• 22.02.2024 14:56

    CemGid.ru - бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура

    CemGid.ru - ваш проводник в категориях бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура, пескобетон, кирпич, строительство

    Показатель плотности бетонной смеси

    Проектирования сооружений и дорожных покрытий общего, специального назначения подразумевает выбор строительных материалов с оптимальными свойствами. Техническая документация проектов содержит требования к составу с указанием значений основных характеристик: прочность на сжатие, изгиб, растяжение; морозостойкость; водонепроницаемость; истираемость; теплопроводность. Величины показателей зависят от компонентов раствора, уплотненности готового изделия.

    Технические параметры бетона

    Оглавление:

    1. Состав бетона
    2. Что влияет на плотность?
    3. Классификация

    Что такое плотность бетона?

    Величина массы вещества в объеме 1 м3 – показатель плотности (кг/м3), не путать с удельным весом бетона (кгс/м3 = Н/м3). Бетон – формованный искусственный камень, применяемый в гражданском, промышленном, дорожном строительстве, мебельном производстве (столешницы).

    Состав

    Плотность зависит от рецептуры и процессов, происходящих при смешивании ингредиентов:

    1. Вяжущее – цемент, гипс, известь, полимеры, другие. «Склеивает» зерна, компонент определяет количество воды, необходимое для его максимально полноценного растворения.
    2. Заполнители – песок, керамзит, щебень, вспененные гранулы пенополистирола, металлическая стружка, занимают до 85% объема.
    3. Модифицирующие добавки – органические или неорганические вещества, улучшающие свойства материала, изменяющие скорость застывания.
    4. Вода.
    5. Пигменты – соли, оксиды металлов, органические красители, придающие декоративные качества.

    Процессы, проходящие при смешивании компонентов бетонной смеси:

    • Гидратация – взаимодействие вяжущего с водой.
    • Коагуляция – во время перемешивания происходит слипание частиц.
    • Кристаллизация – переход в твердое состояние.

    Характеристики бетона

    Влияние состава на характеристику

    Плотность зависит от таких факторов:

    1. При застывании бетона происходят химические реакции, испарение воды, изменяется масса 1 м3. Особое значение имеет соотношение вода/цемент (В/Ц). Жидкость, не вступившая во взаимодействие с вяжущим, оставляет в массиве полости. После испарения воды образуется пористая структура, влияющая на качество материала. Повышение содержания воды ускоряет затвердение, но снижает плотность, прочность.

    2. Размер частиц вяжущего – оказывает влияние на скорость процессов при взаимодействии с водой. Чем мельче зерно, тем продуктивнее химическая реакция. Минимизация размеров обеспечивает уменьшение водопотребности, снижение В/Ц и увеличение плотности.

    3. Плотность заполнителя – увеличивает массу 1 куба. Например, сталебетон, получаемый на металлической стружке.

    4. Размер зерна – влияет на пустотность. В смеси на щебне добавляют песок и керамзит. Пустоты между крупными зернами замещают компонентами мелкой фракции, увеличивая плотность.

    5. Модифицирующие добавки – могут регулировать образование воздушных пор, уменьшать показатель В/Ц за счет пластификация состава.

    Прочность бетонных смесей

    6. Уплотнение раствора – исключение образования воздушных пустот. Способы:

    • Штыкование (ручное)
    • Виброуплотнение.
    • Прессование.
    • Центрифугирование.
    • Вакуумирование.

    Соотношение теплопроводности и плотности бетона

    Классификация бетонов по плотности

    Рецептура приготовления раствора рассчитывается с целью получения материала с заданными характеристиками. Классификация, согласно ГОСТ, по значению средней плотности (кг/м3) в сухом состоянии (D):

    • Легкие – D800~D2000.
    • Тяжелые – D2000~D2500.
    • Особо легкие – до D800.
    • Особо тяжелые – более D2500.

    Особо легкие бетоны – ячеистые, теплоизоляционные (D200-D500) и конструкционно-теплоизоляционные (D500-D800). Величина пор достигает 1,5 мм. Невесомый заполнитель связывается цементным, гипсовым, известковым, шлаковым, смолосодержащим вяжущим.

    Классификация бетонов

    Таблица зависимости прочности от средней плотности:

    Марка, кг/м3Класс, марка прочности на сжатие
    Керамзит-, шунгизитобетонНа стекловидном заполнителеПерлитобетон

    Вермикулитобетон

    D200 

    М3~М5

    М3~М5ХМ3~М5
    D300М5~М10
    D400М5~М15М10~М15
    D500М10~М25М10-М15М10~М25
    D600В1~В2.5В0.75~В3.5В2.0; В2.5Х
    D700В1.5~В3.5В1~В5В2.5; В3.5Х

    Чем выше плотность, тем больше значение прочности.

    Таблица соответствия марки и класса прочности:

    Класс, МПаВ7.5В10В12.5В15В22.5В25В30В35
    Марка, кгс/см2М100М150М150М200М300М350М400М450

    Таблица взаимосвязи теплопроводности и плотности бетона:

    МаркаКоэффициент теплопроводности в сухом состоянии
    Керамзит-, шунгизитобетонНа стекловидном заполнителеПерлитобетон

    Вермикулитобетон

    D2000.09~0.10.09ХХ
    D3000.1~0.110.1Х0.08
    D4000.11~0.120.11Х0.09
    D5000.12~0.140.12Х0.11
    D6000.13~0.160.130.120.14
    D7000.15~0.190.150.140.16

    С возрастанием плотности увеличивается теплопроводность, ухудшаются теплоизоляционные свойства.

    Легкие – конструкционные бетоны средней плотности D1100~D2000 и тепло-конструкционные (D500- D1600). Применение: наружные стены, плиты ребристые и пустотные, лифтовые шахты.

    Таблица зависимости прочности на сжатие и плотности:

    Марка, кг/м3Класс прочности на сжатие
    Керамзито-, шунгизитобетонНа щебнеПерлитобетон
    Тепло-конструкционныеD500~1000В0.75~3.5ХВ2~10
    D1100~1600М100ХВ5-10
     

    Конструкционные

    D1100~1500В12.5~30В2.5~10В12.5~15
    D1600~1700В15~40В12.5~25В15
    D1800В20~40В20~30Х
    D1900~D2000В25~40В22.5~40Х

    Легкие бетоны созданы для уменьшения массы несущих конструкций, используются для ограждающих элементов.

    Тяжелые – применяемые для монолитно-каркасной технологии строительства, в качестве покрытия дорог, при возведении гидротехнических сооружений. Заполнитель – щебень, горные породы.

    Таблица с характеристиками плотности тяжелого бетона «цемент-песок-вода»:

    Класс прочности /маркаПлотность раствора, кг/см3Удобо-уклады-ваемостьМорозо-устойчи-востьВодо-непрони-цаемостьРецептура (в кг) для V= 1м3
    ПесокЦементВодаЩебень
    В15/М2002400П220069002601551080
    В20/М2502405П220068653001551080
    В22.5/М3002415П230088353401551080
    В25/М3502420П230088003801551080
    В30/М4002430П2300107704201551080

    Особо тяжелые – материалы высокой плотности, достигаемой с помощью заполнителя из металлической стружки, чугунной дроби, магнетита, барита. Вяжущее – портландцементы, гипсоглиноземистые смеси. Применение – для сооружений специального назначения, требующих защиты от излучений, воздействия электромагнитных волн. Использование улучшенных компонентов, добавок, технологий позволит получать более качественные, экономически выгодные бетоны, к примеру, порошково-реакционные.