Потребность в знании количества и веса компонентов бетона обусловлена высокими требованиями к точности пропорций на стадии замеса, отклонения от рекомендуемых значений приводят к непредсказуемым результатам и нецелевому использованию. Нормативной единицей при расчетах служит доля вяжущего, для большинства строительных смесей эти функции выполняет портландцемент. Величина его расхода напрямую влияет на соотношение затворяемой воды и крупного и мелкого наполнителя, ошибки при расчете недопустимы. Особого внимания требуют растворы для нагружаемых конструкций: фундамента, перекрытий и стен, при их приготовлении акцент делается не только на соблюдении пропорций, но и на подготовке компонентов.
Факторы влияния на количество используемого цемента и песка
Для правильного подбора соотношения ингредиентов важно осознавать их степень взаимосвязи. Этот материал представляет собой подвижную смесь, в которой крупнофракционный гравий или щебень выполняет функции жесткого каркаса, песок – инертного мелкого заполнителя, а затворенный водой цемент – связующего. К обязательным условиям технологии замеса относят превышение марочной прочности ПЦ проектного значения самого строительного раствора, в идеале – в 2 раза.
Соотношение в бетоне цемента, щебня и песка зависит от:
1. Ожидаемой марки прочности. Классические пропорции Ц:П:Щ при М200 для заливки фундамента – 1:3:5 (при условии применения в качестве вяжущего портландцемента не ниже М400), при приготовлении более жестких составов доля мелкофракционного наполнителя снижается почти втрое, крупного щебня – наполовину. При замесе тощих смесей наблюдается обратная картина.
2. Типа бетона. Легкие разновидности с объемной массой ниже 2000 кг/м3 содержат минимум песка, мелкозернистые и тяжелые составы – наоборот.
3. Активности вяжущего. При сомнении в свежести цемента его долю на один кубометр или литр увеличивают на несколько %, при использовании марок с прочностью ниже рекомендуемых – тоже, допустимый максимум – 30%.
4. Насыпной плотности ингредиентов, в кг/м3.
5. Качества компонентов, размеров и формы зерен, пористости и доли посторонних примесей. Лучшие результаты достигаются при проведении соответствующей подготовки: промывки, просушки и просеивания наполнителей через ячейки определенного размера.
6. Требуемой подвижности или жесткости смеси. Превышение нормативного количества цемента упрочняет раствор и увеличивает его абразивные свойства после застывания, но снижает его пластичность и трещиноустойчивость.
7. Наличия или отсутствия в составе модифицирующих добавок. Ввод пластификаторов или фибры в правильных пропорциях повышает удобоукладываемость и упрочняет структуру при минимальном расходе портландцемента.
Пропорции для разных марок бетона
Нормы расхода цемента на 1 кубометр регламентированы СНиП 5.01.23-83, рекомендуемая марка и минимальный вес вяжущего при его твердении в нормальных условиях приведены в таблице:
| Ожидаемая марка прочности | Расход портландцемента, кг/м3 | ||
| ПЦ М300 | ПЦ М400 | ПЦ М500 | |
| М-100 | 210 | — | — |
| 200 | |||
| М-150 | 265 | 235 | — |
| 245 | 215 | ||
| 230 | 205 | ||
| 210 | — | ||
| М-200 | 315 | 280 | 245 |
| 290 | 260 | 225 | |
| 270 | 245 | 210 | |
| 255 | 230 | — | |
| М-250 | 370 | 330 | 290 |
| 340 | 305 | 265 | |
| 320 | 285 | 245 | |
| 295 | 260 | 225 | |
| М-300 | — | 370 | 335 |
| 345 | 305 | ||
| 325 | 295 | ||
| 305 | 260 | ||
| М-350 | — | 425 | 375 |
| 390 | 345 | ||
| 360 | 320 | ||
| 340 | 295 | ||
| М-400 | — | — | 420 |
| 385 | |||
| 360 | |||
| 335 | |||
| М-450 | — | — | 470 |
| 425 | |||
| 395 | |||
| 370 | |||
| М 500 | — | — | 520 |
| 470 | |||
| 435 | |||
| 405 | |||
Приведенные данные позволяют понять, сколько потребуется цемента на кубический метр бетона, но для расчета количества остальных компонентов важно знать точные пропорции, напрямую зависящие от его марки. Нормативные соотношения в относительных единицах указаны в таблице ниже:
| Марка | Доля ингредиентов | |||||||
| ПЦ М400 | Песок | Щебень | Выход в л | ПЦ М500 | Песок | Щебень | Выход в л | |
| М-100 | 1 | 4,1 | 6,1 | 7,8 | 1 | 5,3 | 7,1 | 9 |
| М-150 | 3,2 | 5 | 6,4 | 4 | 5,8 | 7,3 | ||
| М-200 | 2,5 | 4,2 | 5,4 | 3,2 | 4,9 | 6,2 | ||
| М-250 | 1,9 | 3,4 | 4,3 | 2,4 | 3,9 | 5 | ||
| М-300 | 1,7 | 3,2 | 4,1 | 2,2 | 3,7 | 4,7 | ||
| М-400 | 1,1 | 2,4 | 3,9 | 1,4 | 2,8 | 3,6 | ||
| М-450 | 1 | 2.2 | 3,1 | 1,2 | 2,5 | 3,2 | ||
На практике это означает, что при замесе М200 (минимальная марка для фундамента) на один литр вводимого портландцемента М400 приходится 2,5 чистого песка и 4,2 – крупнофракционного наполнителя. Пользоваться такой системой не всегда удобно (даже после перерасчета на массу), опытные строители переводят пропорции в мешки или ведра и проверяют качество бетона путем приготовления небольшой партии и отливки пробного куба.
Количественная потребность материалов для одного кубометра раствора с учетом рекомендуемой марки прочного вяжущего отражена в таблице ниже:
| Ожидаемая марка прочности бетона | Масса сухих компонентов, кг/м3 | Доля воды, л | ||
| Цемент | Песок с модулем крупности не ниже 2 | Гравий или щебень с насыпной плотность не ниже 1300 кг/м3 | ||
| М-100 | М-300-214 | 870 | 1080 | 210 |
| М-150 | М-400-235 | 855 | ||
| М-200 | М-400-286 | 795 | ||
| М-250 | М-400-332 | 750 | 215 | |
| М-300 | М-400-382 | 705 | 220 | |
| М-350 | М-400-248 | 660 | ||
Приведенные значения соответствуют нормативным и подтверждены опытным путем, но следует понимать, что в строительстве все цифры являются условными. Требования ГОСТ позволяют рассчитать сколько понадобится материала на один куб фундамента или стяжки в целом, но на практике итоговая марка сильно зависит от качества компонентов и условий ведения работ. По этой же причине вяжущее и наполнитель приобретаются с запасом в 10-15%.
Правила приготовления бетонного раствора
Несмотря на то, что все пропорции отмеряются от доли цемента, при расчете количества материалов на один кубометр именно объем крупнофракционного наполнителя является неизменным. Тонкомолотые частицы вяжущего полностью распределяются между песком и щебнем, увеличение или уменьшение его дозировки в кубе никоим образом не сказывается на объеме самой смеси. Особо сильное воздействие на количество и итоговые характеристики оказывает вода, превышение ее расхода приводит к получению большего объема бетона, но по мере ее вывода заливаемая конструкция подвергается значительной усадке.
Во избежание ошибок при замесе все компоненты загружаются в смеситель в строгой последовательности. Первой в чащу заливается вода (до 80% от требуемой дозы), затем цемент, песок и щебень. Все ингредиенты перемешиваются по несколько минут, при необходимости на последних оборотах состав разжижается остатком жидкости. На этом же этапе вводятся модифицирующие добавки, в разбавленном виде, строго в пределах допустимых пропорций.
Полученный раствор нуждается в уплотнении, при бетонировании фундаментов и аналогичных несущих конструкций выгонка воздуха является обязательным условием технологии, она улучшает образуемые связи и позволяет набрать марочную прочность.
