Влияние характеристик песка на свойства бетона. Бетон на песке


Какой песок для цемента лучше — 5 советов по выбору

  1. №1. Роль песка для бетона и кладочного раствора
  2. №2. Размер частиц песка
  3. №3. Место добычи песка
  4. №4. Основные характеристики песка
  5.  №5. Предпочтительный песок для бетона и кладки

Даже далекий от сферы строительства человек на вопрос о самом популярном строительном материале даст верный ответ. Речь идет о цементе. Именно благодаря ему стало возможным сооружение прочных и устойчивых домов, мостов, заводов, столбов и даже заборов. Цемент – это основа бетона и строительных растворов. Правда, их качество зависит не только от цемента, но и от других составляющих. Речь идет о песке, который способен как обеспечить ожидаемую прочность, так и свести на нет все усилия, связанные с выбором хорошего цемента. Попробуем разобраться, какой песок для цемента лучше выбрать, ну, а качественный цемент найти намного проще. Цемент оптом и в розницу в Москве реализует завод «ЦЕМ-Цемент». Компания предлагает смесь разных марок и с модифицирующими добавками. Завод обладает полным циклом производства, так что качество продукции контролируется на всех этапах. Оптовые покупатели получают приличные скидки и быструю доставку, так как в распоряжении производителя свой автопарк техники.

№1. Роль песка для бетона и кладочного раствора

Огромная часть всего производимого цемента идет именно на производство бетона. Кроме самого цемента, также используется щебень, вода и, конечно же, песок. Последний играет роль заполнителя. Он закрывает пустоты, которые образуются между щебнем, а при застывании бетона и его деформации он предотвращает образование трещин и позволяет равномерно распределить внутреннее напряжение. В итоге качество бетона повышается и увеличивается срок эксплуатации возводимого объекта.

При приготовлении раствора для кладки кирпича песок берет на себя немного иные функции. Тут он необходим для заполнения пустот, которые могут образовываться из-за неровностей на поверхности кирпича. Также песок регулирует объем полученного раствора и позволяет значительно снизить усадку. Кроме того, он может придавать кладочному раствору необходимый оттенок, что важно, когда речь идет об облицовке.

Никакого другого заполнителя не нашли и не создали. Впрочем, проблем пока нет: песок очень распространен, стоит недорого и при этом химически инертен, достаточно прочен и представлен различными фракциями. Остается только понять, какой песок для цемента лучше выбрать, какой фракции отдать предпочтение, и разобраться, насколько важен тип происхождения песка.

№2. Размер частиц песка

Согласно ГОСТ 8736-93, песок делят на несколько фракций по размеру частиц (модуль крупности). Песок с частицами размером более 3,5 мм называют очень крупным, с частицами 3-3,5 мм – повышенной крупности и т.д. Распределение по фракциям видно из таблицы, но в реальности песок часто делят всего на три вида: мелкий, средний и крупный.

В зависимости от крупности частиц песок принято делить на два класса:

  • I класс. В составе отсутствуют фракции с размером частиц до 1,5 мм, которые являются нежелательными при приготовлении растворов. С ростом их содержания связь между более крупными частицами ухудшается, падает качество раствора, а его стоимость – повышается;
  • II класс содержит и самые мелкие частицы песка. Для приготовления бетона для фундамента такой песок не подходит, а вот для кладочного раствора может пригодиться. Когда речь идет о декоративной отделке, раствор замешивают с использованием достаточно мелких частиц.

Если необходимо приготовить бетон для дальнейшей заливки фундамента, лучше использовать песок с размером частиц 2-2,5 мм. Для приготовления высокомарочного бетона берут фракцию 2,5-3 мм. Если же необходим бетон низкой маркой (до М200), допускается использовать песок фракции 1-1,5 мм. Логика должна быть понятна: чем более прочный раствор необходим, тем более крупную фракцию используют. Песок повышенной крупности и очень крупный порой применяют в частном строительстве для создания песчаной подушки.

Когда выбирают песок для приготовления бетона для фундамента, допускается наличие в нем частиц размером 5-10 мм (гравий), но их часть не должна превышать 10%. Пылевидных и илистых фракций (размер частиц менее 0,05 мм) не должно быть больше 3%, иначе не удастся добиться проектной прочности бетона.

Некоторые специалисты советуют выбирать «разнокалиберный» песок, где кроме средней/крупной фракции, содержится немного более мелких частиц. Все дело в том, что песок с высоким модулем крупности отличается повышенным показателем пустотности. Чтобы заполнить пространство между песчинками, понадобится больше цемента, что отразится на итоговой стоимости. Поэтому в некоторых случаях (когда речь идет не об ответственных объектах) есть смысл использовать и немного мелкого песка, который отлично заполнит пустоты.

Важно, чтобы песок был чистым, не содержал глину (она станет причиной образования комков) и посторонние частицы, типа веток и прочего мусора. Тут многое зависит от происхождения песка.

№3. Место добычи песка

Песка на планете много. Объединяет все месторождения то, что добыча осуществляется открытым способом, но особенности природного формирования песка накладывают отпечаток на его свойства.

По типу происхождения песок принято делить на такие виды:

  • карьерный песок залегает на небольшой глубине под грунтом. Для его добычи создают карьеры. Этот песок содержит значительное количество глины, грунта и пыли, что понятно из особенностей его залегания. В необработанном виде он может быть использован для подсыпки под стяжку или фундамент. Промытый песок (промывка осуществляется на месте добычи) подходит для приготовления бетона. Карьерный песок мельче речного, отлично подходит для приготовления растворов для штукатурки стен, а также кладочных растворов для кирпичей. Также промытый песок используется при изготовлении тротуарной плитки;
  • речной песок из-за постоянного воздействия воды чист от примесей, а сами песчинки имеют очень гладкую поверхность. С его помощью намного проще получить качественный раствор, но и стоит он дороже. С другой стороны, поверхность песчинок абсолютно гладкая, их адгезия чуть ниже, чем карьерных песчинок, а чем слабее связь отдельных составляющих, тем менее прочный раствор выходит. Разница, на самом деле, не такая уж значительная, но в некоторых случаях имеет смысл перестраховаться. Речной песок отлично подходит для заливки бетонных фундаментов и создания армированных конструкций. Его используют для приготовления кладочных растворов, когда работают с крупными строительными блоками, а также при производстве тротуарной плитки;
  • морской песок фактически повторяет свойства речного. Он достаточно чистый и однородный по фракционному составу, но может содержать частицы ракушек, требуя дополнительной очистки;
  • т.н. искусственный песок, получаемый в результате дробления каменной породы. Он точно не будет содержать примесей, но в нем могут попадаться слишком мелкие частицы, поэтому без просеивания часто не обойтись.

Если вы не уверены в чистоте песка, а лабораторные исследования провести по какой-либо причине невозможно, сделайте несложный анализ. Достаточно взять прозрачную емкость, заполнить ее на 1/3 песком и долить до половины воды, все хорошо встряхнуть, добиваясь полного увлажнения песка, и оставить емкость в покое на 10-15 минут. Если вода окажется грязной, или на песке будет присутствовать слой стороннего вещества, то для создания бетона и строительного раствора песок не подходит.

№4. Основные характеристики песка

Качество бетона и строительных растворов строго регулируется соответствующими нормативными актами, в которых в т.ч. прописаны и требования к песку. Некоторые параметры можно проверить прямо на строительной площадке, другие – только в лаборатории, но когда возводится ответственный проект проверкой качества по всем характеристикам лучше не пренебрегать.

К важнейшим характеристикам песка относятся:

  • объемный вес. Кубометр влажного песка весит около 1500-1800 кг, но чем меньше значение, тем лучше;
  • влажность, как правило, составляет около 5%. Определить влажность песка очень важно, так как от этого будет зависеть количество добавляемой воды. Понятно, что в раствор, куда добавили песок влажностью 10%, необходимо будет подлить меньше воды, чем в раствор, для приготовления которого использовали песок влажностью 1%. Чтобы определить данный показатель, можно прокалить небольшое количество песка. Разница в весе влажного и полностью высушенного песка позволит легко рассчитать влажность. Можно просто сжать в ладони песок, и если после разжимания он не рассыпается, то влажность более 5%, но это не особо точный метод;
  • минеральный состав определяется только в лаборатории. В состав песка может входить известняк, кварц, доломит, полевой шпат, гранит, слюда и прочие породы. Наиболее прочным и устойчивым будет песок с преобладанием кварца. О наличии окисленных металлов подскажет красноватый и оранжевый оттенок, а о присутствии солей алюминия – зеленый и синий оттенки;
  • гранулометрический состав можно определить на глаз, но более точными будут лабораторные исследования, заключением которых станет полный отчет, сколько и какой фракции содержится в песке. На его основе можно принимать решение, где лучше использовать материал, или каким образом его лучше обработать (просев, промывка и т.д.), чтобы применить там, где планировалось;
  • химический состав необходим для того, чтобы определить область использования песка. Важен при сооружении ответственных объектов;
  • насыпная плотность должна быть около 1,5 т/м3, но может колебаться в пределах 1,3-1,9 т/м3. Слишком низкое значение говорит о наличии примесей, а высокое – о переувлажнении;
  • коэффициент пористости показывает на способность самого песка и раствора, приготовленного на его основе, пропускать влагу.

 №5. Предпочтительный песок для бетона и кладки

Для приготовления бетона предпочтительным все же будет речной песок. Даже несмотря на то, что его песчинки гладкие и отличаются более низкой степенью адгезии, он намного чище карьерного. В последнем даже при промывке не получается полностью удалить всю глину. Допускается смешивание речного и карьерного песка. Размер песчинок 2-3 мм.

Для кладки можно взять более дешевый карьерный песок. Фракция зависит от того, насколько крупные блоки укладываются: для шлокаблока можно взять песок с более крупными частицами, а для облицовочного кирпича – наоборот, с мелкими.

Покупая песок, необходимо изучить всю сопроводительную документацию. Это позволит быть уверенным, что возводимый объект получится долговечным и прочным.

remstroiblog.ru

Как правильно приготовить бетон на мелком песке

бетон с мелким пескомВ классическом понимании бетон представляет собой затвердевший искусственный камень. Для его получения используют специальный раствор, приготовленный на основе 4 базовых компонентов: песка, щебня, цемента и воды. Прочность раствору обеспечивает именно цементный камень – материал, полученный в результате взаимодействия вяжущего вещества с водой. Но в чистом виде его нельзя применять, так как усадка будет слишком сильной.

Кроме того, цемент в чистом виде слишком дорог. Чтобы снизить затраты на изготовление бетона, используют заполнители. Крупные заполнители (известняк, керамзит, гранит, гравий) также обеспечивают высокую прочность раствора. А мелкий заполнитель помогает снизить плотность смеси и сокращает степень ее усадки.

Когда используют мелкий песок?

Бетон с мелким песком производят тогда, когда нельзя найти заполнитель с другим зерновым составом. Использование мелкого песка разрешено и по ГОСТ – в случае отсутствия другого заполнителя разрешается использовать тонкий песок с зерном размером менее 1,5 мм.

Изготавливая бетон на мелком песке, нужно сначала оценить пробную партию, проверить ее прочность, а затем уже выполнять масштабные строительные работы.

В чем особенности мелких песков

Влияние мелкого песка на характеристики и свойства бетонного раствора объясняется основными характеристиками этого материала:

  • Большая удельная поверхность приводит к тому, что подвижность приготовленного раствора снижается;
  • Повышенная пустотность такого заполнителя приводит к тому, что приходится добавлять больше вяжущего. Соответственно, равнопрочный бетон на тонком песке окажется дороже;
  • Водоудержание мелкого песка выше, чем крупного. Следовательно, мелкого заполнителя для песка понадобится меньше.

На удобоукладываемость такая замена почти не влияет. Влияние больше выражено на осадку конуса. Средняя плотность бетона, приготовленного на мелком песке, - 2350 кг/куб. Чтобы приготовить 1 куб такого раствора, понадобится 370 килограмм цементного вяжущего, 1300 кг щебня (тип материала выбирается в зависимости от требований к прочности конструкции), 490 кг песка и 180 литров чистой воды без примесей. Подобное сочетание компонентов позволяет выдержать водоцементное соотношение 0,5.

Бетон на мелком песке не слишком распространен, так как в нем много пылевидных включений. Но при необходимости можно использовать и его.

betonkharkov.com.ua

Бетон на мелком песке - Бетон от производителя

Home / Бетон на мелком песке

Применение мелкого песка с модулем крупности (мкр) менее 1,5 единиц в составе бетона, является достаточно широкой практикой по причине большой распространенности мелкого песка в природе и ввиду отсутствия песков с удовлетворительным составом в некоторых районах.

Основными отличиями мелких песков от более крупных: худший зерновой состав, удельная поверхность и повышенная пустотность. Такие характеристики обуславливают понижение прочности бетона и уменьшение подвижной бетонной смеси. По этой причине расход цемента увеличивается для того, чтобы получить равнопрочный и подвижный бетон.

Использование мелкого песка вместо крупного влияет на осадку конуса и способствует уменьшению удобства укладки бетона. Но у бетона на мелком песке существует ряд неоспоримых преимуществ в виде лучшей водостойкости. Это происходит благодаря тому, что мелкие пески в меньшей степени раздвигают зерна крупного наполнителя.

Бетон с воздухововлекающими добавками

Благодаря вовлечению воздуха, значительно увеличивается термостойкость бетона, а значит и долговечность службы. Бетон становится более прочным и меньше поддается крошения в следствии влияния перепадов температур.

Такой критерий играет существенную роль в строительстве дорог и панельных строений. Так как они особенно часто подвергаются температурным перепадам, обветриванию и другим погодным явлениям.

Бетон с поверхностно-активными добавками

Поверхностно-активные добавки часто используются в современном строительстве для повышения характеристик и свойств бетона.

Такие добавки разделяются на две категории:

  • Пластифицирующие добавки диспергирующего действия

Основная суть действия таких добавок заключается в измельчении цементного состава, что способствует повышению жидкостных свойств, то есть материал становиться более текучим.

  • Гидрофобизирующие добавки

Это вещества, которые придают бетонной смеси водоотталкивающие свойства, посредством примешивания воздушных пузырьков к стенкам и капиллярам бетона. А также способствуют повышению ряда качеств, одним из которых является морозоустойчивость.

Нужно понимать, что продуктивность добавки таких веществ зависит от таких факторов, как состава и пластичности бетонной смеси, а также от качества заполнителя и цемента.

Бетон с тонкомолотыми добавками

Тонкомолотые добавки – это неактивные минеральные вещества природного происхождения. Также это могут быть и отходы производства.

Использование таких добавок релевантно в следующих ситуациях:

  • В случае, если условие прочности допускает большее соотношение воды и цемента, чем необходимо по критерию долговечности бетона
  • В случае, если возможно обеспечение прочности бетона при меньших затратах цемента, чем нужно по критерию плотности.

Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий

При расчете состава бетонной смеси, необходимо определить такое соотношение количества веществ, какое способно обеспечить нужную прочность на растяжении при изгибе. Помимо этого, важно обратить внимание на морозоустойчивость и прочность сжатия.

Так как при проектировании бетонных покрытий аэродромов и дорог особое внимание уделяется именно напряжению на изгибе.

Разумеется, что прочность дорожного бетона определяется исходя из цели и назначения бетонного покрытия. Например, при сжатии – М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М500, а при изгибе – М20, М25, М30, М35, М40, М45, М50, М55.

Марку бетона выбирают исходя из конкретных климатических условий целевого района, так как уровень необходимой морозоустойчивости для разных регионов будет сугубо индивидуален.

По морозоустойчивости: F50, F100, F150, F200.

semixbeton.ru

какой песок лучше для фундамента

подушка

При закладке фундамента важно правильно и грамотно выбрать строительные материалы. Особенно тщательно необходимо выбирать песок, так как именно от него зависит прочность раствора для фундамента, а значит, и прочность всего основания. На вопрос, какой песок лучше выбрать для фундамента, ответим в этой статье.

Выбор песка

на участке

Песок для фундамента является сыпучим материалом, получаемым из осадочных пород или искусственным созданием. Качество песка не зависит от его метода получения, важно учитывать лишь его чистоту.

Если в нем можно найти посторонние предметы размером более полсантиметра, он не подойдет для закладки фундамента. К посторонним предметам могут относиться ветки, листья, органический мусор.

фактура

Конечно, можно постараться очистить песок самостоятельно, взяв сито и просеять его, но только представьте, как много времени и сил у вас уйдет на этот процесс. Просеяв песок, вы всего лишь удалите крупные примеси, а как насчет содержания таких элементов, которые нежелательны в песке для постройки фундамента дома, к таким относятся известь или глина.

Лучше сразу выбрать качественный песок и приступать к работе. Помните, что качественный песок, подходящий для изготовления раствора не должен содержать более 5% примесей. К тому же большое количество добавок будут ухудшать прочность песка, что отразится на фундаменте и самом доме или постройке. Содержание гравия в песке не должно превышать 10%, так как гравий является составным элементом раствора для заливки фундамента.

Кончено, идеальный песок вы сможете обнаружить только, проведя специальную экспертизу его соответствия всем нормам в лаборатории, узнаете процентный состав примесей в общей массе и прочие показатели. Но такая экспертиза является затратным и долгим процессом, поэтому определить качество песка можно подручными методами.

доставка песка

Засыпьте песок, в прозрачную бутылку, на треть, а затем залейте до половины чистой водой и встряхните. После этого дайте смеси отстояться в течение 5 минут и посмотрите на прозрачность воды. Если она стала замутненная и грязная, то песок содержит много примесей. Всплывшие посторонние вещества, тоже плохой признак, и такой песок непригоден для стройки. Если же вода прозрачная и без примесей, то песок идеально подойдет для закладки фундамента.

Вернуться к содержанию

Происхождение песка

Какой песок лучше – карьерный или речной, поговорим в этой части.

Карьерный песок

экскаватор

Карьерный песок добывают в карьере, разрушая горные породы. Он более низкого качества, чем речной, но бывают и исключения. При выборе карьерного песка важным фактором его надежности и прочности является параметр влажности. Ее процентное соотношение должно быть от 1 до 5 %. Влажность 5% определяется на глазок тем, что из песка нельзя слепить плотный шарик или снежок – он рассыпается.

погрузка песка

карьер

Для правильного определения параметра влажности можно прибегнуть к следующему методу. Для определения влажности карьерного песка возьмите емкость, взвесьте ее. Затем, взвесьте в ней 1 кг песка и подержите при слабой температуре подогрева около получаса, а затем взвесьте только песок. Влажность будет рассчитана по формуле: масса песка после подогрева минус масса емкости, деленная на 100.

Карьерный песок дешевле по цене, чем речной, так как его способ добычи является менее затратным.

Вернуться к содержанию

Речной песок

речной

Речной песок идеально подходит для закладки фундамента, а также используется при разведении растворов для внутренней отделки дома или создания дренажей. Поэтому такой песок универсален и многофункционален. Его мелкая фракция от полутора до двух миллиметров и отсутствие примесей делают его желанным, но дорогим строительным материалом.

Кроме речного песка выделяют еще морской, но в современном строительстве он применяется там, откуда его можно быстро привезти, иначе его цена превышает даже речной. По качеству же он не лучше речного, а иногда даже и хуже за счет примесей органики (ракушки, водоросли) и посторонних предметов.

Вернуться к содержанию

Фракции песка

В зависимости от размера песчинок в составе песка выделяют следующие виды фракций:

тонкий

  • Очень тонкий содержит песчинки размером до 0.7 мм, но из-за низкой фракции непригоден для фундамента. Фундамент на его основе получится максимально непрочный.
  • Тонкий содержит песчинки размерами от 0.7 до 1 мм. Такой песок неплотный, поэтому также не подойдет для раствора фундамента. Обычно тонкий песок применяют для заливки бетона.
  • Очень мелкий содержит песчинки размером до полутора мм, но все же снова не подходит для заливки фундамента, так как прочность все еще не будет оптимальной.
  • мелкий песок

  • Мелкий содержит песчинки размером от полутора до 2 мм. И вновь он не подойдет для заливки фундамента из-за больших затрат цемента для него.
  • Средний содержит песчинки размерами от 2 до 2.5 мм и идеально подходит для заливки фундамента из-за своей прочности и высоких эксплуатационных свойств.
  • Крупный содержит песчинки размерами до 3 мм и предназначен для изготовления бетона высококачественных и дорогих марок. Такой песок очень дорогой.
  • Песок повышенной крупности содержит песчинки размерами до 3.5 мм и применяется для изготовления песчаных подушек, призванных повысить прочность основания и распределить нагрузку на все углы равномерно.

Заливка фундамента предполагает, что грани выбранного вами среднего песка должны быть острыми. Именно острые грани песчинок повышают эксплуатационные свойства раствора и делают его максимально прочным.

Вернуться к содержанию

Выбор песка для подушки фундамента

на даче

Подушка под фундамент из песка представляет собой специальный слой, который нужен для предания повышенной стойкости и устойчивости здания, повышенной прочности и равномерной нагрузки. Песчаная подушка предотвращает «хождение» постройки весной из-за повышенного уровня грунтовых вод и препятствует образованию в нем трещин. Такая подушка существенно облегчает строительство на почвах с повышенной влажностью.

песочная плита

песок в тележку

Выбрать песок для подушки фундамента довольно просто: используйте песок с размерами песчинок от 0.25 до 2 мм, лучше речной или, если вы не можете позволить себе речной песок из-за его дороговизны, мытый карьерный песок. Песок или песчано-гравийная смесь также отлично подойдет для подушки.

Песчано-гравийная смесь, как видно из названия, содержит в себе гравий, что лишь улучшает смесь для закладки под подушку. Самой популярной высотой подушки под фундамент является высота до 15 сантиметров, но не менее 10, иначе смысл подушки пропадет. Если постройка здания строится на почвах с высоким уровнем грунтовых вод, песком можно сделать еще и дренаж, а лишь потом подушку и фундамент. Так основание станет еще надежнее и прочнее.

Подсыпка под фундамент – другое название подушки, делается на основе песка или щебня.

Вернуться к содержанию

Необходимое количество песка для заливки фундамента

Покупая песок, важно купить его в необходимом количестве и не просчитаться в расчетах, ведь потом придется докупать или не знать, куда деть лишнее количество.

Необходимо брать песок из расчета 5 частей песка на 1 часть цемента. Но этот расчет пригодится, если вы делаете раствор только из песка и цемента. Если вы используете в растворе еще щебень, количество поменяется. При использовании щебня оптимальным раствором будет считаться тот, в котором на 1 часть цемента приходится 2 части щебня и 4 песка.

траншея

Как видно из соотношения фракций, песка всегда будет использоваться больше, чем остальных материалов. Количество песка зависит еще и от высоты подушки под фундамент. Подушка под фундамент может быть разной высоты и зависит от высоты самого здания. Для правильной покупки песка лучше купить его с небольшим запасом, чтобы точно быть уверенным в полном использовании. Оставшийся песок можно приспособить для изготовления растворов для кладки стен или их отделки.

Вернуться к содержанию

Заключение

плитный фундамент

Ответ на вопрос, какой песок или смесь нужен для фундамента, следует, что для изготовления фундамента нужно выбирать речной песок средней фракции с острыми гранями песчинок. Такие свойства песка позволят сделать фундамент максимально прочным, он простоит долго и будет отличным основанием для любой постройки. Перед покупкой песка проверьте его на количество примесей, влажность и размер закупки. Оптимальной плотностью песка, покупаемого в самосвалах считается полторы тонны на кубический метр.

Не нашли ответов в статье? Больше информации по теме:

dachaorg.ru

Влияние характеристик песка на свойства бетона

Влияние характеристик песка на свойства бетона

Влияние характеристик песка на свойства бетона.

Качество бетонных конструкций, качественное устройство бетонных полов в первую очередь зависит от свойств применяемого бетона. Рассмотрим, как влияют характеристики песка на конечные свойства бетона.

Песок характеризуется следующими паспортными характеристиками.

Модуль крупности.

Насыпная плотность.

Содержание глинистых и пылевидных частиц.

Вспомогательным параметром, для дальнейшего изложения, является собственная плотность песка. Так как речной песок состоит на 95% из кварцевого песка, то можно считать, что собственная плотность равна плотности диоксида кремния Пс = 2,7 т/м 3.

Суть изготовления любого бетона заключается в заполнении пустот между частицами наполнителя клеевой массой. Для портландцементбетонов клеевой массой является цементное тесто. В процессе заполнения пустотности консистенция бетона меняется от влажной до текучей. На конечную прочность бетона влияет как собственные прочности наполнителей, так и прочность «клея» — созревшего цементного камня. Прочность цементного камня имеет ярко выраженную зависимость от соотношения между массой цемента (Ц) и воды (В) в составе цементного теста. Оптимальное значение — Ц/В = 2,5-3,3 (В/Ц=0,4-0,3.

Приблизительная зависимость марочной прочности цемента М500 от отношения массы цемента и воды имеет следующий вид.

Отсюда легко увидеть, что.

при Ц/В = 2,5: Rсж = 500х2,5/2 = 625, при Ц/В = 3,0: Rсж = 500х3/2 = 750, при Ц/В = 1,5: Rсж = 500х1,5/2 = 375.

Следовательно, прочность (качество) цементного клея находится в прямой зависимости от водоцементного отношения. Кроме того, от содержания воды в цементном тесте зависит и величина усадочных напряжений, так как избыточная вода, испаряясь, создает пустотность в цементном камне.

Величина объемной пустотности для наполнителей и цементного теста рассчитывается по формуле.

где Н – насыпная плотность дробленного минерала, С – собственная плотность минерала.

Для дальнейшего изложения будем придерживаться одного состава цементного теста.

Ц/В = 2,5, плотность теста 1,9кг/л.

Такой состав теста позволяет получать цементный клей достаточно высокого качества с одной стороны и, при введении пластификаторов, имеет высокую подвижность с другой стороны.

Как было отмечено ранее в первом приближении (без учета коэффициента раздвижки) составление рецептуры бетона сводится к заполнению пустотности наполнителя (песка) цементным тестом заданного качества. Далее – заполнение пустотности щебня цементно-песчанным тестом.

Пустотность песка в зависимости от насыпной плотности можно рассчитать по формуле 2.

Объем и массу цементного теста рассчитаем по следующему алгоритму: 1. Объем теста равен пустотности песка. 2. Масса теста равна произведению его объема и плотности. 3. Масса цемента равна массе теста, деленного на 1,4. 4. Расход цемента на 1м 3 пескобетона равен произведению массы цемента и коэффициента раздвижки 1,05.

Таблица 1. Расход цемента в зависимости от насыпной плотности песка.

Насыпная плотность сухого песка, тн/м 3.

Пустотность, м 3.

Следует подчеркнуть, что все составы пескобетона в табл.1 имеют одинаковую марочную прочность, но будут различаться по объемной усадке – она пропорциональна расходу цемента и по срокам начала схватывания – примерно обратно пропорциональны квадрату расхода цемента. Минимальную ожидаемую марочную прочность можно оценить как произведение результата формулы 1 и коэффициента 0,8. Для цемента М500 и Ц/В = 2,5 имеем: М = 625х0,8 = 500.

В предыдущих вычислениях из трех параметров песка учитывался только один – насыпная плотность. Было сделано два допущения: песок не содержит пыли и имеет «хороший» модуль крупности. Для приближения к реальной картине необходимо учесть и эти два параметра. О пагубном влиянии пылевидных и глинистых частиц на прочностные свойства бетона и увеличении трещинообразования (устройство бетонных полов) можно рассказывать очень долго. Попробуем учесть его в расчетах.

Процесс образования цементного теста из воды и сухого цемента можно разделить на две последовательные стадии: Смачивание водой поверхности частиц цемента. Заполнение водой пустот между частицами цемента.

Для смачивания поверхности частиц цемента (цементной пыли) необходимо около 15% воды от массы цемента. И эта величина тем больше, чем сильнее измельчен цемент. Вода как бы обволакивает пленкой каждую частицу, равномерно распределяясь на ее поверхности. Чем сильнее измельчен цемент, тем больше общая площадь поверхности каждого грамма цемента и тем больше требуется воды на ее смачивание. Площадь поверхности частицы цемента пропорциональна квадрату ее диаметра, а масса частицы пропорциональна кубу диаметра. Отсюда следует, что общая площадь поверхности частиц отнесенная к их массе обратно пропорциональна характерному диаметру частицы.

Этот закон распространяется и на любой другой измельченный материал. В том числе на песок и на пыль, которая в нем содержится.

Характерный диаметр частицы цемента Dц равен 40мкм. Характерный диаметр пыли, содержащейся в наполнителе Dп равен 5мкм. Отношение водопотребности на стадии смачивания равно отношению удельных площадей поверхности. По формуле 3, получаем.

Вп/Вц = Dц/Dп = 40/5 = 8.

То есть для смачивания поверхности пыли необходимо в восемь раз больше воды, чем для смачивания поверхности цемента. В абсолютном выражении: 15х8 = 120% воды от массы пыли.

Даже если считать, что на вторую стадию образования теста будет расходоваться равное удельное количество воды, то мы все равно получим весьма тревожную цифру.

при заданном Ц/В=2,5 (В/Ц=0,4= 40%), получаем: 8х15% + (40% — 15%) = 145% воды от массы пыли.

Дополнительно внесенная в бетон вода будет снижать прочностные свойства цементного камня согласно формуле 1.

Для наглядности возьмем третий состав из Табл.1 и пересчитаем его для песков одинаковой плотности, но с различным содержанием пылевидных частиц.

насыпная плотность песка – 1,55тн/м 3 , расход цемента – 613кг/м 3. начальное Ц/В = 2,5, активность цемента – М500, пескобетоны имеют равную подвижность.

Таблица 2. Снижение прочности цементного камня в зависимости от содержания пыли.

Падение прочности на сжатие для пескобетонов одинакового состава, но с разным содержанием пыли, согласно Табл.2 может составлять до 27%. Причем эту разницу нельзя компенсировать простым увеличением расхода цемента! Компенсация возможна только за счет снижения количества воды затворения и, следовательно, уменьшения подвижности бетона.

Кроме падения прочности, увеличение количества воды из-за повышенного содержания пыли, значительно увеличивает вероятность образования трещин на ранних стадиях твердения бетона. Этот фактор чрезвычайно важен при устройстве бетонных полов – стяжек пола.

Модуль крупности – величина весьма туманная. Вдаваться в подробное рассмотрение не имеет большого смысла. Но о самом песке рассказать стоит отдельно. Точнее о размерах его частиц. Как видно из формулы 3 характерный диаметр частиц песка будет влиять на водопотребность бетона, и, следовательно формуле 1, на качество цементного клея (прочность цементного камня). Вот только в отличие от пыли, заполняться пустотность песка будет не водой, а цементным клеем. Следовательно, отрицательное влияние будет давать только одна стадия – смачивание водой поверхности частиц песка.

Оценим влияние характерного размера частиц песка на прочностные характеристики равноподвижных бетонов по формуле 3 и формуле 1. аналогично задаче с пылью.

Условия расчетов такие же, как и в Табл.2. содержание в песке пыли – 0%, характерный диаметр частиц цемента – 40мкм (0,04мм), насыпная плотность песков одинаковая — 1,55тн/м 3.

Таблица 3. Влияние характерного размера частиц песка на прочность равноподвижных бетонов.

Характерный диаметр частиц песка, мм.

Дополнительный расход воды, кг. (0,04/D)х1550х0,15.

Общее кол-во воды на 1м 3 бетона, кг.

Особенно подчеркнем, что характерный диаметр частиц песка (зерна) значительно меньше среднего диаметра зерна. Так для песка с модулем крупности 2,45 и средним диаметром зерна 1,33мм, характерный диаметр (рассчитывается по средней площади частицы) составляет 0,7мм.

Для оценок можно использовать соотношение.

Характерный диаметр = 0,6…0,8 X средний диаметр зерна активность цемента – М500, пескобетоны имеют равную подвижность.

В свою очередь, средний диаметр зерна достаточно тесно связан с модулем крупности песка. Для приемлемого 10%-го падения прочности бетона (прочность бетона на «хорошем» песке составляла М500), характерный диаметр зерна должен составлять более 0,4мм, следовательно: средний диаметр – более 0,6мм (по соотношению 4.

Данная величина среднего диаметра характерна для песков с величиной модуля крупности 2,2. С возрастанием величины модуля крупности увеличивается средний диаметр зерна, что приводит к падению пластичности раствора (пескобетона), а, если раствор является составной частью крупнозернистого бетона, то понижается способность заполнять пустотность между зернами щебня (гравия), что приводит к увеличению коэффициента раздвижки при расчете состава крупнозернистого бетона (уменьшению расхода щебня). Поэтому величина модуля крупности песка ограничена сверху и должна составлять не более 2,8. Оптимальные значения модуля крупности лежат в пределах 2,4-2,7.

Пусть простят меня поклонники точных расчетов – я не стал пересчитывать поправки на изменение объема пескобетонов при увеличении воды и поправки на естественные влажности песков и бетонов и т.д. Я предпочел оставить картину более качественной и прозрачной.

С другой стороны, количественные расчеты остались достаточно точными и дают хорошее представление о влиянии характеристик песка на свойства бетона. Так же, я ограничился расчетами пескобетонов, хотя расчет крупнозернистых бетонов можно выполнить по точно такому же алгоритму, с учетом чуть большего коэффициента раздвижки зерен песка и лещадности щебня.

ООО «ТэоХим» выполняет устройство бетонных полов Эластобетон: упрочненных (объемный топпинг), полимерцементных, мозаичных.

otvali.ru