Меню

Бетон цемент плюс вода



Водоцементное отношение бетонной смеси (В/Ц) — что это такое?

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200. После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента. Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

Нелинейность характеристик связана с тем, что химический процесс отвердевания бетона достаточно сложен. Например, влага, которая не участвует в гидратации, остается несвязанной, в результате чего в монолите остаются капилляры и поры, снижающие его плотность и прочность. При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной. Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

Читайте также:  Как смешать цемент с алебастром

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Источник

В чем разница между цементом, бетоном и строительным раствором

Основными различиями между цементом, бетоном и строительным раствором являются их ингредиенты и особенности использования. Эта статья — сравнение бетона с цементом и строительного раствора, который включает в себя все аспекты, такие как их состав, использование и свойства.

Общие сведения о терминах

Бетон используется к примеру в стартовых площадках ракет из-за его огнестойкости.
Цемент, бетон и раствор — это общие термины, которые можно услышать во время любой строительной или ремонтной деятельности. Тем не менее, для обычного человека, есть много путаницы между этими тремя терминами.
В то время как бетон может использоваться независимо от двух других строительных материалов для создания прочных и долговечных конструкций, строительный раствор используется в качестве «клея» для склеивания различных кирпичей при строительстве стены. Но ни бетон, ни раствор не могут быть произведены без использования цемента в некотором количестве.

Степени прочности

Все три материала имеют разные степени прочности, а также свойства, что помогает решить, где их следует использовать. Цемент претерпевает химические изменения при смешивании с водой, образуя твердую структуру. Это основная причина, по которой его используют как для бетона, так и для раствора. Это химическое превращение цемента помогает выявить сильные стороны двух других материалов. Глядя на сравнение цемента с бетоном и строительным раствором, важно учитывать их основные различия, например, когда их использовать.

Состав

Цемент
Цемент является порошкообразным компонентом как бетона, так и строительного раствора и состоит из извести, кремнезема, глинозема, железа и гипса.

Бетон
Бетон состоит из цемента, песка, воды и некоторых крупных заполнителей, таких как каменная крошка, галька или щебень.

Раствор
Раствор состоит из связующего, песка, воды и извести. Связующим веществом обычно является цемент, хотя гашеная известь также может быть замещена. Раствор отличается от бетона тем, что не содержит грубых заполнителей.

Производство

Цемент
Цемент производится в два этапа. Во-первых, все ингредиенты, такие как оксид кальция, оксид железа, оксид алюминия и оксид кремния, получают в большом количестве. Они измельчаются до однородного размера и нагреваются во вращающейся печи при температуре 2000 °С. Продукты, полученные на этом этапе, представляют собой крупные зерна, называемые клинкерами. К этому добавляются дополнительные ингредиенты, такие как гипс и летучая зола, которые затем измельчаются в мельнице для измельчения цемента, чтобы получить цемент в виде мелкой серой порошкообразной формы.

Бетон
Бетон производится на заводе по производству бетонных смесей. Сначала ингредиенты, такие как галька или щебень, покрывают цементной пастой в смесителе непрерывного действия. Если волокна желательны, их можно добавлять сейчас, используя различные методы, такие как смешивание вручную или пропитка. Бетон затем транспортируется на строительную площадку в автобетоносмесителе.

Читайте также:  Подвижной состав для перевозки цемента

Раствор
Раствор обычно готовят сами рабочие, смешивая сухой портландцемент с известью, а затем добавляя воду. Это потому, что, однажды сделанный раствор, начинает застывать в очень короткое время.
С другой стороны, известковый раствор получают нагреванием известняка в печи для получения негашеной извести. Эта негашеная известь смешивается с водой для получения гашеной извести. Гашеная известь, либо в форме пасты, называемой известковой замазкой, либо в виде порошка гидратной извести, наконец, смешивается с песком и водой для образования раствора.

Отверждение

Цемент
Цемент подвергается химической реакции при смешивании с водой, которая называется гидратацией. Это включает в себя образование твердой, взаимосвязанной, кристаллической структуры, которая дает цементу его высокую прочность. Причина, по которой гипс добавляется в цемент, заключается в том, чтобы увеличить время его «схватывания», что позволяет увеличить время работы.

Бетон
Когда бетон смешивается с водой, начинается процесс отверждения. Частицы цемента в бетоне поглощают воду и подвергаются гидратации.

Из-за этого в цементе образуются твердые кристаллические связи, которые захватывают или блокируют частицы агрегата в его структуре. Перед завершением процесса бетон заливается в форму для придания ему окончательной формы при схватывании. Адекватное содержание влаги жизненно важно для хорошего затвердевания.

Раствор
Подобно бетону, раствор затвердевает, когда цемент в нем подвергается гидратации, задерживая частицы песка в твердых связях. Напротив, известковый раствор затвердевает при воздействии воздуха. Гидроксид кальция в ступке поглощает углекислый газ из воздуха с образованием твердого твердого карбоната кальция.

Свойства

Цемент
Цемент представляет собой однородный мелкий серый порошок.
Чем меньше размер частиц, тем лучше процесс отверждения. Это потому, что цемент и вода имеют большую площадь реакции.
В процесс отверждения цемента выделяется некоторое количество тепла, которое называется теплотой гидратации.
Прочность на сжатие обычного портландцемента варьируется от 125 кг до 500 кг на cm2 , в зависимости от его типа.

Цемент, содержащий шлак, является более химически стойким.
Время, затрачиваемое цементом на отверждение, называется временем схватывания. Это время делится на время начальной настройки и время окончательной настройки. Начальное время схватывания — когда цемент начинает затвердевать. Окончательное время схватывания — когда он полностью теряет свою пластичность и может выдерживать нагрузки.
Рекомендуемое начальное время схватывания для портландцемента составляет минимум 45 минут.
Рекомендуемое время окончательной схватывания для портландцемента составляет максимум 600 минут (10 часов).

Бетон
Бетон является композитный материалом, свойства конечного продукта которого отличаются от свойств его компонентов.
Он прочнее и долговечнее, чем один цемент или раствор.
По весу 10-15% бетона состоит из цемента.

Он устойчив к пожару и требует минимального обслуживания.

Время его схватывания составляет 2 часа при температуре 20 °С. Через 3 часа происходит окончательное схватывание.
В отличие от строительного раствора, бетон не обладает связующими свойствами и не может использоваться для кладки при налипании кирпича.

Благодарю за внимание. Буду рад обратной связи. Задавайте вопросы, делитесь своим опытом работы с этими растворами. Подписывайтесь на канал и ставьте класс, буду признателен и писать для вас дальше.

Источник