Водоцементное отношение
Когда водоцементное отношение, используемое для бетона низкое — монолит быстро становится прочным, его сложно обрабатывать. А вот окончательную твердость он будет набирать медленнее. Хотя у него повысится морозостойкость. При высоком значении воды происходит медленное отвердение, зато бетоном станет проще наполнять форму, дополнительная прочность наступит ранее 28 суток.
По теории цементу для реакции достаточно четверти собственного объема воды. Но это только когда цемент свежий, без пыли, имеет оптимальную влажность. На самом деле практически никто не промывает ингредиенты, добавляемые к цементу в смесь. Поэтому часть воды необходима, чтобы их смочить и впитаться.
Водоцемементное соотношение
Основным параметром замеса бетонной смеси является водоцементное соотношение. Это относительная величина (по массе) количества чистого цемента в замесе к воде, которой смесь затворяют.
От этого соотношения напрямую зависят прочность, водонепроницаемость и подвижность готового бетона. Конечно, на итоговые характеристики бетона влияет не только количество воды, но и её качество.
Очень частой причиной падения прочности бетона, замедления и даже остановки процесса его твердения является химический состав воды, на которой замешан раствор.
Данный стандарт выставляет следующие требования к воде замеса:
- Вода не должна содержать примесей минеральных веществ, следов нефтепродуктов, жиров и органических остатков.
- Содержание органических ПАВ, фенолов и сахаров не должно превышать 10 мг / дм3.
- Уровень pH должен быть в пределах от 4 до 12,5
- Окисляемость не должна превышать 15 мг / дм3.
Понятно, что все эти требования легко соблюдать в лабораторных условиях. Но, как быть с замесом бетона дома или на даче, где не всегда есть возможность измерить химические показатели.
В этом случае, мы настоятельно рекомендуем придерживаться простого правила – замешивайте на питьевой (или условно питьевой) воде. Это может быть вода из скважины, колодца, водопровода, либо природная, но прошедшую очистку. Грубейшей ошибкой загородной стройки является использование воды из ближайшего пруда, канавы или лужи. Даже при внешней прозрачности и чистоте, такая вода, чаще всего, перенасыщена органическими и минеральными загрязнителями, которые будут препятствовать нормальному процессу гидратации бетона и пагубно повлияют на его качество.
Расчет расхода материалов на один замес бетономешалки
В зависимости от объема бетонных работ на строительных объектах используются в основном бетоносмесители гравитационного типа емкостью от 60 до 3000 л. Для расчета расхода материалов на один замес примем бетономешалку с емкостью смесительного барабана (Vб) 1200 л. Производственный расход материалов на 1 м3 бетона следующий:
Цпр — 312 кг, Впр — 153 л, Ппр — 612 кг, Щ — 1296 кг.
Объёмный вес влажных песка и щебня принят 1,6 и 1,495 кг/л соответственно, объемный вес цемента 1,3 кг/л, щебень применяется двух фракций: 40% щебня крупностью 10—20 мм и 60% щебня крупностью 20—40 мм. Вычислим расход материалов на один замес. Для этого определим коэффициент выхода бетонной смеси:
β = 1000/((312/1,3)+(612/1,6)+(1296/1,495)) = 0,672
Приготовление бетонной смеси своими руками
Если вы собрались бетонировать что-то на своём участке самостоятельно, то предлагаю рассмотреть несколько советов. Вот таблица ходовых марок бетона с составами компонентов:
В этой таблице прописаны наиболее ходовые марки бетона, которые обычно применяются при строительстве частных домов. Необходимую марку бетона берёте из своего проекта и рассчитываете потребность в объемах бетона. Такой расчёт произвести несложно – по размерам из чертежей выбираете длину, ширину и глубину конструкции и перемножаете. Это даст вам кубатуру требуемого бетона.
Из таблицы определяете общую потребность по массе всех компонентов и закупаете их в строймагазине. В помощь вам примерные весовые показатели объёмов материалов:
- цемент – 1500 кг/м3;
- песок – 1800 кг/м3;
- щебень – 1400 кг/м3.
Исходя из этих величин можно рассчитать необходимые пропорции в вёдрах, в зависимости от литража имеющегося ведра.
Теперь о воде — её нужно 1/2 от массы цемента, как было уже сказано выше. Не забываем, что литр воды весит 1 кг. Необходимо ещё точно знать объём бетономешалки и рассчитать количество вёдер всех компонентов на один замес.
Приготовление смеси: в работающую бетономешалку заливается сначала небольшое количество воды, потом цемент, песок и в однородную массу без комков добавляется щебень и остатки воды. Подготовленный замес необходимо использовать без задержек.
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:
| Класс бетона (марка) | ПЦ 400 | ПЦ 500 |
| В 7,5 (М100) | 1,3 | — |
| В 12,5 (М150) | 0,85 | — |
| В 15 (М200) | 0,69 | 0,79 |
| В 20 (М 250) | 0,57 | 0,64 |
| В 22,5 (М300) | 0,53 | 0,61 |
| В 25 (М300-М350) | 0,5 | 0,58 |
| В 27,5 (М350) | 0,48 | 0,55 |
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.
Рабочий состав бетона
То, что мы сейчас подобрали, это прежде всего лабораторный состав, либо номинальный. Что это значит? Здесь песок и щебень в абсолютно сухом состоянии. То есть, у них влажность нулевая W = 0%. Но на самом деле они хранятся под открытым небом, и они имеют какую-то влажность, и ее надо учитывать.
Щебень имеет влажность 3 – 5%. У песка, как дисперсного компонента влажность немного больше и составляет 5 – 7%.
Для того, чтобы перейти на рабочий состав, нам нужно эти значения умножить на (1 + W). То есть, количество песка нам нужно умножить на 1,05, а количество щебня на 1,03.
Получается новый состав, с учетом влажности песка и щебня:
Цемент = 310 кг
Песок = 615 ∙ 1,05 = 645 кг
Щебень = 1300 ∙ 1,03 = 1340 кг
Пластификатор = 2,8 л
Как посчитать количество воды: разница между влажным и лабораторным песком – 30 кг или 30 литров. Разница между влажным и лабораторным щебнем 40 кг или 40 литров. Эта разница и есть вода в этих составляющих бетонной смеси. Значит, чтобы найти необходимое количество воды для стройплощадки, нужно из лабораторного количества вычесть воду в щебне и в песке:
В = 175 литров – 30 литров – 40 литров = 105 литров
Марка цемента
При подборе компонентов бетонной смеси желательно, чтобы марка цемента была на 100 – 200 единиц выше, чем марка бетона. Если нам нужен бетон Мб = 200, то мы берем Мц = 300; если нужен Мб = 300, то Мц = 400 или 500.
Не очень хорошо, если у нас большой разрыв между маркой бетона и маркой цемента. Это значит, что цемент намного больше по своей активности, чем бетон.
Это можно увидеть из следующей таблицы:
| Мб = 200Мц = 300 П2 | Мб = 200Мц = 500 П2 | |
| В / Ц | 0,62 | 0,86 |
| Вода | 155 | 155 |
| Цемент | 250 | 180 |
| Щебень | 1200 | 1200 |
| Песок | 795 | 865 |
В данном примере вода дана с учетом 20% водоредуцирующего эффекта.
В этой таблице стоит обратить внимание на цемент. В учебных пособиях регламентируется в том числе и минимальное значение расхода цемента на куб бетона
Оно примерно составляет 200 кг, где-то может и чуть больше. Исходя из каких условий вводится такое ограничение на минимум цемента?
Цемент не только выступает в роли вяжущего, которое обеспечивает сцепление компонентов между собой. Он также выступает в качестве мелкодисперсного заполнителя. И если заполнителя будет слишком мало, например, 180 кг, то мы не сможем получить абсолютно плотную структуру. Утрированно это можно проиллюстрировать так: возьмите ведро щебня и замешайте бетон без добавления песка – лопату цемента на ведро щебня. И вы получите такой пористый «козинак», который потом легко крошится.
То же самое происходит, только на уровне цемент – песок. Поэтому крайне нежелательно, чтобы количество цемента было меньше 200 кг/м3. А это как раз происходит, когда мы берем сильно прочный, активный цемент (марки 500) и низкой марки бетон (марки 200). Все-таки предпочтительней выбрать первый вариант, когда цемент и бетон по своей марке находятся близко друг к другу.
Если все-таки в наличии есть бетон и цемент с большим расхождением марки, то выходом из данной ситуации будет добавление в состав бетонной смеси какой-нибудь мелкодисперсный компонент, который по своей удельной поверхности соответствовал цементу. Это может быть и молотый кварцевый песок, и известняковая мука, и тонкомолотая активная минеральная добавка, например, зола уноса.
Добавим в наш состав 50 кг золы уноса. Но из того расчета, что средняя плотность бетонной смеси составляет фиксированные 2400 кг/м3, то нам нужно эти 50 кг отнять из количества песка:
Песок = 865 – 50 = 815 кг
Мы получили сбалансированный состав, где мелкодисперсного компонента у нас не 180 кг, а 230 кг.
Но если мы посмотрим внимательно, то 230 кг во второй колонке это не что иное, как 250 в первой, ведь цемент М 500 в большинстве своем – это чистый молотый клинкер 95% с 5% гипса. Если мы к цементу М500 добавляем только молотую минеральную добавку, то получаем тот же самый портландцемент М300. Поэтому, по сути, второй вариант превратился в первый. Если нет разницы, то зачем вводить лишний компонент, когда можно просто взять цемент М300 и на нем получать низкомарочный М200 бетон.
Но любой состав в конце всегда нужно проверять. Потому что ни одна методика не гарантирует 100% попадания в начальные свойства.
Если, например, подвижность у нас изначально была П2, а лабораторные испытания показали, что подвижность по факту П1, то надо увеличивать количество воды. Увеличиваем воду, значит увеличиваем цемент. Не меняя значения В / Ц, пересчитываем щебень и песок.
Если у нас прочность бетона получилась ниже, то нужно уменьшать В / Ц. Следовательно, нужно или уменьшать воду, или увеличивать цемент.
То есть, нужно обязательно проверять состав и потом делать корректировку.
Советы по работе с бетоном М75
В процессе замеса и укладки жесткие цементные смеси требуют знания правил работы с ними. Бетон марки М75 довольно часто применяется в частном строительстве, так как демонстрирует хорошие показатели усилия на сжатие (до 75 килограммов силы на квадратный сантиметр площади). Этого достаточно для гарантии надежности и долговечности конструкции. Нагрузки на изгиб/растяжение компенсируются армированием.
О чем нужно помнить:
- Для снижения нагрузки берут небольшую бетономешалку и ручной вибратор с наконечником соответствующего диаметра.
- Между слоями, залитыми в разное время, схватывание будет плохим. Поэтому необходимо армирование либо заливка (засыпка) за один раз.
- При ручной трамбовке больше 30 сантиметров слоя заливать нежелательно.
- После заливки и трамбовки смесь укутывают гидроизоляцией – накрывают полиэтиленовой пленкой, к примеру, чтобы избежать преждевременного схватывания бетона. Зимой конструкцию нужно утеплить.
- Опалубка должна быть очень прочной, чтобы выдержать заливку и вибрацию, трамбовку.
- После демонтажа опалубки вид фундамента будет не очень эстетичным – это нормально, все несовершенства будут сглажены отделочными работами.
Водоцементное отношение – очень важный параметр для замеса правильной бетонной смеси с нужными характеристиками. Поэтому всегда до начала приготовления раствора нужно все тщательно просчитывать, чтобы получить желаемый результат.
Ошибки при размешивании водой бетонной смеси
Рисунок 1. Влияние водоцементного соотношения Нередкая ошибка домашних умельцев, самостоятельно замешивающих бетон — избыточное использование воды. По-человечески это понятно, поскольку материал после этого становится подвижным, его проще уложить и разровнять. Однако следует находить золотую середину.
Также серьезной ошибкой становятся неправильные действия по уходу за монолитом. Бетон, если его полить водой, а затем укрыть сверху полиэтиленом, получит в разы лучшие показатели прочности.
На все происходящие в толще монолита процессы влияет химия. Поэтому профессиональные строители всегда для замеса берут заполнители, обладающие нормальной влажностью, непременно соблюдают рекомендованную рецептуру приготовления состава, подбирая оптимальные для конкретной ситуации соотношения цемента с водой.
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.
Для предотвращения замораживания бетона можно предпринять следующее:
– 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.
Требования к материалам
Грамотно выбранные по качеству и фракциям составляющие для получения прочного жесткого бетона 75 марки – половина успеха
На какие характеристики цемента и наполнителей следует обращать внимание?. Цемент, между качеством которого и прочностью затвердевшего бетона наблюдается прямая зависимость, из соображений экономии на его стоимости берется М200 или М300
Применение более высококачественных цементов обойдется значительно дороже, эту разницу невозможно покрыть за счет некоторого снижения процентного отношения цемента к наполнителям. Прочностные показатели указанных марок цемента при соблюдении водоцементного отношения для бетона позволяют получить на собственной строительной площадке качественный бетон не ниже 75 марки
Цемент, между качеством которого и прочностью затвердевшего бетона наблюдается прямая зависимость, из соображений экономии на его стоимости берется М200 или М300. Применение более высококачественных цементов обойдется значительно дороже, эту разницу невозможно покрыть за счет некоторого снижения процентного отношения цемента к наполнителям. Прочностные показатели указанных марок цемента при соблюдении водоцементного отношения для бетона позволяют получить на собственной строительной площадке качественный бетон не ниже 75 марки.
Таблица марок бетона и их основных характеристик.
Следует учесть, что марка бетона и марка цемента, который входит в состав смеси, – не одно и то же. Соотношение выглядит примерно таким: для получения бетона, например, 75 марки, потребуется цемент М200 или М300, то есть марка взятого цемента должна быть выше в 2,5-3 раза
Покупая цемент, следует обратить внимание на дату его выпуска, так как с увеличением срока хранения снижается качество, а через 1,5 года хранения даже в идеальных условиях цемент можно будет использовать разве что для обустройства садовых дорожек. На бытовом уровне можно проверить относительное качество цемента
Для этого на раскрытую сухую ладонь насыпается цемент, рука сжимается в кулак. Качественный материал практически без остатка “вытекает” сквозь пальцы.
Имеются требования и к песку. Предпочтительнее применять мелкозернистый (размер отдельно взятой песчинки до 1,25 мм). Он позволяет получить смесь, при использовании которой воздушные промежутки, снижающие жесткость бетона, сведутся к минимуму. Песок должен быть без пыли и инородных включений органического происхождения.
Размер гравия или щебня не должен превышать 1/3 ширины опалубки.
Если производится армирование, размер частиц не может превышать 1/4 наименьшего размера отливаемой конструкции и 3/4 от просвета между прутьями арматуры. Несоблюдение указанных пропорций может привести к образованию в готовом бетонном изделии пустот, что неминуемо снизит показатели прочности.
Области применения
С тем, какие требуются материалы для бетона в каких пропорциях определились, но какая марка нужна? Это зависит от назначения конструкции и условий ее эксплуатации. Проще будет ориентироваться, если будете знать, какие марки бетона для чего могут быть использованы (назовем только те, которые применяются при строительстве частного дома, его ремонте или обустройстве участка).
М100 (В7,5). Это так называемый тощий бетон. Его используют в для подготовки площадки под ответственные конструкции. Например, при строительстве ленточного фундамента на гравийно-песчаную подсыпку укладывают слой тощего бетона, а после начинают работы по армированию. Этот же состав применяют при укладке бордюрного камня, например при изготовлении дорожек или отмостки вокруг дома.
М150 (В12.5). Этот состав применяют при подготовке под плитный фундамент, для стяжек, заливки бетонных полов или садовых дорожек. Этот вид бетона может использоваться для изготовления фундаментов под небольшие легкие постройки типа деревянной бани или небольшого гостевого дома из бруса или бревна.
М200 (В15). Одна из наиболее популярных марок бетона. Из него делают фундаменты любого типа для легких домов на нормальных грунтах, стяжки, лестницы, отмостки, дорожки. Из бетона этой марки изготавливают цементные блоки в домашних условиях, его же используют на заводах для изготовления фундаментных и строительных блоков.
М250 (В20). Область применения практически та же, но в более сложных условиях. Делают любые фундаменты на сложных грунтах, или на нормальных, но для домов, построенных из тяжелых материалов. Делают отмостки, которые будут использоваться как дорожки, наружные лестницы, бетонируют крыльцо, заборы и т.п. Также из него делают плиты перекрытия при небольших нагрузках.
М300 (В22,5). Также подходит для всех перечисленных выше областей, но в еще более суровых условиях эксплуатации. Изготавливают фундаменты под тяжелые дома на пучныстых грунтах, делают монолитные стены, дорожки, водонепроницаемую отмостку и т.п. Из этой марки бетона в основном делают плиты перекрытия и ростверки для свайно-ростверковых фундаментов.
М350 (В25). Прочность этой марки для частного строительства в основном чрезмерна. Это бетон используется для строительства монолитных чаш бассейнов или для изготовления фундаментов при высоком уровне грунтовых вод, для других сооружений, требующих высокой водостойкости. Эта марка уже чаще используется в промышленном строительстве.
Зависимость прочности от В/Ц и других факторов | Будмаш
Зависимость прочности от В/Ц и других факторов
Под В/Ц понимается отношение массы воды к массе цемента в свежеизготовленной бетонной смеси.
Зависимость прочности бетона от В/Ц вытекает из физической сущности формирования структуры бетона. При твердении цемента химически связывается 15 – 25 % воды от массы цемента. Для придания бетонной смеси пластичности в бетон добавляется воды значительно больше: 40 – 70 % от массы цемента (В/Ц = 0,4 – 0,7). Избыточная вода остается в бетоне в виде водяных пор и капилляров, или испаряется, оставляя воздушные поры. Чем больше этих пор, тем ниже прочность бетона.
Таким образом, закон водоцементного отношения по существу выражает зависимость прочности бетона от его плотности, или пористости.
При одинаковом водоцементном отношении прочность бетона мало зависит от подвижности бетонной смеси (например, предел прочности образцов, приготовленных из жесткой смеси, был выше прочности образцов из пластичной смеси в среднем всего на 1 … 5 %).
Однако, зависимость Rб = f (В/Ц) выполняется лишь в определенных пределах. Так, при очень низких водоцементных отношениях , даже при повышенных расходах цемента и воды, не удается получить удобообрабатываемые бетонные смеси и необходимую плотность бетона. Определенную роль в этом случае играет и тот факт, что для гидратации цемента необходим некоторый избыток воды (см. п. 4.1) по сравнению с тем количеством, которое непосредственно вступает во взаимодействие с цементом.
На прочность бетона, хотя и менее существенное (чем прочность цемента и В/Ц), но заметное влияние оказывают: вид цемента, свойства заполнителей, способ приготовления и др. факторы.
В расчетах составов бетона обычно используются средние зависимости прочности бетона от различных факторов, выведенные на основании многочисленных опытов.
Для определения состава бетона более удобна зависимость Ц/В, вместо В/Ц. Опыты показали, что при изменении цементно-водных отношений от 1,3 до 2,5 (В/Ц от 0,4 до 0,7) зависимость между прочностью бетона, активностью цемента и цементно-водным отношением является прямолинейной и может быть выражена формулой:
Rб = А Rц /(Ц/В – С),
где Rб – прочность бетона в возрасте 28 сут;
А и С – эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние
заполнителей и др. факторов (С = 0,5);
Ц/В – цементно-водное отношение.
Рисунок 10. Зависимость прочности бетона от Ц/В
При Ц/В свыше 2,5 прямолинейная зависимость нарушается. Фактическая прочность получается меньше расчетной. В этом случае зависимость также можно принять прямолинейной, но с меньшим углом наклона прямой.
Строго говоря, зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения и активности цемента вовсе не прямолинейная, а представляет собой довольно сложную кривую. Однако для практических целей эту кривую можно заменить двумя прямыми и для расчета состава бетона использовать две эмпирические формулы:
для бетонов с В/Ц ≥ 0,4 (Ц/В ≤ 2,5) Rб = А Rц / (Ц/В – 0,5);
для бетонов с В/Ц ≤ 0,4 (Ц/В ≥ 2,5) Rб = А Rц / (Ц/В + 0,5).
Значения коэффициентов А и А1 принимаются по таблице:
Материалы для бетона А А1
Высококачественные 0,65 0,43
Рядовые 0,6 0,4
Пониженного качества 0,55 0,37
Приведенные формулы справедливы для бетонов из умеренно жестких и подвижных смесей, уложенных вибрацией при коэффициенте уплотнения не ниже 0,98.
При определении состава бетона формула прочности обычно используется для назначения водоцементного отношения, обеспечивающего заданную прочность бетона при определенной активности цемента.
Помогаем строить
Водонепроницаемость бетона
Определение
Водонепроницаемость — это способность бетона сопротивляться прохождению воды под давлением через его структуру. Другими словами, это уровень гидроизоляции бетона. Для обозначения класса водонепроницаемости бетона используется буква «W» с цифрами от 2 до 20.
Проницаемость бетона обозначают предельным давлением воды на серию образцов в течение установленного периода времени, либо коэффициентом фильтрации — масса воды, прошедшая через образец при постоянном давлении. Цифры в данном случае обозначают максимальное выдержанное давление.
Свойства
Водонепроницаемость бетона зависит от ряда факторов:
- Плотность структуры бетона, степень уплотнения.
- Количество цемента.
- Водоцементное соотношение В/Ц (вода поделенная на цемент).
- Химические добавки.
- Условия твердения бетона.
- Водонепроницаемость крупного заполнителя.
Плотность структуры бетона
зависит от правильности подобранного состава бетона, направленного на уменьшение пустот между компонентами, а также от последующего механического воздействия на бетон, чаще всего — вибрирования.
является едва ли не самым ключевым фактором, влияющим на водонепроницаемость. С увеличение количества цемента уменьшается водоцементное соотношение, а вместе с этим — количество пор в бетоне, уменьшается расслоение бетонной смеси и увеличивается плотность структуры. Причем если в бетоне используется марка цемента ПЦ-400, то это лучше сказывается на водонепроницаемости бетон нежели использование цемента ПЦ-500, так как дозировка цемента марки ПЦ-400 на 1 м.куб. бетона выше, но его рекомендуется использовать только до 25 класса бетона.
Чем выше водоцементное соотношение, тем ниже прочность бетона, тем ниже водонепроницаемость. Общеизвестный факт, что для прохождения реакции твердения бетона требуется порядка 25% процентов воды от массы цемента, а по факту используется от 40 до 70%, остальная вода требуется для создания подвижности бетона. Оставшаяся после процесса схватывания вода в структуре бетона испаряется, при этом образуя поры (капилляры), которые в свою очередь увеличивают водопроницаемость. Поэтому для затворения бетонной смеси следует использовать минимальное количество воды. Именно по этой причине запрещается добавлять большое количество воды в бетон на объекте для увеличения подвижности.
позволяют увеличивать подвижность бетонной смеси без существенного увеличения количества цемента, при этом, не значительно увеличивая количество воды, что положительно сказывается на водоцементном отношении.
Условия твердения бетона
— это микроклимат, при котором бетон созревает. Необходимо создавать благоприятные условия для максимального набора прочности бетона. Этому посвящена отдельная статья.
Испытания бетона на водонепроницаемость
Испытание бетона на водонепроницаемость производят по ГОСТу 12730.5-84. Существуют 4 метода определения водонепроницаемости бетона:
- Метод «мокрого пятна».
- Определение водонепроницаемости по коэффициенту фильтрации.
- Ускоренный метод определения коэффициента фильтрации (фильтратометром).
- Ускоренный метод определения водонепроницаемости бетона по его воздухопроницаемости.
Заключение
В конце нашей статьи хотелось бы заострить внимание на нескольких моментах:
- Когда вам потребуется бетон с показателями W, то можете обратиться к нашей таблице зависимости класса бетона и класса водонепроницаемости.
- К примеру, если в проекте написано, что требуется бетон В15 W6 F200, то это означает, что по факту нужен бетон В22,5 потому что бетон класса В15 не даст требуемый класс водонепроницаемости. При этом, когда в проекте фигурирует бетон В25 W4 F150, то по факту нужен бетон класса В25 и дополнительные индексы, которые указывают на бетон более низкого класса не имеют значения.
- Тип крупного заполнителя существенного влияния на водонепроницаемость не оказывает.Зависимость водонепроницаемости от класса бетона
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.
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.
