Сколько кубов щебня в кубе бетона?

Компоненты бетона

Основными компонентами классической бетонной смеси являются:

• Песок.
  Не допускается значительное содержание органических примесей, поскольку это понижает прочность бетона. Глинистые примеси и частички слюды понижают сцепляемость песка с другими составляющими смеси, вызывают последующую коррозию бетона в целом и арматуры в частности, поэтому их большое количество допустимо только в конструкциях с низкой нагрузкой, где не требуются высокие показатели прочности. Различные соединения серы при реакции с водой образуют гидросульфоалюминат кальция, в процессе происходит расширение бетона и возникновение трещин. По гранулометрическому составу песок не может содержать более 5% зёрен диаметром более 5мм, в противном случае в бетоне образуется слишком большое количество пустот. 
  Этим требованиям лучше соответствует речной песок, однако использование карьерного также возможно, если выполнить его просеивание для удаления слишком крупных (более 10 мм) и мелких пылеватых частиц.
• Щебень.
  Этот материал должен отвечать требованиям прочности (т.к. в значительной мере влияет на то, насколько прочным будет бетонный камень) и морозостойкости. Не допускается содержание большого числа посторонних примесей.
• Цемент.
  Конкретный вид цемента выбирается в соответствии с нужными показателями прочности бетона, назначением бетонного сооружения и условиями его эксплуатации. С течением времени цемент теряет свои свойства, поэтому старый лучше не использовать. Марка цемента должна в 2-3 раза превышать необходимую марку бетона.
• Вода. Для приготовления и последующего поливания бетона допустимо использовать только чистую воду питьевую, речную либо озёрную воду. Она не должна содержать сточных выбросов, масел, солей, промышленных отходов и агрессивных химических веществ. 
  Вместо цемента роль вяжущего могут выполнять гипсоангидрит, шлак, известковые материалы, полимеры. При необходимости придать огне- и кислотоупорные свойства используются специальные вяжущие – жидкое стекло, нефелин, стеклощёлочи.

В роли заполнителя вместо обычного песка и щебня применяются также специально изготавливаемые пористые керамзитовые гравий и песок, органические заполнители – арболиты. В жаростойких бетонах применяют бой изделий из керамики, огнеупорную глину. Для защиты от радиации используются плотные руды – лимонит, гематит.

Помимо этого для изменения некоторых физических и химических свойств бетона применяются различные добавки.

Они позволяют:

1. Влиять на свойства бетонной смеси, увеличивая её подвижность, предохраняя от расслоения, уменьшая водоотделение.
2. Регулировать скорость схватывания и твердения бетонной смеси и вести работы с бетоном при значительных минусовых температурах.
3. Изменять плотность и пористость бетонной смеси и бетона, благодаря воздухововлекающему, газообразующему, пенообразующему, уплотняющему воздействию.
4. Регулировать деформации бетона.
5. Повышать защитные свойства бетона для стали и подавлять коррозию стали.
6. Придавать особые свойства:
   • гидрофобизирующие (понижающие смачиваемость);
   • противокоррозийные,
   • увеличивающие стойкость к агрессивному воздействию среды,
   • окрашивающие,
   • повышающие защищённость бетона от бактерий и микроорганизмов,
   • электроизолирующие,
   • электропроводящие,
   • антирадиационные.

Большинство выпускаемых сейчас добавок являются комплексными, т.е. включают в себя несколько видов воздействия на бетонную смесь.

Разновидности бетонных смесей

• Легкий тип – имеет плотность 500-2000 кг/м3. В составе может иметь пористые и плотные, крупные и мелкие заполнители. Применяется для теплоизоляции, ограждающих и несущих конструкций. Имеют относительно низкую массу и стоимость в сравнении с тяжёлыми бетонами.
  Подбор состава лёгкого бетона может представлять значительную сложность в случае использования пористых заполнителей, т.к. они обладают высоким водопоглощением, а их шероховатая структура затрудняет точное определение удобоукладываемости смеси.
   Таким образом, часто оптимальный состав лёгкого бетона подбирается опытным путём.
• Тяжелый тип обладает средней плотностью 2000-2500 кг/м3. Изготавливается на плотных заполнителях из горных пород – известняке, граните, гравии. В качестве вяжущих применяются разновидности портландцемента. Такой бетон используется в несущих конструкциях, строительстве гидротехнических сооружений, для дорожных и аэродромных покрытий.
• Сверхпрочный тип с плотностью выше 2500 кг/м3. Применяется для возведения специальных конструкций, таких, как, например, атомные электростанции. Заполнителями в таком типе бетона выступают способные защитить от радиации тяжёлые заполнители из металлических руд.

Особенность составов

Наиболее значительным образом на характеристики и параметры бетона, а значит на его назначение, влияет вид заполнителя. Дополнительные свойства бетону придают многочисленные добавки.

Тип щебня, применяемый для производства бетона

Существуют следующие типы щебня:

• Гранитный – имеет фракции от 5 до 70 мм; используется в высокопрочных бетонах для несущих конструкций зданий и сооружений (плиты перекрытий, колонны, стены), для дорожных покрытий.
• Гравийный – выпускается во фракциях 3-70 мм; применяется в производстве различных железобетонных изделий – плит перекрытий, блоков, а также в несущих и ограждающих конструкциях и т.д.
• Известняковый – имеет фракции 5-70 мм, применяется преимущественно в возведении зданий и сооружений. В значительной мере на удобство укладки бетонной смеси влияет форма щебня. Наличие игловатых и плоских элементов значительно снижает прочность и морозостойкость бетона, повышает расход цемента.

Один куб бетона

Для получения одного кубометра бетона потребуется приблизительно 1,3-1,4 кубометра компонентов. Столь большая разница объясняется тем, что в готовом уплотнённом бетоне все пустоты оказываются заняты цементом.

Простая схема замешивания бетона

Приготовить бетонную смесь можно и своими руками, не приобретая уже готовую на заводе. При этом наличие бетономешалки способно значительно упростить процесс. Выпускаются бетономешалки различной ёмкости, и мощности, как механические, так и электрические. Смесь в них перемешивается благодаря вращению лопастей либо под действием собственного веса компонентов при вращении барабана.

Последовательность действий следующая:

• Сначала в бетономешалку следует залить примерно 2/3 воды, включить её, затем добавить цемент. Вода заливается первой, чтобы цемент не прилипал к стенкам. 
• Перемешав их в течение нескольких минут можно постепенно начинать засыпать песок небольшими порциями.
• Когда полученный раствор станет однородным, необходимо, не переставая мешать, добавить щебень.
• В процессе перемешивания постепенно добавляется оставшаяся часть воды. Если рассчитанного количества явно недостаточно, то можно добавить ещё жидкости. Оптимально загружать бетономешалку не более чем на 80% её объёма. 
  Аренда небольшого агрегата обойдётся максимум в пару тысяч, но сэкономит много времени и сил, а также позволит получить более качественную смесь. В отсутствие бетономешалки подойдёт любая прочная и герметичная ёмкость, а также листы жести, резины и т.д.
• Перемешивание выполняется лопатой. Следует насыпать необходимое количество песка и цемента, тщательно перемешать их, затем в центре получившейся кучки сделать углубление, куда постепенно добавлять воду, не переставая перемешивать. Её лучше лить не из шланга или крана, а из мерных ёмкостей, чтобы чётче видеть расход.
• Затем в получившуюся смесь засыпать щебень и также надлежащим образом размешать, чтобы смесь была однородной и не имела комочков. Однако если перемешивать слишком сильно, то бетон может начать расслаиваться.

Пропорции песка, щебня, цемента для получения 1-го куба бетона

От того, насколько грамотно подобран состав бетона, зависят прочность, долговечность и безопасность полученной бетонной конструкции. При недостаточном количестве песка смесь начинает расслаиваться, при избыточном количестве требуется больший расход вяжущего, т.е. цемента.

При недостатке воды бетон получается слишком плотным, что затрудняет заливку, особенно в узких и густоармированных конструкциях и требует сильного уплотнения. Избыток воды приводит к расслоению смеси и осадке цементного молочка.

Точные пропорции компонентов в бетоне зависят от:

• Необходимой на выходе марки бетона.
• Марки цемента.
• Фракции песка и щебня.
• Влажности песка и щебня.

В «домашних» условиях без соответствующего лабораторного оборудования и знаний невозможно выполнить весь комплекс необходимых исследований компонентов бетонной смеси, в соответствии с этим подобрать оптимальный её состав и провести испытания опытных образцов.

На бетонных заводах все эти расчёты выполняются, поэтому можно быть уверенным в том, что будут соблюдены все характеристики бетона:

• классность;
• морозостойкость;
• влагонепроницаемость;
• прочность.

Однако для личного малоэтажного строительства пропорции компонентов можно рассчитать и самостоятельно. Полученного в таких расчётах запаса прочности у бетона вполне достаточно. По возможности лучше приготовить несколько пробных замесов с несколько различающимися пропорциями компонентов, а из них выбрать оптимальный состав.

Для облегчения процесса подбора состава можно воспользоваться соответствующими программными комплексами:

• Ksybs6.3;
• Concrete.

Существуют также онлайн-калькуляторы, выполняющие те же функции. Они учитывают марку цемента, качество и вид заполнителей, назначение бетона, наличие добавок и т.д, в итоге рассчитывая необходимое количество компонентов для нужного объема бетона.

Порядок расчёта и все необходимые формулы приведены в «ГОСТ 27006-86. Бетоны. Правила подбора состава». На практике не всегда возможно выполнить такие точные расчёты.

В первую очередь определяется количество воды. Оно может значительно изменяться в зависимости от необходимой пластичности раствора, фракций применяемого наполнителя, влажности компонентов смеси.

Чем наполнитель крупнее, тем меньшее количество воды необходимо. Но чем более пластичной, т.е. подвижной должна быть смесь, тем воды требуется больше. Так, на один куб может уйти от 120 до 235 литров воды.