Корисна інформація – Що таке бетон і з чим його “їсти”? Коротко про головне.

У цій невеликій статті ви дізнаєтесь про основні властивості і характеристики бетону, його укладання, терміни схоплювання та іншиі споживчі якості цього незамінного в будівництві матеріалу.
Склад бетону.
Готова бетонна суміш, вона ж товарний бетон – рухомий склад з чотирьох основних компонентів, замішують в певній пропорції: цемент, щебінь, пісок, вода. Аналогічна суміш, але без використання щебеню, називається цементним розчином або піскобетоном, правда в піскобетон дають пісок більшої фракції (модуль крупності).
Вагове співвідношення компонентів для приготування бетонної суміші приблизно таке:

  • Цемент -1 частина,
  • Щебінь 4 частини,
  • Пісок – 2 частини,
  • Вода – 1/2 частини.

Наприклад :. Цемент – 330 кг, щебінь – 1250 кг, пісок – 600 кг, вода – 180 літрів … Природно, ці цифри дуже приблизні й на ділі залежать від багатьох чинників таких як: необхідна марка бетону, марка цементу, характеристики щебеню і піску, використання пластифікаторів інших добавок, тощо.
Наприклад: при використанні цементу м-400, бетон з таким складом покаже марку м-250. При цементі м-500, марка бетону буде вже м-350. Цифри умовні!
При виробництві бетону на бетонному заводі, враховується не один десяток параметрів і характеристик.
Цемент і вода – головні компоненти бетону. Власне на них покладена основна функція – зв’язати всі компоненти в єдину монолітну структуру. Дотримання правильної пропорції цих двох компонентів (водо-цементне відношення) – найголовніше завдання у виробництві бетону. Адже йдеться не тільки про кількість води і цементу, доданих в бетон. З цим, як раз, все просто. Важливо врахувати всі нюанси: вологість щебеню і піску, їх вологопоглинання тощо. Цемент, взаємодіючи з водою (гідратація цементу), здатний схоплюватися і тверднути, утворюючи так званий цементний камінь.
Багато напевно стикалися з цим самим каменем, відкривши мішок цементу, що залишався лежати з минулого року. Ну і що ж виходить. Цемент і вода – самі собі камінь. Наче – цілком самодостатній матеріал. А ось і ні. Цементний камінь при затвердінні деформується. Об’ємна усадка досягає 2 мм / м. Начебто і небагато, але через нерівномірність цих усадочних процесів, виникає внутрішня напруга, з’являються мікротріщини. Ці мікротріщини практично не видно, але міцність і довговічність цементного каменю знижується.
Для того, щоб зменшити ці деформації, до складу вводять наповнювачі:
Крупні заповнювачі: щебінь
Дрібні заповнювачі: пісок
Роль цих наповнювачів – створити структурний каркас, який поглинає напруження усадки, і в результаті – готовий бетон дає меншу усадку. Також збільшується міцність і модуль пружності бетону (зниження деформацій конструкції під навантаженням), зменшується повзучість (коли бетон необоротно деформується при тривалих навантаженнях). Крім того заповнювачі істотно здешевлюють бетон. Адже цемент коштує значно дорожче ніж щебінь і пісок.
На початку статті Ви читали про зразкові пропорції основних компонентів бетонної суміші.
Давайте тепер переведемо вагові частки в об’ємні і порахуємо:
Цемент 0,25 куб.м (330 кг. Насипна щільність цементу в середньому 1300 кг на куб.м)
0,18 куб.м. Вода (180 літрів).
Щебінь 0.9 куба (1250 кг. При насипній щільності 1350 кг на куб.м.)
Пісок 0,43 куба (600 кг. При насипній щільності 1400 кг / куб.)
Разом, якщо все розкласти і розлити по різних посудинах, ми отримаємо загальний обсяг 1,76 кубометра!
Як же це все помістити в один куб бетону?
Просто. Беремо літрову банку і засипом її щебенем по вінця. Між окремими зернами буде багато вільного місця (межзерновая порожнинність). І ось цю саму порожнистість ми засипаємо двома склянками піску, одним склянкою цементу, і склянкою води, при цьому, струшуючи і помішуючи. І все влізе! В результаті подібних маніпуляцій ми отримуємо абсолютно щільну субстанцію. Всі пори заповнені, всі наповнювачі вперлися один в одного. Якщо бетон не ворушити і не чіпати, він досить швидко починає тверднути (застигати). При вібрації, перемішуванні, бетон знову переходить в пластичний стан. (Тиксотропія). Як Ви тільки від нього відстанете – він знову почне перетворюватися в щільну пружну масу.
Міцність (марка) щебеню повинна бути приблизно в 2 рази більша, ніж розрахункова марка бетону. Робиться це через те, що проектна (28 добова) марка бетону – завжди значно нижча, ніж його реальна міцність, яку він набере через півроку або рік. Міцність же щебеню – не росте з часом. Ось їх і нівелюють. У будь-якому випадку, все це робиться у вигляді не нормованого проектними вимогами запасу міцності. Як то кажуть – на всякий пожежний.

y8GMOm6qaOM

Коротко про основні види щебеню.

1. Вапняк. Середня міцність (марка) 500-600. Окремі види вапнякових наповнювачів (до 800) цілком придатні щоб виготовити бетон аж до марки М-350, але на увазі більш низької морозостійкості, вапняк як правило використовують для виробництва бетонів марок м-100 – м-300.
2. Гравій. Міцність основних видів гравію (800-1000) достатня для виготовлення марки бетону аж до М-450. (Зазвичай, не вище м-400) Найпоширеніший вид наповнювача. Володіє всіма хорошими якостями, необхідними для отримання більшості бетонних сумішей. Для індивідуального будівництва рекомендуємо його. Бетон на гравії – дешевше. Для тих марок бетону, які використовують в приватному будівництві – міцність більш ніж достатня. Та й радіаційний фон менше ніж у граніту.
3. Граніт. Найміцніший з перерахованих наповнювачів. З додаткових переваг перед попередніми має більш високі показники (м до 1400), низьке водопоглинання і в наслідок цього – підвищену морозостійкість. Наприклад, при будівництві доріг, сучасними ГОСТ-ми дозволено використовувати тільки гранітний щебінь.
Звичайно, не все так просто зі щебенем. Є ще багато нюансів, що вносять свої корективи: лещадність, відсоток зерен слабких порід тощо.
У всіх інформаційних матеріалах, прайс-листах і т.д. бетон вказується з цифровим і літерним індексом. Обов’язково вказуються марка М-, клас В-, рухливість П-, водонепроникність W-, морозостійкість F-. Давайте коротко розповімо про кожен з цих параметрів.

Міцність, марка, клас бетону. Методи визначення. Контрольні проби.

Вибір і покупка конкретного виду і марки (класу) бетонної суміші визначається вашим проектом. Якщо проекту не має, то можна довіриться рекомендаціям ваших будівельників. Якщо у вас є деякі сумніви в компетентності ваших будівельників, можна спробувати розібратися самостійно.
Цифри марки бетону (м-100, м-200 і т.д) позначають (усереднено) межу міцності на стиск в кгс/кв.см. Перевірку відповідності необхідним параметрам здійснюють стисненням спеціальним пресом кубиків або циліндрів, відлитих з проби суміші, і витриманих протягом 28 діб нормального твердіння.
У сучасних проектах бетон позначається в класах. У загальному і цілому, клас бетону – параметр схожий марці, але з невеликими нюансами: в марках використовується середнє значення міцності, в класах – міцність із гарантованою забезпеченістю та коефіцієнтом варіації 13%. Втім, для вас це не має жодного значення. Не будемо  вам морочити голову з коефіцієнтами варіації міцності, і іншими технічними нюансами.

zYtN48TlCW4
У проектній документації, повинно бути зазначено: бетон якого класу повинен використовуватися. Всі сучасні проектні вимоги до бетону вказуються саме в класах.

90% будівельних організацій чомусь замовляють бетон в марках:
Для Вас головне – щоб привезений Вам бетон відповідав тій марці, яку Ви власне замовляли. Перевірити звичайно можна, але не відразу.

Що варто зробити?

XDm12ZWtlEgПри розвантаженні бетону, взяти пробу і відлити пару-трійку кубиків розміром 10х10х10 см. або 15х15х15 см. Для цього можна сколотити з дощок спеціальні форми потрібного розміру. Перед тим як залити бетон в форми, ящички бажано зволожити, щоб сухе дерево не забрало багато вологи з бетону, тим самим негативно впливаючи на процес гідратації цементу.
Залиту суміш необхідно проштиковать шматком арматури або чимось подібним: потикати в суміш, як товчуть картоплю пюре, щоб в залитій пробі не утворилися незаповнені місця (раковини), вийшло зайве повітря, і суміш ущільнилась. Так само можна ущільнити суміш ударами молотка по боках скриньок. Відлиті кубики зберігайте при середній температурі (близько 20 градусів) і високої вологості (близько 90%).
Через 28 днів Ви можете з чистою совістю принести все в будь-яку незалежну лабораторію. Вам там все це придушать і винесуть вердикт – чи відповідає бетон заявленої марці або не відповідає. Втім, не обов’язково чекати 28 днів, для цього існують проміжні стадії твердіння у віці 3, 7, 14 діб. Протягом перших 7 днів бетон набирає близько 70% розрахункової міцності (природно за умови нормальної температури) У сиру і холодну пору року терміни схоплювання бетону і період його твердіння істотно збільшуються.
Які нюанси можуть виникнути при заборі та зберігання проб-кубиків:
1. Чи не розбавляли бетон водою в автобетонозмішувачі.
2. Беріть проби безпосередньо з лотка бетонозмішувача.
3. Ретельно ущільнюйте бетонну суміш в формах штикуванням
4. Зберігайте проби в належних умовах: краще в прохолодному підвалі, або просто в тіні.
Ось і все про кубики. Якщо Ви раптом забули взяти проби, а знати, що у Вас все в порядку хотілося б, – зверніться в незалежну лабораторію, яка може провести завміри міцності на місці. Для цього існують так звані руйнівні методи дослідження міцності: перевірка методами ударного імпульсу приладом склерометром. У народі називається – простукати бетон. Так само використовуються ультразвукові та інші методи визначення міцності.

Легкоукладальність, рухливість, осадка конуса.

WVC3MzY1HGMВсі ці терміни, в загальному, говорять про одне й те ж. Позначення в накладних і паспортах бетонної суміші у вигляді літери П з коефіцієнтом від 1 до 5 (приклад: П-3) або так: осаду конуса 10-15 см. Для практичного застосування важливо знати наступне:
1. Для стандартних монолітних робіт застосовується бетон рухливості П-2 – П-3.
2. При заливці густоармованих конструкцій, вузьких опалубок, колон та інших подібних вузьких порожнин, важкодоступних для заповнення бетоном, бажано використовувати бетон з рухливістю п-4 і вище (осад конуса 16-21 см). Подібна бетонна суміш може називатися – литий бетон. (В епоху розвинутого соціалізму литим вважався бетон з осадкою конуса від 12 див.- трохи більше ніж п-2)
Подібні види бетонної суміші добре переносять укладання в опалубку, без використання вібратора. Аналогічну рухливість бетону варто вибрати, якщо для укладання бетонної суміші використовується бетононасос
Є ще таке поняття як – жорсткість бетону. Позначається буквами Ж1-Ж4. В основному, коли говорять про жорсткість, мають на увазі худий бетон, використовуваний, в основному, в дорожньому будівництві. Він відрізняється зниженим вмістом води і цементу. Про наджорсткі види писати не будемо. Навряд чи Вам це знадобиться.
Для полегшення заливки і при відсутності на об’єкті вібраторів, виконроби і будівельники часто збільшують рухливість, розбавляючи бетон в бетонозмішувачі водою, що робити категорично не варто! Бо, водо-цементне відношення – одна з ключових пропорцій, від якої безпосередньо залежить остаточна міцність бетону. Причому, навіть незначне розведення суміші водою здатне істотно знизити міцність на одну-дві марки. Бетон розрахункової марки М300, в результаті розведення водою, може легко показати М100 М200.
Збільшення рухливості бетонної суміші до показників П4, П5, осадка конуса більше 16 см. досягається виключно за рахунок застосування на заводі добавок пластифікаторів. Тільки так можна отримати литий бетон, призначений для укладання в опалубку з щільним каркасом з арматури, або при монолітних роботах із застосуванням бетононасоса. Розбавивши бетонну суміш водою, Ви неодмінно погіршите його якість.

Коефіцієнт морозостійкості бетону.

Позначається буквою F з цифрою від 25 до 1000 і говорить про кількість циклів заморожування-розморожування, при якому бетон зберігає свої початкові характеристики міцності (з допустимими відхиленнями). Яку практичну цінність цей параметр має для Вас? Ну якщо коротко, то: цикли заморожування відтавання – це переходи вологонасичення бетонної конструкції з мокрого стану, в стан замерзання і назад.

Чим це загрожує?

Візьмемо стандартну картину: зволоження бетонних конструкцій на прикладі капілярного підсосу вологи з землі фундаментом будинку. Вода, що тане сніг, волога земля і т.д., заповнює мікропори бетону за принципом, на кшталт гніту в гасниці. Бетон тут виступає в ролі вбирача губки. Потім ця вода в мікропорах замерзає, а замерзнувши – розширюється, роздираючи все, що їй заважає. Ось тут то і відбуваються зміни в структурі бетону: мікротріщини і т.д. Причому, в наступний раз, вода, заповнивши ці мікротріщини і замерзнувши, розірве їх ще більше.
Безумовно, на практиці не так страшно, як тут написано, адже фундаменти, як правило, захищені гідроізоляцією, вимощеннями, гідрофобізаторами. Зволоження відбувається не так інтенсивно, не на всю товщину бетону і т.д. Але хотілося б, щоб Ви більш-менш розуміли природу процесу. На бетонних заводах і бетонозмішувальних вузлах різних комбінатів, які виробляють ЗБВ, випробування контрольних зразків проводяться в критичних режимах. Бетонний кубик буквально вимочують у воді (або спец розчині) з вологонасиченням по повній програмі, і заморожують разом до -18. І так – з проміжними вимірами, до досягнення критичної точки, а саме – втрати розрахункової міцності. Кількість таких циклів вода-лід і є коефіцієнт F. У такому режимі частково працюють фундаменти на вологонасичених грунтах, опори мостів, які стоять у воді, ну і інші гідротехнічні споруди.
Для збільшення морозостійкості, бетонні заводи використовують різні добавки в бетон, наприклад повітряпоглинаючі і т.д. Але морозостійкість, збільшена повітряпоглинаючими добавками (понад норму для цієї марки бетону) – зменшує його міцність. Там знайшли тут втратили. Найбільш хороших результатів у збільшенні морозостійкості можна домогтися, використовуючи в замішуванні бетону гідрофобний або напружений цемент. Всі основні цикли відбуваються восени і навесні, коли перепади температур відбуваються кожен день з плюса в мінус і назад. У звичайному будівництві, середньостатистична морозостійкість F100-F200.

Коефіцієнт водонепроникності.

Позначається в накладних або паспортах на бетон, як коефіцієнт з буквою W. (W4, W8, W12, від 2 до 20). Водонепроникність бетону – здатність не пропускати через себе воду під тиском. Якщо цікаво дізнатися про методи визначення водонепроникності – почитайте ГОСТ 12730.5-84. Для збільшення водонепроникності (понад стандартну норму для цієї марки), в бетон, при його виготовленні вводять ущільнюючі і гідрофобізуючі добавки, або використовують в замішуванні суміші все той же гідрофобний або напружуючий цемент. У чому актуальність даного параметру для приватного будівництва?
Бетон з високим коефіцієнтом W має кілька переваг:
Можливість виготовлення, без додаткової гідроізоляції, підвалів в районах з високим рівнем грунтових вод. Актуально, якщо заливка підлог і стін проведена грамотно, без швів і перерв в бетонуванні. Начебто здавалося, чому б не простіше зробити стандартну гідроізоляцію? Однак, якісно і технічно її зробити – не так просто. Ми виходимо із точки зору що бетонні роботи проводитимуться самостійно і не беремо до уваги професіоналів цієї справи. Їх мало, послуги їхні недешеві. Найчастіше замовнику доводиться мати справу із всезнаючим і всеуміючими будівельниками, від яких і варто очікувати різних сюрпризів у процесі експлуатації побудованого. Швидше за все, косяків вам наліплять в місцях сполучення підлоги і стін.