Расход материалов на 1 м3 бетона: оптимальная пропорция, особенности расчета и рекомендации

На строительной площадке любого уровня, от небоскрёба до дачного домика, не обойтись без бетона. Этот материал используется для заливки фундаментов, возведения стен в монолитном строительстве, устройства перекрытий и стяжек, в кладке кирпича и другого искусственного камня. Приготовление бетона в правильной пропорции не только обеспечивает долговечность и прочность конструкций, но и позволяет избежать лишних расходов на материалы.

Состав бетона

В простейшем случае бетон состоит из трёх компонентов:

• Вяжущее вещество.
• Заполнитель.
• Вода.

Расход материалов на 1 м3 бетона определяется свойствами этих материалов. В качестве вяжущего вещества при производстве смеси используются цементы марок М100-М600 по прочности. При смешивании с водой образуется вязкая масса, при застывании которой образуется искусственный камень. В роли заполнителя используют песок либо различные виды щебня. Это повышает прочность застывшего раствора, так как прочность щебня выше прочности цемента. Кроме того, применение заполнителя снижает усадку цементной смеси.

Кроме основных составляющих, в состав бетона включают различные добавки, придающие раствору дополнительные свойства: морозостойкость, водостойкость, цвет и пр.

Требуемый расход материалов на 1м3 бетона – щебня, цемента, песка - определяется исходя из требований к характеристикам смеси.

Основные характеристики бетона

Важнейшая характеристика бетона – его прочность на сжатие. В зависимости от нее устанавливается класс по прочности. Обозначается английской буквой «В» и цифрами, соответствующими прочности образца в Мпа. Выпускаются бетоны классов от В3,5 до В80, в гражданском строительстве наиболее применимы растворы В15 – В30. Кроме классов, для указания прочности может использоваться марка. Обозначается латинской литерой «М» и числом, соответствующим прочности в кг/см кв. Классы и марки довольно точно соотносятся между собой, например, раствор М200 соответствует классу В15, а М300 классу В22,5.

Расход материалов на 1 м3 бетона может существенно меняться в зависимости от требуемого класса или марки раствора.

Нужно заметить, что фактический класс бетона определяется только в лабораторных условиях на 28 день. Поэтому если необходимо точно знать марку смеси, то на этапе ее заготовки следует отлить несколько образцов – кубиков либо цилиндров высотой 100 мм. Возможно определить прочность бетона также приборным методом или молотком Кашкарова, но эти способы менее точны.

Выбор требуемого класса бетона

Требуемая марка бетона должна быть указана в проектной документации на объект строительства. В случае если стройка ведется самостоятельно, следует определиться с маркой смеси, так как это в решающей степени скажется на прочности и стоимости возводимого здания или сооружения.

Назначение бетонов наиболее распространенных марок приведено ниже.

• М100 – используется для устройства подбетонки, установке паребриков, малых архитектурных форм;
• М150 – применяется при устройстве дорожек, заделки опор ограждений;
• М200 – для возведения стен, крылец;
• М250 – изготовление монолитных фундаментов, ростверков, фундаментных плит, малонагруженных плит перекрытий, лестниц, подпорных стенок;
• М300 – для любых нагруженных конструкций: стен, перекрытий, фундаментов;
• М350 – несущие стены, колонны, перекрытия, балки, монолитные фундаменты.

Параметры песка

Для приготовления раствора используется песок различного происхождения: карьерный или речной. Второй более предпочтительней, так как имеет более крупный размер гранул и не содержит примесей. Карьерный песок может различаться по своему гранулометрическому составу. Предпочтительно использовать песок со средним и крупным размером гранул. Так как карьерный песок может иметь в своем составе глину или иные примеси рекомендуется его просеять.

Крайне важно обратить внимание на влажность песка. В зависимости от этого следует откорректировать количество добавляемой в смесь воды. С учетом влажности и гранулометрического состава плотность насыпного песка может варьироваться в пределах от 1,3 до 1,9 т/м куб, это нужно учитывать рассчитывая расход материалов на 1 м3 бетона.

Выбор щебня

Щебень в составе бетонной смеси повышает прочность бетона и снижает его усадку при застывании. При выборе щебня наибольшее значение имеют его фракция и происхождение.

В строительстве используется щебенка фракций:

• от 5 до 20 мм;
• от 20 до 40 мм;
• от 40 до 70 мм.

В зависимости от сырья щебень классифицируют на:

• Известняковый, на основе осадочных пород.
• Гравийный из окатанных обломков пород.
• Гранитный, получаемый дроблением гранитных и гранито-гнейсовых пород.

Лучшими параметрами по прочности обладает гранитный щебень, поэтому если бетон готовится для ответственных конструкций – фундаментов, колонн, перекрытий, то лучше использовать именно его. Нужно не забывать, что используемый щебень не должен содержать примесей, особенно глины.

Водоцементное соотношение

При производстве бетона первейшее значение имеет соотношение цемента и воды. Вода необходима для химической реакции гидротации цемента, приводящей к образованию цементного камня. Это соотношение в решающей степени определяет класс бетонной смеси. При этом важно учесть марку цемента.Чем меньше водоцементное соотношение, тем прочнее бетон. Минимальное соотношение, необходимое для гидротации цемента составляет 0,2. На практике используются бетоны с соотношением воды к цементу 0,3-0,5. Смеси с большим водоцементным соотношением практически не применяются.

Определение пропорций бетонной смеси

Как правило, для приготовления бетона используют цементы марок М400 и М500. На практике чтобы определить расход цемента на 1м3 бетона используют следующую таблицу.

Эти данные приведены для условий с нормальной температурой и влажностью воздуха, а также для цемента, параметры которого соответствуют указанным на упаковке. В реальной жизни следует предусмотреть излишек цемента 10-15 %.

Далее по известному количеству цемента вычисляют расход материалов на 1м3 бетона, оптимальная пропорция цемента к песку и щебню приведена в таблице.

Для примера, расход материалов на 1 м3 бетона М200 составит: цемент марки М500 - 240 кг, песок - 576 кг, щебень - 984 кг, вода - 120 л.

Изготовление бетона

При больших объемах бетонных работ целесообразно купить готовый бетон на ближайшем заводе с доставкой миксером. В условиях промышленного производства нормы расхода материалов на 1 м3 бетона выдерживаются достаточно строго. Если же такой возможности нет, можно приготовить необходимое количество смеси и в домашних условиях. Важно правильно оценить свои возможности – бетонирование отдельной конструкции необходимо проводить за один заход.

Перед затворением смеси определяют расход материалов на 1м3 бетона. Расчет нормы расхода составляющих делать не обязательно, достаточно воспользоваться нижеприведенной таблицей.

Смесь приготавливают в бетономешалке соответствующего объема, закладывая в нее отмеренные порции сухого цемента, просеянного песка и щебёнки. Воду рекомендуется добавлять порциями в последнюю очередь.

Добавки

Помимо основных составляющих, в состав бетона добавляют добавки различного назначения:

• Модификаторы. Предназначены для повышения прочности и увеличения морозостойкости бетона.
• Пластификаторы. Повышают подвижность и водонепроницаемость смеси.
• Регуляторы подвижности. Позволяют продлить срок схватывания, сохранить подвижность при транспортировке.
• Антиморозные добавки. Обеспечивают нормальное схватывание раствора при отрицательных температурах, вплоть до минус 20 градусов.
• Ускорители схватывания. Увеличивают скорость схватывания обеспечивая максимально быстрый набор прочности в первые сутки.

При применении добавок, расход материалов на 1 м3 бетона следует определять с учетом рекомендаций производителя. Нарушение инструкции по применению может иметь совершенно противоположный эффект.