Состав бетона

29-11-2011, 09:18

Бетон - это состав из четырёх основных составляющих, смешанных в определенной пропорции: цемент, щебень, песок, вода. Аналогичная смесь, но без использования щебня, именуется цементным раствором либо пескобетоном, только в пескобетоне применяется песок более крупной фракции (модуль крупности). Весовые пропорции компонентов для приготовления бетонной смеси примерно таков: Цемент - 1 часть, Щебень 4 части, Песок - 2 части, Вода - 1/2 части. Например: цемент - 330 кг., щебень - 1250 кг., песок - 600 кг., вода - 180 литров. Конечно, эти цифры весьма приблизительны и на деле зависят от многих факторов таких как: требуемая марка бетона, марка цемента, характеристики щебня и песка, использования пластификаторов других добавок, и т.д. и т.п.
Например: при использовании цемента м-400, бетон с таким составом покажет марку м-250. При цементе м-500, марка бетона будет уже м-350. Цифры условны! При производстве бетона, учитывается не один десяток характеристик и параметров.
Цемент и вода - главные составляющие бетона. На них возложена основная задача - связать все компоненты в единую монолитную структуру. Соблюдение правильной пропорции этих двух компонентов (водоцементное отношение) - важнейшая задача при производстве бетона. Речь ведь не только о количестве воды и цемента. С этим, как раз, всё просто. Очень важно учесть все нюансы: влажность песка и щебня, их влагопоглощение и т.д. и т.п. Цемент, взаимодействуя с водой (гидратация цемента), способен твердеть и схватываться, образуя так называемый цементный камень. Многие наверно сталкивались с этим самым камнем, когда пытались открыть мешок цемента, оставшийся лежать в гараже с прошлого лета. Ну и что же выходит. Цемент и вода - сами себе камень. Как-будто - вполне самодостаточный материал. А вот и нет. Цементный камень при затвердевании деформируется. Объемная усадка достигает 2 мм/м. Вроде и не много, но из-за неравномерности этих усадочных процессов, возникают внутренние напряжения, появляются микротрещины. Эти микротрещины практически не видны, но долговечность и прочность цементного камня снижается. Для того, чтобы уменьшить эти деформации, в состав вводят заполнители:

Мелкие заполнители: песок
Крупные заполнители: щебень

Задача этих заполнителей - создать структурный каркас, который воспринимает усадочные напряжения, и в результате - готовый бетон даёт меньшую усадку. Также увеличивается прочность и модуль упругости бетона (снижение деформаций конструкции под нагрузкой), уменьшает ползучесть (когда бетон необратимо деформируется при длительных нагрузках). Заполнители существенно снижаю стоимость бетона. Ведь цемент стоит значительно дороже чем песок и щебень.
В начале статьи Вы читали о примерном соотношении основных составляющих бетонной смеси. Давайте теперь переведём весовые доли в объемные и посчитаем:

Цемент 0.25 куб.м (330 кг. Насыпная плотность цемента в среднем 1300 кг на куб.м)
Вода 0.18 куб.м. (180 литров. Литры, они и в Африке литры)
Щебень 0.9 куба (1250 кг. При насыпной плотности 1350 кг на куб.м.)
Песок 0.43 куба (600 кг. При насыпной плотности 1400 кг/куб.)

Итого, если всё разлить и разложить по разным сосудам, мы получим общий объем 1.76 кубометра! Как же это всё помещается в один куб бетона. Очень просто. Возьмем литровую банку и засыпем её щебёнкой по самое горлышко. Между отдельными зернами будет много свободного пространства (межзерновая пустотность). И вот эту саму пустотность мы засыпаем двумя стаканами песка, одним стаканом цемента, и стаканом воды, при этом, потряхивая и помешивая. И все уместится! В результате подобных манипуляций мы получаем очень плотный раствор. Все поры заполнены, все заполнители упёрлись друг в друга. Если бетон не трогать и не шевелить, он довольно быстро начинает твердеть (застывать). При вибрировании, перемешивании, бетон снова переходит в пластичное состояние (тиксотропия). Как только Вы от него отстанете - он снова начнёт превращаться в плотную упругую массу. Бетон лучше производить на месте строительства. Это и быстрее, и экономичнее. Продажа бетонных заводов для производства бетонной смеси на месте.