Плотность бетона. что о ней нужно знать, на что она влияет?

Состав и технические характеристики

Конкретный состав раствора может меняться за счет разных пропорций и введения новых компонентов, но такое утверждение справедливо лишь для домашнего применения. В профессиональном строительстве состав мелкозернистого бетона регламентируется ГОСТ 26633-91, при этом в него входят три основных ингредиента:

цемент;
речной очищенный песок фракции менее 2,5 мм;
вода.

Также допускается замена части песка щебнем фракции менее 5-10 мм и добавление пластификаторов. Кроме прочего, в состав могут вводиться компоненты для увеличения прочности — измельченный шлак, зола. Как правило, количество цемента в мелкозернистом бетоне в 2 раза выше, чем в классическом растворе. Если норма будет меньшей, то после застывания цементный камень не обретет должной прочности. В случае превышения объема цемента бетон будет схватываться быстрее, а это сильно затруднит течение рабочего процесса.

Мелкозернистый бетон обладает следующими техническими характеристиками:

усиленное сопротивление на изгиб;
однородная консистенция;
стойкость к вибрации;
морозостойкость;
влагонепроницаемость;
оптимальная пористость.

Производство и применение

МБ можно изготовить своими руками, главное соблюдать все требования, которые описаны в стандарте ГОСТ, технологию производства и правильно рассчитать соотношение всех компонентов. Также немаловажным нюансом является соблюдение всех требований, которые выдвигаются к составляющим компонентам.

Благодаря возможности корректировать физические характеристики материала, он получил широкое распространение в следующих сферах строительства:

Изготовление бетонных изделий из мелкозернистого бетона методом отлива (бордюры, тротуарная плитка, арки и прочее).
Растворы для заделки трещин и швов в бетонных конструкциях.
Производство тонкостенных конструкций, имеющих густое армирование.
Строительство зданий и сооружений на щебневых и песчаных карьерах.
Создание дорожных покрытий благодаря повышенной прочности, морозоустойчивости и водонепроницаемости.
Возведение армоцементных конструкций.

Рабочие смеси

Состав и пропорции для приготовления смеси могут несколько варьироваться как по вяжущему веществу, так и по наполнителю и использованию специальных добавок.

Состав смеси

В качестве вяжущего вещества может быть использован портландцемент марок М400 или М500. В зависимости от условий эксплуатации могут быть использованы коррозионноустойчивые пуццолановые и сульфатостойкие цементы.

Мелкозернистая однородная структура возникает при использовании мелкого наполнителя. В этом качестве используется крупный, хорошо отмытый речной песок с размером зерен от 0,3 до 5 мм.

При подборе крупности песка следует придерживаться «золотой» середины. Использование частиц, размеры которых превышают 5 мм, ведет к снижению расхода цемента и одновременно уменьшает прочность конечного изделия. Мелкий (пылеватый) песок увеличивает плотность мелкозернистого бетона, но одновременно приводит к резкому росту расхода связующего вещества.

Оптимальный гранулометрический состав наполнителя получается, если используется трехстадийный метод приготовления. В этом случае разные по размерам фракции песка смешиваются в определенном соотношении.

Подготовка сухих компонентов

Для получения рабочего раствора надлежащего качества необходимо соблюдение ряда условий:

срок годности цемента не должен выходить за пределы, установленные производителем;
в массе связующего не допускается наличие затвердевших и слежавшихся комков;
в наполнителе должны отсутствовать глинистые примеси, мусор, следы органики.

Чистый и отмытый песок подвергается просеиванию. Для получения различных фракций используется трехстадийный метод приготовления на ситах с различными размерами ячеек:

5–1,25 мм;
1,25–0,3 мм;
0,3–0,15 мм.

Затем полученные фракции смешиваются друг с другом в определенном соотношении:

первая (самая крупная фракция) – 50-60%;
оставшиеся 50–40% приходятся на две другие фракции, которые берутся в равных пропорциях.

Смешивание

Далее следует выполнить смешение связующего и наполнителя. В зависимости от условий эксплуатации и требуемых прочностных характеристик состав мелкозернистого бетона может несколько варьироваться. Соотношение цемента к песку может колебаться в пределах от 1:1,5 для высокопрочных «жирных» растворов, до 1:3,5 для «тощих» составов.

Количество воды и при необходимости пластификатора, которое надо добавить, определяется в каждом конкретном случае отдельно. Определяющим параметром будут реологические характеристики рабочего раствора. Должна быть обеспечена соответствующая плотность, текучесть смеси и прочность бетонного монолита при застывании.

Производство

Для получения нужного состава МБ песок просеивают в 3 стадии, а потом смешение в пропорциях, приведенных в таблице:

Фракция, мм	Содержание, %
5—1,25	57—63
1,25—0,315	17—23
0,315—0,14	17—23

Смешение сухих компонентов выполняется в соотношении от 1:1,5 до 1:3,5, затем добавляется вода в количестве, определяемом требованием к пластичности смеси. По необходимости разводится и вмешивается пластификатор

Важно понимать, что увеличение фракции крупного заполнителя приведет к потере прочности бетона, а увеличение доли мелкого песка к повышению объемов используемого цемента, но и к достижению максимальных прочностных показателей. Для улучшения качества раствора его уплотняют прессованием, роликовым способом, вибропрессованием или трамбованием

https://youtube.com/watch?v=Mzrj-h365C8

Положительные и отрицательные качества

Существует ряд характеристик, которые подтверждают актуальность использования мелкофракционной продукции. Сюда относятся:

прекрасная стойкость к морозам и проникновению влаги;
высокий уровень прочности при изгибе и растяжении;
большой коэффициент устойчивости к вибрациям;
вариативные методы приготовления бетонной смеси;
однородная плотная структура.

Твёрдость материала выступает также и недостатком, который затрудняет выполнение обработки. К минусам можно отнести увеличенный расход при работе и усадке. Однако современные строители научились исключать данные факторы, что делает мелкозернистую продукцию очень востребованной.

Области применения бетона

Чаще всего материал используют для отливки армированных конструкций и иных изделий. Поскольку обычный состав с трудом проникает сквозь частые прутья армирования или через ячейки сетки, приходится использовать более текучий, подвижный материал. Не менее хорошо он подходит для заделывания стыков, трещин, дефектов и разного рода деформаций. Вот самые популярные примеры применения материала:

отливка арок, бордюров, брусчатки;
заделка швов в монолитном бетоне;
постройка зданий на песчаных и щебневых карьерах;
закладка дорожных покрытий;
производство малых и больших бетонных труб, в том числе для отвода агрессивных стоков;
заливка элементов гидротехнических сооружений;
изготовление плит для навесов в сельскохозяйственных строениях;
создание арочных конструкций для павильонов, бункеров;
отлив емкостей для хранения разных веществ;
проведение гидроизоляционных работ.

Приготовление мелкозернистого бетона

Заказать готовую смесь можно практически на любом заводе, который производит бетон. Также материал нередко делают самостоятельно, в бытовых условиях

Важно лишь применять составляющие высокого качества, без примесей и грязи, при этом цемент должен быть максимально свежим

Распределение песка на фракции

Песок в ходе подготовки просеивают через три сита. Вначале его пропускают через сетку с ячейками в 2,5 мм, получая первую фракцию (его нужно около 50-60% от всего объема песка). Следующую порцию сеют через сито с ячейками 1,2 мм, третью — через сито с ячейками 0,135 мм, причем эти фракции песка берут примерно в равных количествах.

Барабанный грохот для песка

Соединение с вяжущим веществом

В качестве вяжущего вещества используют портландцемент марок М400-М500, также можно брать сульфатостойкие и пуццолановые цементы, которые не вызывают коррозии арматуры и металлических крепежных элементов. Для получения высокопрочного бетона пропорции цемента и песка составляют 1:1,5, для более слабого раствора — 1:1,35.

Отмеривание воды

Жидкие добавки и пластификаторы вводят в воду, которая в дальнейшем применяется для разведения цементно-песчаной смеси. Количество воды должно быть таким, чтобы обеспечить бетону оптимальную текучесть при заливке в форму.

Соединение компонентов

Составляющие бетона перемешивают в бетономешалке. При увеличении количества цемента обязательно вводят новую порцию воды. Тем не менее, сильно от рекомендованных норм не отступают, иначе это отрицательно скажется на качестве готовой смеси.

Пневмонабрызг

Данная методика идеально подходит для нанесения мелкозернистого бетона. Она подразумевает разбрызгивание состава при помощи пневмопистолета, в емкость которого вливается раствор. Некоторые установки позволяют перемешивать компоненты и только потом распылять их. Набрызг происходит под действием сжатого воздуха прямо в форму, после чего бетон раскатывают валиком. Качество готовых изделий при применении пневмонабрызга улучшается благодаря вытеснению воды и повышению плотности раствора.

Достоинства и недостатки материала

Мелкозернистый бетон обладает множеством преимуществ по сравнению с традиционными составами:

улучшенные физико-механические характеристики — прочность на изгиб и растяжение, переносимость высоких нагрузок и вибрации, пластичность, хорошая текучесть и проникающая способность;
возможность придания новых свойств за счет введения присадок (водонепроницаемость, кислотоустойчивость, щелочеустойчивость и т. д.);
максимально однородная структура раствора;
пригодность для самых разных строительных и ремонтных работ, в том числе — для заливки изделий сложной формы, большой выбор методов создания бетонных конструкций;
высокая морозостойкость — в 2 раза больше, чем у традиционных бетонов;
удобство транспортировки, низкий риск расслаивания;
высокая плотность готового бетонного камня.

Минусы у мелкозернистого бетона тоже имеются. Среди них стоит отметить твердость после застывания, что усложняет последующую обработку изделий и конструкций. Для создания раствора приходится тратить увеличенное количество цемента. В ходе набора прочности материал дает усадку, что надо учесть еще до выполнения работ.

Процесс приготовления

Соблюдение определенных требований обеспечит необходимое качество цементной смеси:

внимательно проверяйте дату производства, срок службы цемента, не должно быть просроченного периода;контролируйте раствор на наличие затвердевших кусочков, их не должно быть;компоненты-заполнители очищены от глины, грязи и других примесей.

Распределение этапов подготовки бетона выглядит следующим образом.

Распределение песка на фракции

Первоначально подготавливается сухой компонент. Подготовленный чистый, просеянный в три стадии песок, смешивается между собой в процентном соотношении:

Соединение с вяжущим веществом

Недавно появившийся метод пневмонабрызг — под давлением с использованием пневматического оборудования.

Следующим этапом идет смешение наполнителя и вяжущего вещества. В данном промежутке процесса учитываются требования к использованию, назначению, эксплуатации. Исходя из этого, составляющие в бетоне могут изменяться. Соотношение компонентов прочной структуры соответствуют пропорции 1:1,5 (цемент/песок), для более слабой 1:1,35. Всегда стоит помнить, что при соотношении цемента больше чем 1 к 3, в растворе не будет доставать цементного клея для окутывания частиц песка и заполнения пустоты. Прочность материала нарушается.

Отмеривание воды

На долю воды и добавок в растворе влияют индивидуальные обстоятельства, учитывается каждый определенный случай. При использовании пластификаторов, последний добавляется в уже отмерянную воду. Единственное, самое главное, учитывается всегда обеспечение плотности, текучести, прочности бетона при затвердевании.

Соединение компонентов

Заключительный этап — соединение компонентов в бетономешалке, где происходит окончательное приготовление раствора, утрамбовка смеси

В процессе приготовления смеси важно всегда выдерживать правильные пропорции, результатом является лучшая плотность, прочность. При повышенном содержании цемента, стоит добавлять и больше воды, но это снизит прочность и увеличит пористость

Пониженное содержание цемента затрудняет укладку раствора, что тоже приводит к нарушению прочности конструкций.

Пневмонабрызг

Увеличивающаяся популярность продуктов, выполненных по технологии пневмонабрызга, объясняется высокой эксплуатационной оценкой. Технические параметры мелкозернистого бетона отлично подходят для применения при специфической укладке.

Процедуру проводят при помощи специального строительного пистолета. В аппарат подаются сразу все компоненты, внутри перемешиваются и передаются в трубу, где добавляется сжатый воздух. На выходе получается волокно с раствором, которым заполняется подготовленная форма, материал укатывается валиком.

Отличительная особенность процедуры состоит в постоянном воздействии на составляющие смеси сжатого воздуха, даже при транспортировке. По результатам исследования, новая технология улучшает качество мелкозернистого бетона путем вытеснения воды. Полученные на выходе свойства материала отличаются (в лучшую сторону) от первоначального песчано-цементного материала.

Особенности

В производстве искусственного камня задействованы элементы с определенными параметрами. Как правило, песок, входящий в состав, имеет размер фракций до 2,5 мм. Кроме наполнителей в состав входят базовые компоненты: вода, цемент, добавки.

Характеризуется материал следующими особенностями:

Однородность состава позволяет достичь максимальной плотности раствора, а значит, высокой прочности конструкций.
Отсутствие крупных частей придает раствору подвижность, позволяя свободно заливать его в труднодоступные места, придерживаясь различных форм строений.
Во избежание проникновения воздуха в массу, уплотнение при помощи вибропресса не рекомендуется. Во время процесса в смесь попадает воздух, образуя пузырьки, которые отрицательно влияют прочность материала.
Присутствие пористости положительно сказывается на сохранении тепла.
Небольшая стоимость материала, причем комбинация компонентов, изменение пропорций, позволяет в результате получать различные технические характеристики растворов.

Свойства песчано-цементного бетона схожи по параметрам с классическим бетоном. Только согласно необычной структуре песчаного состава, выделяются некоторые отличия:

удвоенное содержание цемента;
наличие мелкозернистого компонента;
отсутствие крупных частиц.

Бетон на мелком заполнителе

В качестве мелкого заполнителя для приготовления тяжелого бетона могут применяться пески, отвечающие требованиям ГОСТ 10268—80 и ГОСТ 8736—77, природные (в естественном состоянии), природные фракционированные и природные обогащенные; дробленые и дробленые фракционированные.

В зависимости от зернового состава песок делят на четыре группы: крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Для условного выражения крупности песка пользуются модулем крупности МК обозначающим сумму полных остатков (в процентах на ситах стандартного набора) без фракции с размером зерен более 5 мм, деленную на 100.

Каждая группа песка после отсева зерен крупнее 5 мм должна отвечать требованиям, приведенным в табл. 35.

Таблица 35

Группа песка	Показатели
Нормируемые ГОСТ 8736—77	Ненормируемые стандартом
Полный остаток на, сите 0,65, проц. по массе	Модуль крупности, МК	Удельная поверхность, см2/г	Проход через сито 0,14, проц. по массе
Крупный	Более 50	Более 2,5	Менее 10
Средний	30—50	2,5-2,0	Менее 10
Мелкий	10—30	2,0-1,5	100—200	Менее 15
Очень мелкий	Менее 10	1,5-1,0	200—300	Менее 20

Примечания: 1

. Решающим при определении группы песка является модуль крупности. 2. Пески с модулем крупности менее I применять для бетонов не рекомендуется.

Зерновой состав мелкого заполнителя для бетонов (ГОСТ 10268—80) должен соответствовать кривой просеивания, выбираемой при проектировании состава бетона в пределах, указанных в табл. 36 и на графике (рис. 7).

Полные остатки на	Контрольных ситах, бетона	Проц. по массе, для
Размер отверстия контрольного сита, мм	Всех видов конструкций и изделий, кроме труб	Железобетонных и бетонных труб
Напорных, низконапорных	Безнапорных
2,5	0-20	10—20	0—20
1,25	5—45	25—45	10—45
0,63	20—70	50—70	30—70
0,315	35—90	70—90	70—90
0,14	90—100	95—100	90—100
Проход через сито № 014	10—0	5—0	10—0
Модуль крупности	1,5—3,25	2,5—3,25	2,0—3,25

Плюсы и минусы МБ: характеристики

Для достижения необходимых характеристик рекомендуется пользоваться такими нормативными документами, где изложены рекомендации по подбору составов тяжелых мелкозернистых бетонов:

Правильный состав тяжелых мелкозернистых смесей, таких как для асфальтобетонных покрытий, указан в нормативных документах.

ГОСТы — 26633—2015 и 26633—2012 — для выбора фракции заполнителя, пропорций и пластификаторов;
ГОСТ 9128–97 — при расчете состава бетонной смеси для асфальтобетонных покрытий;
ГОСТ 7473–2010 — для получения мелкозернистых специальных бетонных растворов.

Характеристики МБ
Плюсы	Критерий оценивания	Особенность
Возможность транспортировки на дальние расстояния	Бетон не расслаивается
Высокая пластичность и текучесть	Есть возможность сооружения изделий различной конфигурации
Доступность составляющих, простота технологического	Раствор можно готовить своими руками при достаточном оснащении
Сверхпрочность	Нагрузка на изгиб и на растяжение превышает показатель стандартного бетона на 1/3
Высокая морозоустойчивость	Выше показателей простого монолита в 2 раза
Однородность структуры	Обеспечивает высокую прочность и плотность с минимальным размером пор
Высокая подвижность массы	Позволяет проводить бетонирование любого типа
Минусы	Сверхтвердость	Сложность финишной обработки
Большая усадка	Сложности в заливке фундаментов
Высокая стоимость	Необходимо большое количество цемента для приготовления раствора

Технологические приемы при работе с бетоном

Однородная и равномерная структура позволяет наносить мелкозернистый бетон механизированным способом. Приготовленная смесь при помощи специального насоса подается в сопло распылителя, где смешивается со сжатым воздухом и под давлением поступает в швы и трещины.

Выполнение работ по заливке густоармированных или фасонных конструкций требует удаления из объема пузырьков воздуха. Плотность бетона после такой обработки усиливается многократно. Процесс удаления воздуха можно выполнить на стационарных вибролитьевых установках. Как вариант, могут быть использованы мобильные вибрационные приспособления.

Особенности зернистого бетона

Итак, мелкозернистые или песчаные бетоны, как их еще называют, представляют собой смесь воды, цемента и песка, которые взяты в определенном соотношении. Особенности и свойства материала зависят от его структуры, которую, в свою очередь, формирует структура цементного камня. При соединении цемента с песком, образуется клей, который способен скрепить зерна песка в прочный и плотный монолит.

Надо сказать, что в результате отсутствия крупного наполнителя, цена мелкозернистого бетона бывает выше, чем стоимость обычного состава. Связано это с большим расходом цемента.

Напомним, что цементный камень приобретает определенные свойства в результате химических реакций, которые протекают в результате затворения цемента с водой. Ее длительность довольно значительная и требует определенной влажности и температуры. Однако, повлиять на реакцию можно при помощи различных технологических процессов.

Песчаный бетон применяют при возведении армоцементных конструкций. Материал, как правило, армируют ткаными стальными сетками из проволоки небольшого диаметра (до 2 мм).

Кроме того, данный бетон используют для заливки густо армированных конструкций. Также применение мелкозернистого бетона целесообразно в тех ситуациях, когда в районе строительства нет месторождений горных пород, гравийно-песчаных смесей или производства щебня.

ГОСТ 26633 91 на тяжелые и мелкозернистые бетоны допускает их изготовление разных по классам прочности и водонепроницаемости. Соответственно, материал может использоваться в самых разных областях строительства.

К характерным его особенностям относятся следующие свойства:

Хорошая прочность при изгибе;
Водонепроницаемость;
Морозостойкость.

Благодаря им, материал используют для монтажа дорожных покрытий в тех районах, где имеется дефицит качественного щебня. Кроме того, его активно применяют при возведении гидротехнических сооружений и бетонных труб.

Дорожные бордюры из песчаного бетона

Свойства мелкозернистого бетона характеризуются теми же параметрами, что и свойства обычного бетона. Однако он обладает и некоторыми особенностями, которые связаны с его структурой.

В частности для него свойственно:

Увеличенное содержание цементного камня;
Мелкозернистость и большая однородность;
Повышенная пористость и др.

Бетонное кольцо из мелкозернистого бетона

Пневмонабрызг

В результате рассмотренных выше особенностей мелкозернистых бетонов, при его использовании, применяют некоторые специфические способы укладки. В частности, их свойства улучшаются путем пневмонабрызга.

Принцип этой технологии заключается в том, что раствор готовится в обычном смесителе, после чего при помощи растворонасоса нагнетается в рабочий трубопровод. После выхода из растворонасоса, смесь попадает в смесительную камеру системы, куда по специальному шлангу также подается сжатый воздух от компрессора под давлением около 7 атм.

Растворонасос для мелкозернистого бетона

В результате, транспортировка раствора и нанесение на поверхность выполняется под воздействием сжатого воздуха. Причем в процессе транспортирования, смесь в трубопроводе оказывается во взвешенном состоянии.

Согласно исследованиям НИИ, данная технология позволяет улучшить свойства транспортируемого цементно-песчаного раствора, удаляя из него значительную часть воды, благодаря аэродинамическим воздействиям на смесь. В итоге, наносимый материал существенно отличается физико-механическими свойствами от исходного цементно-песчаного раствора.

Применение тощего бетона

Чаще всего тощий бетон используют для создания:

подушки под дорожное полотно;
основания под фундамент — ленточный, плитный, свайны;
стяжек, не подверженных воздействию влаги;
бетонных оснований;
черновых полов домов;
заливки подготовительного дна бассейна;
наполнения полостей бетонных блоков — например, для заделки отверстий в блочных фундаментах.

Нежелательно использовать любые марки тощего бетона под опалубку и для площадей с частным армированием — из-за высокой плотности состава не получится добиться равномерного распределения и нужного уплотнения материала.

Работы по укладке тощего бетона допустимо вести при температуре от + 5С. Состав укладывают на хорошо уплотненный, выровненный и тщательно очищенный нижний слой. После заливки нужно следить, чтобы поверхность не пересыхала — при t 250С и выше рекомендуется увлажнять материал из расчета 1 л/м2.

Также вы всегда можете купить тощий бетон у нас на сайте в 2 клика.

Где может использоваться бетон?

Бетон с самыми большими показателями прочности — В27 и стойкостью к морозам Ф200, применяется при заливке плит из которых делаются аэродромы и взлетно-посадочные полосы. Также бетон может применяться для конструкций и поверхностей, на которые будет оказываться повышенная нагрузка.

Класс бетона может меняться в весьма большом диапазоне. Это делается с помощью разнообразных добавок. При этом на определенных этапах строительства, от материала нужны разные свойства. Растворы с самой большой прочностью, используются для монолитных фундаментов тяжелых построек, вроде многоэтажных домов. Также их используют для колонн, перекрытий и балок. Высокопрочный бетон служит для мощения несущих конструкций жилых и коммерческих зданий.

Бетон 350 используется при заливке монолитных железобетонных конструкций и плит. Также он берется для создания лестничных пролетов, колодцев, очистных и гидросооружений и т. д.

Хороший уровень влагостойкости дает возможность применять материал в сооружении подземных конструкций, вроде бункеров или метро. При этом материал можно использовать в условиях большой влажности и постоянного воздействия осадков, талых или грунтовых вод.

Правила работы с бетономешалкой

Далеко не каждый мастер, отлично разбирающийся в тонкостях приготовления бетонных смесей, знает, как правильно мешать бетон в бетономешалке. Замес лопатой в подручной ёмкости, например, металлическом тазу, несколько отличается от работы с бетоносмесителем.

Правильное использование бетономешалки позволит значительно продлить срок её эксплуатацииИсточник plita.guru

И хотя использование специального агрегата существенно облегчает процесс работы, игнорирование правил обращения с ним может привести к негативным результатам, в том числе, и порче дорогостоящего оборудования:

Налипание песка с цементом на стенки и лопасти ведёт к уменьшению их пропорции в готовой смеси. Поэтому при первом замесе рекомендуется предварительно смочить стенки вращающегося барабана жидким цементным раствором, или увеличить количество цемента и песка на 10%.
Выгружать смесь из барабана при помощи лопаты нельзя.
Не допускается несвоевременное мытье барабана после окончания работ. Затвердевшие остатки раствора могут привести к повреждению элементов смесителя и залипанию сливных отверстий.
Сразу же после использования и мытья бетономешалки необходимо отключить её от электросети.

Бетономешалка и как правильно замешивать раствор:

Вывод

В итоге можно сказать, что мелкозернистый бетон – это материал, который обладает рядом особенностей и своими свойствами существенно отличается от стандартного бетона, выполненного с применением крупного наполнителя. Благодаря этому, в некоторых случаях его применение более целесообразно (см.также статью «Мелкозернистый асфальтобетон: свойства и область применения»).

Однако, следует учитывать, что раствор очень требователен к качеству компонентов и соблюдению пропорций. Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.