Выбор цемента для приготовления бетона

Процесс создания

Под цементом имеется ввиду вяжущее вещество неорганического искусственного происхождения. Как правило, его использование связано с изготовлением двух стройматериалов – это бетон и раствор. Выделяют 3 этапа изготовления цементного материала.

1 этап – добывание и обрабатывание материалов, путем проведения следующих операций:

• добыча известняковых, глиняных и гипсовых материалов;
• измельчение известняка, его сушение;
• перемешивание полученной смеси с глиной в соотношении 1:3 (известняк : глина);
• приготовленное вещество имеет название «шлам».

2 этап охватывает процесс производства клинкера, а именно промежуточный продукт перед образованием цемента. Для этого нужны следующие действия:

• обжечь шлам (температура должна достигать 140 градусов);
• дождаться его преобразования в клинкер, который на вид напоминает керамзитные зерна;
• измельчить клинкер до состояния порошка.

3 этап – портландцемент, который образуется после следующих действий:

• порошок клинкера смешивается с гипсом, количество которого равно 5% от общей массы;
• в состав включаются минеральные вещества для создания определенного вида и марки цементного раствора.

Щебень

Марку (прочность) щебня лучше всего выбрать в два раза больше, чем расчетную марку бетона. Это обуславливается тем, что проектная (28 суточная) марка бетона всегда намного ниже, чем его реальная прочность, которая появится в течение полугода-года. А прочность щебня не изменяется с течением времени, вот их и нивелируют. Делается это на всякий случай, без обязательного согласования с проектными требованиями запаса прочности. Вырезка из ГОСТа 26633-91

– Известняк (средняя прочность 500-600). Известняк чаще всего используется для производства бетонов марок м-100-м-300 из-за сравнительно низкой морозоустойчивости, но некоторые его виды (до 800) подходят для более прочного бетона – до м-350.

– Гравий – самый распространенный наполнитель из-за набора всех необходимых характеристик для производства большинства бетонных смесей. Основные виды гравия (прочностью 800-1000) могут быть использованы для получения марки бетона вплоть до м-450 (но не выше м-400). Его рекомендуют для частного строительства – из-за относительной дешевизны и достаточной для индивидуального строительства прочности.

– Гранит – самый прочный из перечисленных наполнителей (м до 1400). Обладает низким водопоглощением и повышенной морозоустойчивостью. К примеру, при строительстве дорог разрешен только гранитный щебень.

Кроме этого, со щебнем связаны некоторые моменты, которые необходимо учитывать: лещадность, процент зерен слабых пород и другие.

Марка бетона (М)

Такие смеси широко применяются в строительной сфере уже 150 лет. С помощью этого материала возведено множество жилых зданий и других сооружений.

По назначению

Чаще всего материал применяют для следующих операций:

• получение стяжки под половые покрытия из досок, ламината или линолеума;
• заливка швов между кирпичными или бетонными блоками;
• штукатурка стен для их уплотнения или получения некоторых видов покрытия;
• отделка верхнего слоя бетонных ступеней или площадок;
• укладка кафеля (в смесь добавляют клей ПВА).

Когда требуется улучшить состав цемента, в него добавляют пластификаторы в количестве от 3 до 5 %. Строители применяют готовую смесь, которая поступает на участок с завода. Время употребления такого цемента ограничено 3 часами после доставки материала.

Продукт можно изготовить самостоятельно, придерживаясь требований ГОСТ. Цементные фракции просеивают через сито с ячейками 10 Х 10 мм. Это нужно для получения однородного состава, устранения комков, крупных камней или кусков щебня.

Цементные смеси состоят из нескольких компонентов. В зависимости от области применения они делятся на следующие виды:

1. Самый простой цемент получается при смешивании мела и каолина. После этого в него добавляют песок в соотношении 1:3, заливают нужным количеством воды. Полученный состав надо использовать на протяжении 60 минут.
2. Основные составляющие другого типа цемента — известь и песчаные фракции, смешанные в пропорции 3:1. Чтобы смесь быстро затвердела, в нее добавляют гипс. Но такой раствор должен употребляться на протяжении 5-10 минут. Поэтому его применяют для выкладки кирпичных и бетонных блоков.
3. Если нужна большая прочность раствора, то ее получают перемешиванием цементных и жидких известковых компонентов, воды при этом не добавляют. Подобной смесью обрабатывают полы, потолок и стены помещений.

Для улучшения параметров получаемого цемента применяют минеральные добавки. В виде наполнителя опытные строители употребляют следующие примеси:

• гранулированный шлак;
• разные сорта кремнезема;
• известняк;
• летучие зольные компоненты.

Основными свойствами являются:

• тонкое измельчение — главное условие, которое является основным показателем длительности затвердения и прочности бетонного раствора;
• стойкость к коррозии — определяет уровень противостояния цемента влиянию окружающей среды;
• стойкость к низким температурам — свойство, которое означает особенность цементного стройматериала реагировать на перепады температуры;
• потребность воды — ее необходимое количество для качественного процесса гидратации цемента и наделения его пластичностью;
• прочность — обозначается маркой, указанной на упаковке;
• сульфатостойкость — возможность противостоять воде, содержащей ионы сульфата.

Выбор вяжущего вещества зависит от типа строительства, от окружающих факторов. На практике создана таблица соответствия марки цемента и его расхода. Так, расход смеси марки М200 равен 200-240 кг/м3. Раствор М300 используется в количестве 215-240 кг/м3. Расход самой высокой марки М500 – 250-440 кг/м3.

Приготовление бетона требует ответственного подхода к решению вопроса: вяжущее вещество какой марки необходимо для строительства? От высоты марки зависят связующие особенности. Следует запомнить несколько правил:

• марка цемента должна быть в 2 раза больше, чем марка будущего бетонного раствора. Например, раствор М200 требует цемент марки М400;
• обращайте внимание на срок и условия хранения вяжущего вещества. Даже сухой на вид материал может иметь лишь половину первоначальной прочности, если условия хранения нарушены. Лучше приобретать цементный раствор перед началом работ на бетоне и у известных производителей.

Во всех информационных материалах, прайс-листах и т.д. бетон указывается с цифровым и буквенным индексом. Обязательно указываются марка М-, класс В-, подвижность П-, водонепроницаемость W-, морозостойкость F-

Ваш проект определяет выбор определенного вида и марки бетона. Если проекта нет, то можно прислушаться к советам строителей или разобраться в этом самостоятельно.

Цифры марки бетона обозначают усредненный предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверка соответствия заявленной марке бетона проводится с помощью отливки из пробы смеси кубиков или цилиндров и выдержки их 28 суток для твердения.

В настоящее время используется такая характеристика бетона как класс – это примерно то же самое, что и марка, но с тем лишь различием, что в марках указывается среднее значение прочности, а в классах – прочность с гарантированной обеспеченностью с коэффициентом вариации 13%. В соответствие со СТ СЭВ 1460 все современные проектные требования указываются именно в классах, хотя большинство строительных компаний используют для заказа марку.

Для Вас важно, чтобы марка бетона соответствовала той, которую Вы заказывали. Как проверить? Для этого необходимо взять пробу и отлить из нее несколько кубиков размером 10Х10Х10 см или 15Х15Х15 см. Удобнее всего для этого использовать сколоченные из дощечек нужные формы, предварительно увлажнив их, чтобы они не впитывали входящую в состав бетона воду и не препятствовали гидратации.

Для чистоты эксперимента необходимо проштыковать залитую смесь, чтобы не осталось воздушных пустот. Также можно уплотнить смесь, ударяя по бокам формы молотком.. Пробы нужно брать непосредственно с лотка бетононосителя, не разбавлять взятую смесь в автобетоносмесителе, тщательно уплотнить смесь в формах и хранить при средней температуре (около 20 С) и высокой влажности.

По истечение 28 дней в любой независимой лаборатории можно проверить соответствие марки Вашего бетона с заявленной. Есть также промежуточные стадии твердения – 3, 7, 14 суток. В течение первых семи дней бетон набирает 70 % своей прочности. Существуют еще и другие методы определения прочности – это так называемые, неразрушимые методы замера, “на месте”. К ним относятся метод ударного импульса (“простучать бетон”), ультразвуковые методы и другие.

Класс бетона	Средняя прочность бетона данного класса, кгс/кв.см	Ближайшая марка бетона
В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60	46 65 98 131 164 196 262 327 393 458 524 589 655 720 786	М50 М75 М100 М150 М150 М200 М250 М350 М400 М450 М550 М600 М600 М700 М800

Удобоукладываемость, подвижность, осадка конуса (П)

Эти три понятия, в принципе, описывают одну и ту же бетонную характеристику, которая обозначается буквой П с коэффициентом от 1 до 5, либо как “осадка конуса 10-15 см”. Для типовых монолитных работ используется бетон подвижностью П-2 и П-3. Для труднозаливаемых конструкций, таких как колонны, узкие опалубки и густоармированные полости, желательно применять бетон П-4 и выше (осадка конуса 16-21 см). Такой бетон называется литым, он хорошо укладывается в опалубки без использования вибратора.

Жесткость бетона (обозначается буквами Ж1-Ж4) – характеристика, относящаяся к бетону, используемому в основном в дорожном строительстве.

Ни в коем случае нельзя добавлять в бетон воду для увеличения его подвижности, поскольку, как говорилось выше, водоцементное соотношение – это ключевая пропорция, от которой зависит прочность бетона. Даже из-за небольшого увеличения количества воды в смеси, марка бетона может понизиться с м-400 до м-300-м-200.

Обозначение понятий

Выделяют следующие цементно-марочные обозначения:

• вид цемента обозначается по первым буквам, например, портландцемент – ПЦ;
• цементная марка, которая определяется крепостью на сжатие – от М300 до М700;
• количество включенных добавок. При запрете добавления – ДО, до 5% от общей массы – Д5, от 5 до 20% — Д20;
• в зависимости от определяющих характеристик: например, быстротвердеющий – Б, гидрофобизированный – ГФ.

Свойства бетона ухудшаются при длительном его хранении. В результате воздействия влаги на цемент понижается его марка. За один месяц теряется 10% прочности. Исходя из этого, нужно учитывать прочность при составлении пропорций цементного раствора.

Цемент — специальный раствор, который получают в результате смешивания песка, цементных фракций и воды, применяют при монтаже различных сооружений, выкладке стен и других монтажных работах. В цемент строители вводят пластификаторы, которые служат для повышения прочности. Они придают раствору такие качества, как влагостойкость, морозоустойчивость.

Бетоном называется композитный материал, в котором смешан цемент, вода и заполнители (чаще всего применяют разные сорта щебня и других компонентов). Кроме этого существует бетон, получаемый застыванием специальной смеси.

Коэффициент водонепроницаемости

Коэффициент морозостойкости бетона – это количество циклов замораживания- размораживания бетона, при которых он сохраняет свои первоначальные характеристики. Обозначается буквой F с цифрой от 25-1000.

Как это происходит на объектах? Например, грунтовые воды на капиллярном уровне проникают в фундамент, при понижении температуры замерзают там. Замерзая, вода расширяется и раздирает бетон – образуются микротрещины. В следующий раз воды еще больше увеличат “насиженное” место, что, согласитесь, снизит прочность бетона. Конечно, это теория, на практике фундаменты защищены гидроизоляцией, отмостками гидрофобизаторами.

На СТРОЙТЕХ ПСК испытания образцов бетона на морозоустойчивость проводится в критических режимах. Бетонный кубик насыщают “по полной” водой или в специальным раствором и замораживают до -18. В промежутках замеряют прочность до достижения критической точки – потери заявленной прочности. Количество таких циклов вода-лед и есть коэффициент морозостойкости бетона.

Для увеличения коэффициента морозоустойчивости заводы по производству ЖБИ применяют различные добавки в бетон, например, воздухововлекающие. Но в этом случае уменьшается его прочность. Лучшие результаты получаются от использования в затворении бетона гидрофобный или напрягающий цемент.

В частном строительстве средняя морозостойкость – F100-F200.

Водонепроницаемость бетона – это его способность не пропускать через себя воду под давлением, она неразрывно связана с морозостойкостью. Обозначается литерой W с коэффициентом от 1 до 20. Для увеличения водонепроницаемости в бетон на заводах вводят уплотняющие и гидрофобизирующие добавки или применяют в затворении смеси гидрофобный или напрягающий цемент.

Бетон с высоким коэффициентом водонепроницаемости позволяет без дополнительной гидроизоляции строительства подвалов в местах с высоким уровнем грунтовых вод, в том случае, если заливка стен и пола произведена профессионально без швов и перерывов. К тому же такой бетон долговечен – коэффициент морозостойкости у них высок, что идеально подходит для незащищенных конструкций, таких как бетонные дорожки, отмостки, ленты заборов, а так же, для свайных фундаментов на влагонасыщенных грунтах.

Во-первых, ни в коем случае не разбавляйте бетон водой при укладке. Жидкий бетон укладывается проще, чем твердый, но, нарушив водоцементное соотношение, Вы тем самым существенно снизите его марку, уменьшите его прочность.

Во-вторых, соблюдайте все необходимые условия перевозки бетона в миксере, время разгрузки, учитывайте погоду.

В-третьих, качественно уплотняйте смесь, оставленные из-за отсутствия вибрировании при укладке пустоты в бетоне, снижают марку бетона.

Твердение бетона

Гидратация – это процесс взаимодействия цемента с водой, при котором бетон набирает свою прочность. Если в молодом (в возрасте пару недель) бетоне высыхает или замерзает вода, то процесс гидратации останавливается, что негативно влияет на его характеристики. За первую неделю, если бетон стоит в нормальной влажности и температуре, он набирает 70% прочности.

Вообще, первый дни жизни бетона очень важны, необходимо бороться с потерей влаги для нормальной гидратации. Свежеуложенный бетон при высоких температурах можно накрыть мокрой мешковиной или пленкой ПВХ или поливать водой.

При низких температурах вода в бетоне, которая необходима для гидратации, замерзает – процесс, естественно, останавливается. Он, кстати, может продолжиться весной, когда оттает, если конструкцию не размоет к тому времени, но при этом возможно снижение прочности долговечности. Тем не менее, существуют методики так называемого раннего замерзания бетона, при котором бетон со специальными противоморозными добавками укладывают при минусовой температуре, замерзает, а весной, оживши, начинает процесс гидратации цемента.

Существует такое понятие как критическая прочность бетона – это грань, время, после которого за бетон можно уже не волноваться. Этот порог для разных марок бетона – разный. Высокие марки бетона имеют более низкий % порог критической прочности (25-30% от проектной прочности), низкие марки – более высокий %. При нормальных условиях критическая прочность достигается за первые сутки.

– использовать противоморозные добавки в бетон (ПМД) – они не дают воде замерзнуть и отчасти ускоряют процесс гидратации. Сейчас для этих целей используются составы и препараты, которые не наносят вред арматуре и другим частям конструкций.

– электроподогрев бетона. Существуют специальные трансформаторы, электроды, подогреваемые опалубки. Идеально для зимней заливки бетона, но проблематично для частного застройщика из-за высокого потребления электроэнергии.

– накрыть свежезалитый бетон пленкой. Применимо, хотя не факт, что поможет, если суточная температура не очень низкая, в пределах 1-2 градуса. Пленка будет сохранять тепло, которое выделяется при гидратации. Можно установить газовую или дизельную пушку, чтобы задувать теплый воздух под пленку.

Необходимо тщательно следить за бетоном в первые сутки его жизни.

На заводах ЖБИ такой проблемы с готовыми конструкциями – сваями, бетонными фундаментными блоками ФБС, плитами перекрытия, дорожными плитами – нет. Их пропаривают в специальных теплых и влажных камерах, что позволяет добиться великолепных результатов по набору прочности и быть полностью готовыми к употреблению.