Как замесить бетон: соблюдение пропорций и качество материала

На сегодняшний день бетон является незаменимым строительным материалом. Он применяется на каждом этапе современной застройки: от подземных гаражей до высотных работ. Его уникальность заключается в получении необходимой прочности и формы. Надо лишь соблюдать пропорции при изготовлении бетона.

Состав бетонной смеси

Изготовление этого строительного материала требует правильного выбора компонентов, соблюдения пропорций и порядка их смешивания.

Из чего состоит бетон?

  • Цемент – вещество, связывающее все элементы. Его марка выбирается, в зависимости от целевого назначения. В частном строительстве в основном используется портландцемент марок М400 и М500 с добавками, количество которых указывается в процентах в маркировке после буквы «Д». Обычно применяется материал Д0-Д20. Качественный цемент должен быть сухим, сыпучим, без комков. Вяжущий компонент быстро теряет свои качества при неправильном или слишком длительном хранении.
  • Песок – мелкий заполнитель. Для изготовления качественного бетона используют песок, соответствующий ГОСТу 8736-2014, – карьерный намывной или просеянный, речной, морской. Примеси глины и органики негативно влияют на получаемый продукт.
  • Крупный заполнитель. Обычно его функции выполняет гранитный щебень (наиболее дорогой и прочный). Гравийный и известняковый щебень – менее прочный, но более бюджетный вариант.
  • Вода. Обычно рекомендуется применять воду из питьевого трубопровода или проверенную в лаборатории на наличие примесей, негативно влияющих на качество материала.
  • Добавки. В зависимости от вида, позволяют вести строительство при низких температурах, повышают морозостойкость и водонепроницаемость готового продукта, окрашивают его или выполняют другие функции.

Описание технологии

Производство мытого бетона было налажено еще во времена СССР — из него делали плиты для строительства панельных домов. Внешний вид таких плиток отличался особой фактурностью за счет выступания фракционного наполнителя на поверхности. Позже промывной бетон несколько утратил популярность, а сейчас методика вновь начинает широко использоваться строителями.

Описание технологии
Описание технологии

Суть технологии сводится к созданию особых условий для застывания раствора, когда вызревание смеси происходит неравномерно. Внутри материал набирает прочность в обычном режиме, зато на поверхности процесс протекает медленно. Добиться такого эффекта можно посредством применения специального гелеобразного вещества, которое называется замедлитель схватывания. Гель вступает в химическую реакцию с цементом, в итоге задается определенная толщина незастывающей бетонной смеси. После этого вязкую массу смывают струей воды, которая обнажает зерна наполнителя.

Описание технологии
Описание технологии

Вымывание бетона струей воды

Описание технологии
Описание технологии

Верхний декоративный слой крепко держится на основе и не отделяется, так как наполнитель равномерно распределен по всей толще бетона и выступает только частично, примерно на 40%. Изделия формируют в опалубке, которую убирают после полного застывания бетона. В результате создается каменная шероховатая поверхность, которая имеет противоскользящие свойства. В качестве наполнителя могут выступать:

Описание технологии
Описание технологии
  • галька;
  • мрамор;
  • гранит.
Описание технологии
Описание технологии

Гранитная крошка для изготовления мытого бетона

Описание технологии
Описание технологии

Мытый бетон обладает множеством достоинств. Он является сверхпрочным, не подвержен износу, имеет очень большой срок службы. Материал не боится погодных катаклизмов, легко переносит осадки, мороз, жару, не портится даже от действия химических веществ.

Описание технологии

Читайте также:  Обзор самых лучших телевизоров 55-65 дюймов на 2021 год

Необходимые материалы

Бетон — строительный материал, вырабатываемый из смеси крупных и мелких заполнителей, связующего вещества и воды. Он обладает свойствами таких пород, как мрамор и гранит, но при этом является экологически безопасным и долговечным камнем.

Цемент

Вяжущим материалом в бетонной смеси может выступать силикат, битум или гипс, но в большинстве случаев им является цемент. Он делится между собой на марки, обозначающие максимально возможную нагрузку на готовую продукцию в мегапаскалях. Также в маркировке отечественного производства допускается указание процента примесей. Например, цемент М300-Д20 сумеет выдержать нагрузку в 300 МПа, а содержание примесей составляет 20 процентов. В частных строительных работах обычно используется цемент М400, в промышленном строительстве чаще применяют М500.

Чтобы правильно рассчитать пропорции для бетона, нужно точно знать марку цемента и его качественные характеристики. Он должен представлять собой сухую рассыпчатую пыль без уплотнений и комков. Обязательно соблюдение срока годности. Не рекомендуется использовать уцененную или немаркированную продукцию.

Песок

Главными критериями качества песка для производства бетонной смеси являются крупность, влажность, наличие пыли и глины. По зерновому составу он делится на следующие группы:

  • тонкий — до 1,2 мм;
  • очень мелкое зерно — 1,2−1,6 мм;
  • мелкий — 1,6−2 мм;
  • среднее зерно — 2−2,5 мм;
  • крупный — 2,5−3,5 мм.

Для приготовления бетона обычно не используют тонкие и мелкие зерна по причине большого содержания пыли. Крупность состава песка отражается также на подвижности бетона и увеличении количества цемента. В случае присутствия в песке глины и его повышенной влажности снижается прочность бетонного состава.

Лучше всего работать с природными видами песка — речным или морским. В них отсутствует глина, пыль и органический мусор: листья, ветки, крупные камни. Если добавлять карьерный песок, то необходимо производить его промывание и отстаивание. В случае попадания мусора в раствор неизбежно возникновение пустот в застывшем составе.

Читайте также:  Герметик для ламината — какой лучше выбрать?

Щебень

Иногда в бетон добавляют гравий, керамзит, шлак, но в большинстве случаев используется щебень. Для достижения максимальной прочности применяется кубовидный вид щебня. Плоская разновидность обладает пониженной прочностью и способствует образованию межзерновых пустот в твердой смеси.

По размеру щебень разделяется на фракции:

  • очень мелкий — 3−10 мм;
  • мелкий — 10−20 мм;
  • средний — 20−40 мм;
  • крупный — 40−70 мм.

Распространено использование гранитного щебня с фракцией от 5 до 20 мм. Для заполнения пустот необходимо работать с разными фракциями. Для соблюдения пропорций приготовления бетона нужно добавлять мелкий камень в количестве не менее трети от всего объема щебня.

Перед началом производства нужно убедиться в чистоте камней. При наличии отсева и пыли их необходимо промыть водой. Максимальный размер камня не должен превышать толщину бетона более, чем на треть.

При изготовлении бетонной смеси вода должна применяться из проверенных источников. Если воду можно пить, то она вполне подходит для приготовления состава. Не допускается использование отработанной, болотной, речной и морской воды. Ее химический состав может плохо повлиять на прочность.

Количество воды влияет на подвижность бетона. Превышение нормы, как и недостаток воды ухудшают качество продукта. Подвижность можно определить визуально:

  • При легком сползании со штыковой лопаты, расположенной параллельно земле, она является высокой.
  • Если смесь сползает при небольшом наклоне — средняя.
  • Когда смесь не сползает — малая.
  • Если бетон лежит на лопате кучкой, подвижность отсутствует.

Неопытные строители часто добавляют избыточное количество воды. Это придает бетону подвижность, но многократно снижает прочность изделия.

Связующими веществами в бетонном составе выступают вода и цемент. Водоцементное соотношение (обозначается — В/Ц) является важным критерием при производстве. Обозначение В/Ц является соотношением веса воды и цемента, необходимое для приготовления бетона определенного класса прочности.

Чтобы цемент затвердел, допускается соотношение В/Ц, равное 0,2, но такая бетонная смесь будет обладать низкой подвижностью. Обычно используется соотношение от 0,3 и выше.

Различные добавки

Поверхностно-активные добавки, или пластификаторы, используют при изготовлении бетонного состава с целью максимального заполнения пустот, снижения расхода цемента, уменьшения содержания воды. Чаще всего пластификаторы добавляют для повышения прочности.

Также существуют добавки, способствующие быстрому схватыванию и затвердеванию бетона на морозе. При их использовании готовое изделие не замерзнет, а вода в составе не кристаллизуется.

Читайте также:  Последовательность сборки душевой кабинки

Часто бетонная смесь дополняется армирующими веществами, придающими прочность. Это могут быть поливинилхлоридные или полипропиленовые волокна. Несмотря на кажущуюся мягкость этот наполнитель позволяет избежать образования трещин на поверхности твердого состава.

Пористость

Для более удобной укладки получение бетонной смеси происходит путем ввода в его состав большего количества воды, чем для твердеющего цемента. Излишнее содержание воды в смеси говорит об образовании пористости. Если же вы хотите снизить тестообразное содержание бетона, то необходимо уменьшить пористость, т.е. снизить содержание воды в смеси.

Пористость, как правило, составляет шесть процентов, при этом бетон не должен пропускать влагу. Однако, конструкции из такого бетона легко подвержены воздействию нефтепродуктов: керосину, бензину, газам.

Химический состав цемента

Важной составляющей цемента является активная известь (СаО). Кроме свободного состояния оксид кальция (СаО) также входит в соединения, образующие: двух кальциевый силикат (С2S), трех кальциевый силикат (C3S), трех кальциевый алюминат (С3А) и четырех кальциевый алюмоферит (C4AF).

Эти химические вещества также взаимодействуют с водой, причем наиболее быстро это делает трех кальциевый алюминат (С3А) – за 3…5 минут.

При твердении бетона сначала образуется коллоид, затем – кристаллический сросток, далее – кристаллический каркас.

Чтобы процесс кристаллизации проходил равномерно, в цемент вводят гипс, количество которого должно точно соответствовать количеству С3А.

Поэтому, те самоделкины, которые хотят ускорить процесс затвердевания бетона путем введения гипса в состав смеси, нарушают этот баланс и снижают конечную прочность цементного камня.

Химия бетона – это очень точная наука.

В результате нескольких реакций с водой (и с учетом добавок, например, микрокремнезема) получается основа цементного камня – практически не растворимый гидросиликат кальция CaO⋅SiO2⋅nH2O.

Чем его больше, тем выше водостойкость и прочность бетона.

Отвердевший цементный камень – это неоднородная структура, представляющая собой смесь геля и кристаллических сростков.

Без дополнительных условий на третьи сутки прочность цементного камня составляет 40…50%, а через неделю – 60…70% от конечной.

Чем тоньше помол цемента, тем выше прочность и скорость твердения.

Естественно, что чем тоньше помол, тем выше удельная поверхность цемента. Она измеряется в см2/г.

Считается, что каждый ее прирост на 1000 см2/г повышает активность цемента на 20…25%.

В соответствии с помолом определяется марка цемента и его стоимость.