Плотность железобетона: виды, расчет плотности

Плотность железобетона – это одна из важных характеристик данного материала, который представляет собой особо прочную структуру. У него множество достоинств, однако есть и недостаток, выраженный в значительном весе. С этим профессионалы мирятся на этапе проектирования и строительства объектов. Эту особенность железобетона необходимо учитывать еще и при разборке конструкций, в процессе их демонтажа.

На практике железобетон нашел широкое распространение не только в области промышленности, но и в сфере частного строительства. Подготовить смесь для формирования железобетонной конструкции можно самостоятельно, как и связать арматуру, используя специальную проволоку. В итоге получается долговечная и прочная конструкция.

Основные разновидности железобетона

Плотность железобетона может изменяться, на что будет влиять состав раствора. Тогда как вес зависит от плотности. Классифицируется железобетон именно от этой характеристики, среди прочих следует выделить:

• особо тяжелый;
• тяжелый;
• облегченный;
• легкий железобетон.

Плотность железобетона в первом случае ограничена значением в 2500 кг/м³, что является внушительным значением. В гражданском строительстве данная разновидность железобетона не используется. В составе могут содержаться следующие заполнители:

• магнетит;
• лимонит;
• барит.

Плотность железобетона

У тяжелых бетонов плотность несколько ниже, она составляет 2200 кг/м³ . Среди ингредиентов такого материала более привычный гравий, щебень, а также пр. Плотность железобетона окажется еще ниже, если речь идет об облегченных бетонах. Это тяжелый бетон с металлической арматурой и сквозными плоскостями. При этом интересующий параметр составит 1800 кг/м³.

Плотность легкого бетона

Легкие бетоны обладают плотностью от 500 кг/м³. Этот параметр свойственен керамзитовым, ячеистым, перлитовым и полистирольным бетонам. Данный материал усиливается арматурой. Средняя плотность железобетона зависит не только от состава, но и от способа заливки. Если еще жидкую смесь уплотнить с помощью вибрационных машин, то плотность увеличится на 100 кг/м³.

Расчёт плотности

Плотность железобетона, виды которого были описаны выше, может быть определена, если за основу взять пропорции раствора в единицах массы. Из расчета следует исключить жидкость, которая уже через 28 дней полностью улетучится из массива. Это позволит получить точное значение плотности монолита.

Иногда строители пользуются усредненными данными, если известна марка бетона. Например, для марки М-200 плотность будет изменяться в пределах от 2385 до 2400 кг/м³, тогда как для марки М-250 это значение будет варьироваться от 2390 до 2405 кг/м³. Для марок М-300, М-350 и М-400 плотность будет находиться в пределах от 2400 до 2415; от 2405 до 2420 и от 2410 до 2430 кг/м³ соответственно.

Если вам необходима удельная плотность железобетона, то вы должны знать о том, что на вес кубического метра влияет еще и схема армирования. Важно не только количество прутьев, но и их сечение. Эти параметры позволяют определить внутренний объем, занимаемый арматурой. После этого можно осуществить расчеты массы. В зависимости от того, каково назначения и форма железобетона, могут использоваться стержни разного диаметра. Что касается их укладки, то они могут располагаться на определенном расстоянии друг от друга.

Для того чтобы узнать плотность монолитного железобетона, особой точности не нужно, поэтому количество арматуры можно взять ориентировочно. Таким образом, при изготовлении бетонных дорожек и отмосток обычно используется 8-мм арматура с размерами ячеек в 200 мм. В одном квадратном метре материала будет содержаться 16 м прутьев, а если плотность стали составить 7850 кг/м³, то масса арматуры будет равна 6,3 кг.

Когда речь идет о горизонтальных балках с опорой, плитах и фундаментах, то диаметр арматуры обычно варьируется в пределах от 12 до 16 мм. Размер ячейки при этом уменьшается до 180 мм, а общая длина остается прежней. В этом случае масса арматуры составит предел от 14, до 25,2 кг. Для консольных балок и плит перекрытия диаметр арматуры составляет предел от 16 до 18 мм, это верно, если размер ячеек будет равен 130 мм. Общая длина арматуры на 1 м³ железобетона составит 49 м, в этом случае масса армирования будет изменяться от 77,3 до 97,8 кг.

Плотность дополнительных конструкций

Справедливо будет рассмотреть еще и вариант с вертикальными стенами и колоннами. В этом случае диаметр арматуры может быть равен пределу от 14 до 18 мм при размере ячеек в 130 мм. Общая длина остается прежней, а вот вес будет равен пределу от 59,2 до 97,8 кг.

Как только будет известно количество арматуры и показатели плотности, можно будет определить вес одного кубического метра железобетона. Из куба определяется средний объем, который занимается стальными стержнями. В конечном итоге получается объем бетона, затем цифры перемножаются на удельный вес для каждого материала, а результаты складываются.

Расчёт плотности на примере ленточного железобетонного фундамента

Плотность железобетона (кг/м3) можно рассчитать на примере ленточного фундамента, который изготавливается из бетона марки М-300. В данном случае использовались 16-мм стержни. На первом этапе определяется объем, занятый арматурой в кубическом метре материала. Для этого нужно воспользоваться следующими расчетами: π·r2·L = 3,14·(0,008)2·16 = 0,003 м³.

Таким образом, чистый бетон займет 0,997 м³. Для расчета массы арматурных прутьев следует перемножить значения: 0,003х7850, в итоге удастся получить 23,6 кг, тогда как массу бетона нужно рассчитать, перемножив 0,997х2400. Расчеты позволят понять, что масса бетона равна 2392,8 кг. После того как значения будут просуммированы, можно получить плотность железобетона, данные расчеты будут выглядеть следующим образом: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м³.Эти манипуляции осуществляются еще на стадии проектирования нагрузок на основание здания.

Информация о плотности бетона

Плотность железобетона и бетона должны быть известны строителям. Если первое значение было подробно описано выше, то о втором стоит еще поговорить. Основным рабочим показателем для бетона является реакция на однородность и сжатие, а также прочность. Перечисленные характеристики регламентирует плотность, которая представляет собой физический показатель, определяемый методом деления массы на объем.

В строительстве принято использовать усредненное значение этого параметра, ведь на него влияют разные факторы, среди которых:

• качество и величина наполнителя;
• разновидность наполнителя;
• состав воды;
• степень зернистости песка.

Плотность основных разновидностей бетона

Средняя плотность используется при определении характеристик и рассматривается диапазонами, по которым материал делится на 4 типа. Например, тяжелые бетоны имеют плотность, выше 2500 кг/м³. Данный состав создается из наполнителей, железной руды, обрезков стали, магнезита, а для строительных работ традиционного плана не используется. Столь высокая плотность необходима для защищённости, поэтому такой бетон применяется для сооружения специальных конструкций. Минимальная средняя плотность оценивается показателем, который ниже, чем значение в 500 кг/м³. Такой вариант материала применяется в роли теплоизоляционных наполнителей. Более полное понимание различий бетона по плотности, маркам и видам, а также примерную область использования можно оценить, ознакомившись с информацией ниже.

Особо тяжелый бетон, о котором велась речь выше, может иметь следующие марки: М550, М600, М700, М800, М900, М1000. Тяжелые бетоны имеют плотность в пределах от 1800 до 2500 кг/м³, используется материал для несущих конструкций по типу фундаментов. Марки такого бетона могут выглядеть следующим образом: М350, М450, М500. Легкий бетон имеет плотность в пределах от 500 до 1800 кг/м³, марки могут определяться следующими обозначениями: М200, М250, М300. Особо легкие бетоны имеют плотность в 500 кг/м³, а их марки выглядят следующим образом: М15, М50, М75, М100, М 150. Используется эта разновидность материала для создания теплоизоляционного слоя и сооружения стен.

Заключение

Железобетон – это сочетание стали и бетона, которое обладает уникальными свойствами. Прочность, надежность и долговечность материала позволили обрести ему широкое распространение в области строительства. При проектировании конструкций учитывается множество характеристик, в качестве одной из них выступает плотность железобетона, т/м3 или кг/м³ – вот физические величины, в которых принято измерять этот параметр. Например, если вам известна плотность, которая равна 2200 кг/м³, то можно перевести это значение еще в тонны на кубический метр. В данном случае это значение составить 2,2.