный тип расширяется на 0,02%, а классический — на 0,1%.
Схватывание и твердение. Процесс схватывания алюминатных цементов занимает не больше 10 минут, а полное затвердение происходит за 1 час. Простой глиноземистый состав твердеет 4 часа.

Допускают проведение строительных работ при морозе до -25°C. Это делает их востребованными для зимнего периода.
Соответствуют стандарту морозостойкости F200. Глиноземный цемент широко используется при возведении построек в северных регионах.

Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
Процесс полного уплотнения занимает около 28 суток.

Портландцементы

РЦ-смесь на основе портландцемента содержит в своем составе массу присадок и основополагающих компонентов:

Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
ПЦ, негашеная известь и полимерные присадки. Увеличение в объеме обусловлено появлением газовых пузырьков из-за гидратации воды и извести. К минусам вяжущего компонента относят быстрое расширение с небольшой усадкой. Расширяющиеся тампонажные цементы из этой группы предназначаются для заделки пустот и швов, где важно достичь высокой герметизации.
Соединения портландцемента и гипса с минеральными компонентами. Нередко глиноземистый шлак заменяется составом на основе сульфата кальция и алюминия.

Дополнительные требования

Требования к расширяющим составам на базе ПЦ и глинозема регламентируются нормами ГОСТ 30515-97. Согласно установленным требованиям, материал должен соответствовать качеству и проходить ряд тестов.

Для изготовления смеси используется клинкер с правильным составом и ссылкой на ГОСТ 310.3.
В составе должны присутствовать специальные добавки, определяющие свойства конечной продукции.
При фасовке цемента допускается использование бумажных и полимерных пакетов, герметичных контейнеров.
Состав можно хранить в течение заданного срока.

Применение

Существует широкий спектр задач, для которых может применяться РЦ. К ним относится:

Обустройство чаш ванных, саун и бассейнов, включая уличные конструкции. Для такой работы задействуются водонепроницаемые составы, которые лишены проблемы усадки, поскольку даже передовые гидроизоляционные слои не могут гарантировать защиту от растрескивания днища.
Производство штукатурок для уличной отделки, где важно достичь максимальной прочности герметизации.
Проведение ремонта фасадов и внутренней части постройки, заделывание трещин и стыков.
Ремонтная склейка железобетонных конструкций.
Добыча больших глыб скальных пород при «тихом взрыве». Метод предусматривает проделывание щели, куда помещается цементный раствор. По истечении заданного времени он расширяется в объеме и выталкивает наружу глыбы породы. За счет доступности и экологичности способ пользуется большой популярностью.

Ремонт бетона

Использование РЦ для ремонта бетонных конструкций выполняется по тем же принципам, что и в случае с простым цементным раствором. Однако есть некоторые особенности и правила, которых нужно придерживаться:

Обрабатываемая поверхность предварительно очищается от любых загрязнений и аморфного налета.
Перед использованием раствора основа и армированные элементы поливаются водой.
Чтобы создать качественный раствор, расширяющую смесь нужно соединить с песком в пропорции 1:2, залить водой и тщательно перемешать.
Для нанесения раствора допускается использовать пневмонабрызгиватель и специальные строительные шприцы.
Изделие покрывается полиэтиленом и поддерживается во влажном состоянии еще неделю.
Нельзя соединять цемент с расширяющими свойствами с классическими разновидностями смеси.

Для заделки трещин

С помощью расширяющего состава можно заделать трещины или места щелей. Чтобы провести такую работу, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Состав для заделывания тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм создается по следующим пропорциям: 1 часть РЦ соединяется с 1 частью песка, заполнителя и воды.
Для заделки повреждений шириной 0,5-3 мм используется такой рецепт: 1 часть цементной смеси размешивается с 2 частями песка крупностью 1,0 и водой.

Компании-производители

На рынке цементных составов продается продукция от некоторых отечественных брендов, выпускаемых Пашийским металлургическим цементным заводом и MasterEmaco.

Составы первой компании продаются в 2 типах: глиноземистый цемент и напрягающий. Вторая торговая марка разрабатывает пластифицированные материалы. Мешок весом 25 кг такой продукции обойдется в 1,6 тыс. руб.

Что такое расширяющиеся цементные смеси?

Понятие расширяющийся цемент включает в себя целую группу смесей, которые в процессе гидратации не только приобретают прочность, но и увеличиваются в объеме. Принцип их действия напоминает «работу» монтажной пены, хотя, конечно, степень расширения куда скромнее.

Расширяющиеся смеси производятся на разных основах, но чаще вяжущее в их составе представляет собой несколько компонентов. В их роли выступают:

клинкерный ПЦ;
цемент на основе глиноземистого шлака;
гипс для ускорения твердения.

Увеличение объема классическим цементным растворам обеспечивает введение от 5 до 20% расширяющегося компонента. Как правило, это различные соединения алюминия, кальция, реже – магния. При контакте с водой они распадаются и изменяют свой объем. Вместе с ними происходит и расширение цемента, причем без потери прочности, как это бывает при порообразовании в ячеистых бетонах.

Отличаются высокой стоимостью, а технические характеристики цемента разного происхождения при этом могут значительно различаться. Поэтому перед покупкой очень важно определить сферу применения стройматериала и условия его работы, так как большинство смесей являются узкопрофильными и могут оказаться малоэффективными.

В индивидуальном строительстве есть смысл купить РЦ для ремонта и склейки частей железобетонных конструкций (фундаментные блоки, плиты перекрытий), а также цементного оштукатуривания поверхностей. Но основными потребителями таких смесей остаются крупные строительные объекты, гидросооружения и заводы по производству ЖБИ. Причина – узкая «специализация» безусадочных цементов и высокие цены на них.

Практически все виды бетонов в процессе застывания дают некоторую усадку. Это происходит, когда из свежезалитого монолита постепенно выходят остатки воздуха, а заполнители под собственным весом проседают и уплотняются. Избежать изменения размеров конструкции помогает вибрационное воздействие, но это не всегда удобно. В таких случаях можно купить расширяющиеся смеси, которые, благодаря своим свойствам, компенсируют усадку жидкого раствора.

Большинство составов, способных расширяться, обладают водоотталкивающими характеристиками. Отсюда и еще одна возможность – гидроизоляция сооружений. Свойство же расширяющегося раствора заполнять собой пустоты обусловило широкое применение таких цементов для ремонтных и восстановительных работ.

1. Расширяющийся портландцемент.

Маркируется как РПЦ и изготавливается с применением доменного шлака, который значительно увеличивает прочность бетона. Изменения в объеме происходят только в водной среде, для чего его следует пропаривать – от простого полива эффекта не будет.

В зависимости от интенсивности ТВО бетон на основе портландцемента застывает через 30-80 ч. Однако изменение его объема происходит нелинейно, отчего нарушается геометрия поверхностей. По этой причине не следует использовать РПЦ в качестве финишной штукатурки.

2. Гипсоглиноземистый.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся (маркируется ГГРЦ) на 70% состоит из шлака и на 30% – из гипса. Он не просто увеличивает свой объем, но и способен сохранять его. Причина в том, что двуводный гипс обеспечивает раствору очень быстрое схватывание.

Но абсолютно безусадочным его назвать нельзя, так как ГГРЦ все же немного проседает при застывании на воздухе, а «растет» он только в водной среде. Еще одна отличительная особенность этого состава – возможность использования при низких температурах (до -25 °С) и сохранение свойств даже при их частой смене. Поэтому гипсоглиноземистый РЦ чаще всего применяется в зимний период и в межсезонье.

Однако в работе с гипсовой смесью следует помнить, что этот материал не дружит с водой. Расширяющийся глиноземистый цемент утрачивает часть своих характеристик в одновременно жарких (свыше +35 °С) и влажных условиях. Но после окончательного застывания бетона эта проблема исчезает.

Из гипсоглиноземистых вариантов запрещено возводить любые конструкции, которые будут испытывать высокие тепловые нагрузки от +80 °С.

Наиболее молодой вид РЦ, изготовленный путем смешивания портландцемента с пластифицирующими добавками без участия шлака. От обычного РПЦ отличается высокими прочностными характеристиками и вполне прогнозируемым линейным расширением. Такие свойства позволяют применять портландцемент там, где требуется получить ровную поверхность: в дорожном строительстве, при устройстве выравнивающих стяжек.

В большинстве случаев его использование экономически целесообразно, так как нет необходимости применять пластифицированную смесь в чистом виде. Достаточно просто внести какую-то ее часть в основной рабочий раствор.

Расширяющийся цемент, обладающий высокой водоотталкивающей способностью, нашел широкое применение как гидроизоляционный строительный материал. Он востребован там, где ж/б конструкции находятся под постоянным воздействием воды: шлюзы, резервуары различного назначения, тоннели, подземные канализационные системы.

К этой группе относятся два вида РЦ, разделенного по степени усадки:

Расширяющийся (ВРЦ) производят на основе глиноземистого цемента (его содержание в массе – около 70%) и 20% гипса. Остальные 10% – это гидроалюминат кальция. Относится водонепроницаемый РЦ к быстротвердеющим составам, так как начинает схватываться уже через 5-10 мин.

Безусадочный цемент (ВБЦ) по своему химсоставу очень похож на описанный выше, только пропорции выглядят несколько иначе:

75% – глиноземистый цемент;
7% – двуводный гипс;
18% – гидроалюминат.

Второй тип гидроцемента характеризуется незначительным увеличением объема.

Отличается от прочих видов материалов повышенной непроницаемостью для воды и различных газов. Кроме того, он очень быстро набирает высокую прочность, уже в первые сутки его класс прочности соответствует В15, а по истечении срока полного твердения – В50. Состав у напрягающего раствора примерно такой:

75 % портландцемента;
15 % цемента на основе доменного шлака;
10 % гипса.

Свое название напрягающий цемент получил из-за особого действия на арматуру в ж/б конструкциях. В процессе расширения бетона на основе НЦ в стальных прутьях возникает предварительное напряжение. Цементный напрягающий камень, все больше увеличиваясь в объеме, как бы растягивает их, создавая немалое усилие от 700 до 4000 кПа. Это и обеспечивает ЖБИ улучшенные эксплуатационные характеристики: особую прочность, устойчивость к появлению трещин и воздействию воды.

Такие свойства оказались полезны для изготовления и омоноличивания особо ответственных конструкций; плит перекрытий и стеновых панелей, резервуаров, сборных ж/б элементов мостов.

Напрягающий цемент имеет свою внутреннюю классификацию, где каждая марка в разной степени влияет на арматуру. Чем больше цифра в обозначении, тем выше в стержнях будет уровень самонапряжения:

НЦ 10 (практически не оказывает напрягающего влияния на арматуру и приравнивается к обычным безусадочным);
НЦ 20;
НЦ 40;
НЦ 60.

Самой популярной из перечисленных марок является напрягающий цемент с обозначением НЦ 40, достойный отдельных слов в нашем описании. Ведь при строительстве или облицовке различных объектов, применение НЦ 40 позволяет вовсе отказаться от гидроизоляционных мероприятий. А это уже отличный способ сэкономить на стоимости гидрозащиты и приблизить срок окончания работ. Цементы напрягающего действия способны расширяться до 1-2 % от своего первоначального объема.

Расширяющийся цемент

Специализированный состав на основе цемента с добавками, которые позволяют бетону быстро набирать прочность и увеличиваться в размерах.

Назначение и виды

В зависимости от используемой добавки, цемент приобретает дополнительные свойства:

гипсоглиноземистый;
водонепроницаемый;
расширяющийся шлакопортландцемент;
напрягающий;
расширяющийся портландцемент;
безусадочный.

Гипсоглиноземистый цемент по ГОСТ 11052-74 служит базой для создания расширяющихся бетонов и растворов, которые в свою очередь применяются для создания непроницаемости соединений, влагоотведения строений.

Водонепроницаемый раствор необходим для строений, подверженных коррозии, арматура в таком растворе будет служить долго. Используют для помещений с высокой влажностью для ремонта швов.

Расширяющийся ШПЦ благодаря быстрому затвердеванию и набору необходимой прочности используется для герметизации и уплотнения отверстий, соединительных швов.

Напрягающий бетон ГОСТ Р 56727-2015 показан для использования на поверхностях, испытывающих высокие нагрузки, автомобильных трасс, авиаполос, для постройки фундаментов в сложных условиях и болотный местности, для резервуаров с агрессивным содержимым. Это обусловлено тем, что данный вид бетона не восприимчив к влаге.

Расширяющийся портландцемент набирает прочность в условиях высокой влажности, подходит для строительства и ремонта мостов, плотин, тоннелей, сооружений, находящихся в постоянном взаимодействии с влагой.

Безусадочный цемент не дает усадки при использовании, что характерно для других бетонов. Он стойко переносит высокие температуры и воздействия химических реагентов. Используется в заливке фундаментов.

Состав и характеристики расширяющегося цемента (бетона)

Вид	Состав	Характеристика
Гипсоглиноземистый	Смешанный измельченный глиноземистый клинкер и гипс	Схватываемость от 10 мин. до 4 ч.; прочность – 3 день; лин. расширение от 0.1 до 0.7 %
Водонепроницаемый	Глиноземистый клинкер, водный гипс, гидроалюминат кальция	Мгновенная схватываемость: от 4 до 10 мин.; прочность – 28 день; лин. расширение

Расширяющиеся составы от других отличают характерные особенности:

стойкие к колебанию погодных условий;
высокопрочные;
имеют повышенную стойкостью к разрушению;
высокая устойчивость к влаге дает возможность применять бетон в условиях экстремальных температур;
повышенная сцепляемость составов обеспечивает плотное прилегание и заполнение поверхностей.

Для частого использования раствор не подходит, он имеет несколько сдерживающих факторов:

высокий ценовой сегмент продукта;
узкая специализация;
множество подделок;
малый период хранения;
предоставление необходимых условий для достижения нужных показателей состава.

Области применения

Для расширяющихся составов характерна узкая направленность. Они не применяются в общестроительных и отделочных работах из-за высокой стоимости продукта.

Используют составы для заполнения образовавшихся микро- и макротрещин в железобетонных конструкциях.
Выступая в роли связующего, впрыскиваемый или наносимый цемент стягивает края разрывов, не оставляя места для возникновения конденсата, коррозии и новообразований.
Оштукатуривание фасадов из пористых материалов. Здесь все просто, чтобы снизить использование общестроительных смесей при отделке, наносят расширяющийся бетон. Он, попадая в структуру материала, приобретает его форму, не оставляя углублений. Получается монолит, стойкий к переменам погоды.
Горнодобытчики используют цемент для разведки и тяжелой работы в труднодоступных участках: они его применяют вместо взрывателя для получения больших частей месторождений.

В заведенные под нужный участок траншеи заливается смесь.
Схватываясь, она занимает все пространство, выталкивая огромные куски.

Чтобы построить в прямом смысле на века, используют состав для создания прочного монолитного соединения между стенами и перекрытиями домов. При нанесении цемента получается непроницаемый материал способный равномерно распределить нагрузку.

Бетон расширяющийся: свойства, сферы применения, нюансы изготовления

Бетон расширяющийся (ГОСТ 32803-2014) — это материал, содержащий в своем составе напрягающий цемент или специальные расширяющие добавки для формирования предварительного напряжения конструкций в период твердения смесей.

В результате таких условий схватывания раствора, удается получить расширяющийся бетон, обладающий повышенной плотностью, водонепроницаемостью и долговечностью (см. видео в этой статье).

Объемные деформации конструкций

При производстве железобетона, во время гидратации цемента образуются коллоидные и кристаллические образования, которые по-разному могут влиять на процессы деформации, происходящие в цементном камне.

Коллоидные образования в период твердения смесей уплотняются и способствуют появлению усадочных раковин. А образуемые кристаллы, при определенных температурных условиях в момент гидратации цементного камня, могут увеличиваться в объеме, провоцируя тем самым тепловое расширение бетона, приводящее к появлению трещин на поверхности конструкций.

Усадочные деформации

Усадка по механизму возникновения делится на два вида.

усадочное напряжение (расширение)
усадочная деформация.

Интенсивность протекания таких деформаций зависит от показателей влажности и температуры окружающей среды.

Изменения, происходящие в результате усадочной деформации, в сочетании с таким явлением, как линейное расширение бетона, значительно снижают трещиностойкость и долговечность сооружений. Первооснова усадки — это протекающий в течение некоторого времени процесс снижения линейных размеров смеси, вызванный физико-химическими реакциями, происходящими на тот момент в структуре изделия.

Усадочные процессы можно распределить на несколько этапов:

пластическая деформация, происходящая в момент схватывания смеси;
усадка, вызванная последующим твердением смесей (до 28 дней);
деформации, происходящие в зрелом возрасте (более 28 дней).

Коэффициент усадки представляет собой условное процентное отношение изменения начального объема материала в сравнении с его конечным значением, и обычно не превышает 1,5%.

Линейная температурная деформация

Линейное расширение — это объемные трансформации, происходящие в структуре материала под воздействием внутренних или внешних температурных факторов.

Коэффициент линейного расширения железобетона (α). Это относительное увеличение линейных размеров конструкций при повышении температуры на 1 K в стандартных условиях.
Коэффициент теплового расширения бетона. Его величина, зависит от температуры и сравнительной влажности окружающей среды. Данный параметр неразрывно связан с показателем теплопроводности материала.

На заметку: Последнее значение представляет собой способность изделия аккумулировать, или проводить тепло через свою структуру. Чем выше плотность — тем выше этот параметр.

Коэффициент линейного расширения бетона. Равен 0,00001 (°С) -1 — то есть, при повышении температуры до +50°С, линейное расширение будет иметь значение 0,5 мм/м.
Коэффициент расширения бетона. Также зависит от марки цемента и состава заполнителей.

Заполнитель и цементный камень владеют разными коэффициентами теплового расширения. Поэтому, при изменении температурных условий эти компоненты ведут себя неодинаково, в результате чего возникают объемные напряжения в структуре изделия, способствующие образованию трещин как на поверхности, так и внутри материала.

Для предотвращения трещинообразования, температурного расширения и усадочных деформаций в современном строительстве предусмотрен целый комплекс мероприятий:

расширительные швы в бетоне (деформационные или температурные);
повышение частоты армирования конструкций;
разделение монолитных поверхностей на отдельные автономные блоки и др.

Однако все эти методы значительно повышают себестоимость строительства и не всегда действуют результативно в отношении повышения эксплуатационных характеристик. Наиболее эффективным способом устранения вышеописанных недостатков является использование расширяющихся и напрягающих вяжущих.

Расширяющиеся и напрягающие бетоны

Бетоны напрягающие — это смеси на основе напрягающих цементов, способные в начальной фазе твердения увеличиваться в объеме и растягивать находящуюся в непосредственном контакте арматуру, которая в результате таких процессов получает эффект самонапряжения (обжатия).

Причем, арматурные стержни растягиваются независимо от их направления и схемы расположения в структуре изделия, что способствует получению двухосного объемного самонапряжения конструкций.
Механизм действия расширяющихся материалов основан на создании контролируемого направленного кристаллообразования в период твердения цементного камня, что способствует регулированию процесса объемных деформаций в пластической структуре изделия.
Применение расширяющихся быстротвердеющих бетонов, благодаря регулируемому линейному расширению, позволяет значительно компенсировать последствия усадочных деформаций, повысить трещиностойкость и сроки эксплуатации зданий и сооружений.

Свойства

В практике существуют два основных вида расширяющихся материалов:

с нормируемой величиной обжатия;
с компенсированной усадкой, но с ненормируемым самонапряжением (обжатием).

Помимо этих категорий, можно выделить в отдельную группу расширяющиеся мелкозернистые смеси, применяемые для ремонтно-восстановительных работ.

Основные характеристики напрягающих бетонов (ГОСТ 32803-2014):

Для тяжелого предусматривают следующие классы на сжатие: B20—B90; на растяжение — B_t0,8—B_t4,0.
Для легкого: на сжатие — B10—B40; на растяжение — классы B_t0,8—3,2.
С учетом величины напряжения, бетон классифицируют по следующим маркам: Sp0,6—4,0.

Подсказки: марки по самонапряжению Sp 0,6—1,0 относят к разряду бетонов с компенсированной усадкой, а классы Sp 1,2—4,0 к расширяющимся смесям с нормируемым обжатием.

По морозостойкости F200—F
По водонепроницаемости: тяжелые —W12—W20, легкие — W8—W
Данный материал обладает высокой прочностью (40–70 Мпа). Причем, рост этого значения особенно интенсивно наблюдается в раннем возрасте (28 суток). По истечении трех месяцев прочность на растяжение—сжатие увеличивается на 30%, а по достижению 6 месяцев — на 40%.
Отсутствует коррозия арматуры.
Высокая сульфатостойкость.
Газопроницаемость в 40 раз ниже в сравнении с тяжелыми бетонами на портландцементе.

Применение

Отмеченные свойства данного материала позволяют его эффективное применение как в монолитных, так и в сборных железобетонных конструкциях:

при строительстве несущих элементов и проезжей части мостов, что позволило увеличить несущую способность на 12–16%;
для строительства энергетических объектов ТЭЦ, ГЭС, АЭС и др.;
при сборном строительстве туннелей метрополитена;
при возведении напрягающих конструкций спортивного назначения (крытые спортивные арены и пр.);
при производстве железобетонных труб высокого давления;
для оборудования покрытий кровель и устройства прочных промышленных полов;
широкое использование при устройстве надежных гидроизоляционных покрытий, наносимых методом торкретирования.

Материалы

Расширяющийся бетон производится на основе напрягающего и безусадочного цемента с использованием крупных и мелких заполнителей природного происхождения.

Вяжущие

Расширяющиеся цементы представляют собой смеси, состоящие из портландцемента или глиноземистого цемента со специальными добавками, обеспечивающими увеличение объема структуры цементного камня на начальном этапе твердения.

В качестве добавок обычно выступают:

гипс;
глиноземистые шлаки;
гидроалюминаты кальция.

В процессе гидратациии цементного камня образуются гидросульфоалюминатные соединения кальция, в момент формирования которых возникает эффект расширения структуры, компенсирующий усадочные явления.

Наибольшее распространение получили следующие виды цементов:

Водонепроницаемые расширяющиеся цементы (ВРЦ), получаемые путем смешивания глиноземистых цементов (70%), гидроалюмината кальция (10%) и тонкомолотого гипса (20%).

Водонепроницаемые безусадочные цементы (ВБЦ), состоящие из тех же компонентов что и (ВРЦ), но взятыми в других пропорциях и в других объемных соотношениях. Эти цементы способны формировать цементный камень высокой водонепроницаемости, выдерживающий давление воды до 0,70 Мпа.

Расширяющийся цемент (РПЦ), получаемый в результате тонкого помола и смешивания портландцемента (60%), высокоглиноземистых доменных шлаков (5–7%), гипса (7–10%) и минеральной добавки (20–25%).

Гипсоглиноземистые расширяющиеся цементы (ГГРЦ), состоящие из смеси тонкоизмельченного глиноземистого доменного шлака (70%) и молотого гипса (30%).

Напрягающие цементы (НЦ) производят на базе портландцемента (60–70%), глиноземистого цемента (18–20%) и двуводного гипса, совместно измельченных до показателя удельной поверхности минимум 3500 см 2 /г (см. фото).

Заполнители

Доля крупных и мелких заполнителей в бетоне, может достигать 80% от общего объема смеси, и оказывать значительное влияние на физико-химические свойства изделия. Оптимальный подбор состава данных компонентов может существенно сократить использование цемента, цена которого в значительной мере влияет на себестоимость продукта.

Кроме того, заполнители наравне с вяжущими могут улучшать технические характеристики конструкций:

увеличивать прочность и сдерживать деформации;
снижать значение ползучести;
принимать на себя воздействие линейных напряжений и частично компенсировать усадку.

Для приготовления расширяющихся растворов, в роли крупных заполнителей выступают гравий и щебень фракций 5–70 мм. Требования к данному материалу такие же, как и для традиционных тяжелых бетонов (ГОСТ 10268-80).

Рекомендуемая марка крупных заполнителей

В качестве мелкого заполнителя, чаще всего используют кварцевый песок мелких фракций (ГОСТ 8736-93) плотностью 2000–2800 кг/м 3 , причем, чем меньше фракция, тем выше плотность бетона.

Приготовление расширяющихся смесей

Расширяющие и напрягающие бетоны при необходимости можно приготовить своими руками, в условиях строительной площадки.

Существует два основных способа для изготовления быстротвердеющих водонепроницаемых смесей:

с применением напрягающих и расширяющихся цементов;
с использованием специальных расширяющихся добавок на основе портландцемента.

Расход модифицированных цементов и пропорции по отношению к заполнителям, такие же, как и для приготовления обычного тяжелого бетона. Инструкция для приготовления расширяющихся смесей с использованием портландцемента для каждой добавки индивидуальна. Пропорции и порядок действий описаны на тыльной стороне упаковки продукта.

Модифицирующие расширяющие добавки

При производстве быстротвердеющих расширяющих бетонов используют алюминатносульфатные и алюмооксидные добавки, обладающие как расширяющим, так и напрягающим действием.

Наиболее распространенные это:

Расширяющая химическая добавка (РД) — тонкоизмельченная сухая смесь алюминатных и сульфатных компонентов, позволяющая получать изделия с высокой водонепроницаемостью, морозостойкостью и компенсированной усадкой.

Добавка РСАМ — сухой порошок светло-коричневого цвета. Служит для получения безусадочного и напрягающего вяжущего на основе портландцемента. При равнозначном объеме цемента, введение добавки в состав смеси существенно повышает прочность на растяжение—сжатие, и полностью удаляет проблему возникновения трещин.

Expancrete — это сухая неорганическая добавка, компенсирующая усадку. Эффект действия зависит от объема используемой присадки, водоцементного соотношения, фракции и состава заполнителя, а также частоты армирования конструкций. Поэтому, необходимое количество добавки определяют опытным путем.

Расширяющийся бетон необходимо укладывать в опалубку с оптимальным уплотнением и последующим тщательным уходом, обеспечивающим требуемый температурный и влажностный режим, при котором исключаются незапланированные линейные расширения конструкций.