Состав обычных бетонов (по данным И. М. Френкеля)

БЕТОН

Марка раствора в зависимости от марки цемента и количества заполнителя

Состав и марки цементно-известковых и цементно-глиняных растворов

Таблица 5

Примечание. На первом месте стоит цемент, на втором — известковое или гли­няное тесто, на третьем — песок. Например, цифры 1 : 0,7 : 6,5 обозначают, что берут 1 часть цемента, 0,7 части известкового или глиняного теста и 6,5 частей песка.

И те и другие растворы применяют как для кладки надзем­ных стен, так и фундаментов в сухих грунтах.

Если подземная кладка ведется в маловлажном грунте, то на 1 м³ песка в цементно-известковых растворах берут не менее 75 кг цемента, в цементно-глиняных — 100 кг; в очень влажных и насыщенных водой грунтах — 100 и 125 кг.

Цементные растворы приготовляют в такой последовательно­сти. Из цемента и песка предварительно готовят сухую смесь, причем на 1 часть цемента можно брать от 2,5 до 6 частей песка (в зависимости от марки цемента). Сухую смесь затворяют во­дой, перемешивают и употребляют в дело в течение 1 — 1,5 ч. Цементные растворы чаще всего используют для кладки фунда­ментов и других конструкций, которые находятся ниже уровня грунтовых вод. На этих же растворах можно класть и стены;

они довольно прочные, но очень холодные.. В зависимости от мар­ки вяжущего материала и количества заполнителя, взятых в объ­емных частях, получают цементный раствор той или иной марки (табл.. 6).

Таблица 6

Потребность цемента определяют в зависимости от его марки и марки приготовляемого раствора (табл. 7).

Таблица 7

Расход цемента на 1 м³ песка для приготовления раствора нужной марки

Это искусственный камень, получаемый в. результате затвер­дения бетонной массы. Состоит из смеси цемента, заполнителей разной крупности и воды.

Песок, гравий, используемые в бетоне, должны быть чистыми, так как загрязнения снижают его прочность. При необходимости материалы хорошо промывают. Цемент применяют той марки, которая позволяет получить бетон нужной прочности. Вода тоже должна быть чистой.

Бетонная масса может быть разной консистенции — густоты. Жесткая (как бы влажная земля) при укладке требует сильного уплотнения; пластичная (относительно густая и более подвиж­ная) нуждается в меньшем уплотнении; литая — это подвижная масса, почти самотеком заполняющая форму,

Консистенция бетонной массы зависит от количества воды, при избытке которой она расслаивается, а прочность бетона сни­жается. Если одновременно добавлять воду и цемент, не меняя соотношений между ними, то прочность бетона остается без из­менения. Чем гуще масса и чем сильнее она уплотняется (трамбуется), тем выше прочность бетона, и наоборот.

Если в бетонную массу положить стальную (железную) ар­матуру, то получим железобетон — более прочный бетон.

Желательно готовить и укладывать более густую массу с осадкой конуса 2 — 6 см. Однако уложить и хорошо уплотнить ее можно только в крупных конструкциях с редко расположенной арматурой. Чем тоньше конструкция и чем чаще расположена в ней арматура, тем пластичнее должна быть бетонная масса.

Нормы предусматривают следующую консистенцию бетонной массы с осадкой конуса в сантиметрах:

подготовка под фундаменты и полы — 2 — 3 см;

массивные конструкции без арматуры (фундаменты, стены) или с редко расположенной арматурой — 3 — 6 см;

обычные железобетонные конструкции (балки, колонны, пли­ты) с арматурой средней густоты — 8 — 12 см;

тонкие стены, колонны и балки малых сечений, а также кон­струкции с густой арматурой — 12 — 14 см.

Консистенцию бетонной массы измеряют специальным ме­таллическим конусом с очень гладкой внутренней поверхностью (без швов). Высота конуса — 30 см, ширина в нижнем основа­нии — 20, в верхнем — Ю см. Сбоку конус имеет две ручки, вни­зу его укрепляют два упора в виде лапок или скоб, на которые надо встать ногами, прижимая конус к горизонтальной площадке (широкая доска, фанера, лист стали или пластмассы). Для про­верки готовят бетонную массу, смачивают площадку водой, ста­вят на нее конус, прижимают ногами, наполняют его в три слоя по 10 см бетонной массой, каждый слой протыкают 25 раз стерж­нем-штыком из круглой стали диаметром 15 мм. Такое уплотне­ние называется штыкованием. Наполнив -конус, излишнюю бетон­ную массу срезают вровень с краями. После этого конус за ручки медленно поднимают вертикально. Освобожденная из него бетон­ная масса начинает медленно оседать, меняя свою форму. Как только бетонная масса прекратит оседать, рядом с ней ставят конус, кладут на его верхнее основание рейку и измеряют рас­стояние от нее до осевшей массы линейкой с сантиметровыми делениями. Чем жиже консистенция бетонной массы, тем больше она оседает, и наоборот.

Примерная осадка бетонной массы: жесткой — от 0 до 2 см; пластичной — от 6 до 14; литой — от 17 до 22 см. Бетонная масса не должна выделять воду и расслаиваться.

При подборе заполнителей надо стремиться к тому, чтобы гравий, щебень и песок имели зерна различной крупности. В этом случае между зернами почти не будет пустот. Принято считать, что объем пустот в песке не должен превышать 37%, в гравии — 45, а в щебне — 50%. Чем меньше пустот в крупном заполнителе (гравии или щебне), тем меньше потребуется песка и сократится расход цемента.

Проверить пустотность в заполнителе можно довольно про­стым способом. Подобранную смесь или отдельно гравий, щебень, песок насыпают в 10-литровое ведро. Не уплотняя, сравнивают с краями, отмеривают воду и заливают ее тонкой струей в ведро .до краев. По объему влитой воды определяют пустотность: если ее влито, например, 4,5 л, то пустотность — 45%.

Состав заполнителя подбирают с помощью стандартных сит. Гравий или щебень просеивают через сито с ячейками диамет­ром 80, 40, 20, 10 и 5 мм; песок — 5; 2,5; 0,5; 0,3 и 0,15 мм. Зер­на, остающиеся на каждом из сит, называются фракцией запол­нителя.

Рассмотрим два способа подбора заполнителя.

1. Наибольшая крупность заполнителя — 40 мм. Просеивают гравий или щебень через сито с ячейками диаметром 40 мм. Ос­таток заполнителя на сите называется верхним остатком. Затем то, что прошло через сито 40 мм, просеивают через сито 20 мм. Остаток заполнителя на этом сите называется первой фракцией с зернами крупностью от 21 до 40 мм. То, что прошло через сито 20 мм и осталось на сите 10 мм, является второй фракцией с зер­нами крупностью от 11 до 20 мм. То, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм, остаток дает третью фракцию с зернами-крупностью от б до 10 мм. То, что прошло сквозь сито 5 мм, называют нижним остатком.

Для приготовления крупнозернистой смеси часто берут по 5% верхнего и нижнего остатка и по 30% первой, второй и третьей фракций. Верхний остаток можно заменить первой фракцией в количестве 5%.

Крупнозернистую смесь такого состава можно приготовить из двух фракций: 50 — 65% — первой, 35 — 50% — третьей или из трех: 40 — 45% — первой фракции, 20 — 30 — второй и 25 — 30% — третьей.

2. Наибольшая крупность заполнителя — 20 мм. Просевая за­полнитель через сито 20 мм, а то, что прошло через него, — через сито 10 мм, получают первую фракцию с крупностью зерен от 11 до 20 мм. Затем то, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм и получают вторую фракцию с зернами крупно­стью от 6 до 10 мм. Наконец, то, что прошло через сито 5 мм, просеивают через сито 3 мм и получают третью фракцию с зер­нами от 4 до 5 мм. Песок сначала просеивают через сито 2,5 мм, а то, что прошло через него, — через сито 1,2 мм и получают первую фракцию. То, что прошло через сито 1,2 мм, просеивают через сито 0,3 мм и получают вторую, фракцию. Для приготов­ления песчаной смеси берут 20 — 50% первой фракции, SO-SO % — второй.

Таким образом подбирают зерновой состав гравия или щебня и песка. Отмерив нужное количество заполнителя разных фракций, их необходимо хорошо между собой перемешать, чтобы зер­на равномерно распределились по всей своей массе.

Размеры крупного заполнителя должны быть не более 1/4 — 1/5 наименьшего размера конструкции детали. Для тонких плит наибольшая крупность заполнителя может достигать 1/3 и даже 1/2 толщины плиты. Для железобетонных конструкций с гу­стой арматурой наибольшая крупность зерен должна быть не бо­лее 40, а иногда и 20 мм. Размер зерен заполнителя не должен быть больше ³/4 расстояния между стержнями или прутьями ар­матуры.

Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2 — 3 раза (для портландцемента — в 2 раза,-для других цементов — в 3 раза). Например, для бетона марки 150 кгс/см² следует применять цемент марки не менее 400 кгс/см².

Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу послед­него, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арматуры.

Таблица 8

Таблица 9

Ориентировочные составы обычных бетонов на гравии в; объемных частях (по данным Н. А. Попова)

Примечания: 1. На первом месте цемент, на втором — песок, на третьем — гравий или щебень.

2. Составы указаны аля хорошего песка и гравия. При гравии с пустотностью свыше 45 % дозировку его уменьшают на 10 %, при мел­ком песке — на 10 — 15%; применяя щебень, дозировку песка увеличивают примерно на 10%.

При приготовлении бетонной массы смесь заметно уменьшает­ся в объеме. Из 1 м³ сухой смеси получается от 0,59 до 0,71 м³ бетонной массы. Поэтому для приготовления 1 м³ бетонной массы следует брать гораздо больше сухих материалов. Например, для одного состава бетона требуется 0,445 м³ песка, 0,870 — гравия, 0,193 м³ цемента (250 кг), 178 л воды; длл другого — 0,395 м³ песка, 0,880 — гравия, 0,198 м³ цемента (260 кг), 185 л воды; для третьего — 0,445 м³ песка, 0,880 — гравия, 0,204 м³ цемента (265 кг), 189 л воды.

Таким образом, умелый подбор зернового состава заполните­ля позволяет получить бетон одной и той же марки, но с разным содержанием цемента. Составы обычных бетонов приведены в таб­лицах 8 и 9. В последней из них не указывается количество воды, его подбирают в зависимости от требуемой консистенции бетон­ной массы.

Подобрав крупные заполнители, их отмеривают объемными частями и перемешивают. Соответствующий песок также отмери­вают в нужном количестве и засыпают на боек (деревянный щит) ровным слоем в виде грядки. На грядку насыпают цемент и все тщательно перемешивают _v (гарцуют) до получения однород­ной смеси. Затем цементно-песчаную смесь гарцуют с гравием или щебнем до полной однородности сперва в сухом виде, затем постепенно поливают из лейки отмеренной водой и многократно перелопачивают до получения совершенно однородной по составу и густоте бетонной массы, которую тут же используют в дело (не позднее часа, считая с минуты затворения водой).