Расчёт состава и стоимости бетона

Самостоятельное приготовление бетона стало обычной практикой при строительстве любых объектов частной собственности. Но расчёт состава бетона и определение его стоимости как конечного продукта, сопряжено с привязкой к конкретному объекту. Единые и общие стандарты пропорций бетонной смеси слишком сильно усредняют требования к прочности готовой конструкции. 

расчёт бетона

Состав бетона

Любые расчёты состава бетонной смеси начинаются от классических параметров определённых в СНиП. Пропорции 1:3:5:0,5 / цемент: песок: щебень: вода, задают общее соотношение компонентов. В зависимости от их характеристик, качества и происхождения, изменяется не только соотношение составных частей бетона, но и многие другие параметры готового изделия.

Цемент

Практически всегда в частном строительстве используется портландцемент М400 и М500. В зависимости от наличия добавок, к названию добавляется индекс Д с цифрой, которая обозначает объёмное содержание добавок, например:

·        Д0 – ноль добавок;

·        Д10 – 10% добавок;

·        Д20 – 20% добавок и т.п.

Наличие в цементе добавок введённых производителем, гарантирует достижение заявленных свойств при соблюдении условий изготовления бетона и соблюдении технологического режима.

На марку готового бетона влияет и условия хранения цемента. Дело в том, что цемент чрезвычайно гигроскопичное вещество, он очень хорошо усваивает влагу из воздуха. Даже при хранении в заводской упаковке, марка цемента снижается приблизительно на 50 единиц через 1 месяц после выпуска. Например, если портландцемент М500 был выпущен в марте, то:

·        в мае его следует считать как цемент М400;

·        в июле уже М300;

·        в августе М250;

·        в ноябре М100.

Портландцемент после длительного хранения не используется на ответственных объектах, но им можно разбавлять свежий цемент, или вводить модифицирующие добавки которые позволят его использовать для менее важных работ. 

расчёт бетона

Песок

Чистота песка и его калибр оказывают прямое влияние на состав смеси и прочность готового бетона. Песок делится, прежде всего, по чистоте, и главное требование – исключить из его состава глинистые вкрапления и пыль. Эти два компонента нарушают целостность цементного кристаллогидрата, и тем самым чрезвычайно резко снижают его прочность.

Поэтому самым лучшим считается речной песок, калибром 2-5 мм. Дело в том, что частицы речного песка в процессе формирования получают округлую (окатанную) форму. Она лучше заполняет пустоты и способствует более прочному сцеплению всех компонентов в готовом бетоне.

Щебень

Для этого компонента бетона важным параметром является лещадность и средний размер зерна (калибр или фракция). Правильно сделать бетон можно только с учётом этих параметров. Ведь размер зерна определяет целевое назначение бетонной смеси:

·        Крупный щебень, калибром до 70 мм, используют в масштабных бетонных отливках, например монолитных фундаментах, бутовых опорах и т.п.

·        Средний щебень, калибром от 20 до 40 мм, применяется во всех без исключения бетонах, как универсальный.

·        Мелкий щебень, фракцией от 5 до 20 мм, находит применение в наиболее ответственных изделиях из бетона. Он повышает расход остальных компонентов и повышает цену строительства, но зато максимально увеличивает прочность бетонных конструкций. 

расчёт бетона

Лещадность, характеризует щебень относительно формы его частиц. Чем больше в щебне плоских и игловидных зёрен, тем больше его лещадность. Идеальной формой щебня для любых бетонов является кубическая. Она минимизирует расход цемента, так как уменьшает количество пустот внутри бетонной конструкции после заливки, давая меньшую усадку.

Вода

Разумеется это обычная чистая вода, но определяющим фактором по отношению к марке бетона является водоцементное соотношение. Дело в том, что вода для бетона является реактивом, который запускает химический процесс образования кристаллогидратов. Это сложные химические соединения, которые формируют цементный камень.

Для прохождения химической реакции образования кристаллогидрата в лабораторных условиях, достаточно всего 20% воды к массе цемента. Но бетонный раствор с таким низким водоцементным соотношением очень неудобен при работе, он вязкий, непластичный, плохо заполняет пустоты и слишком быстро схватывается. Поэтому на практике используется более высокое водоцементное соотношение, от 30 до 50%, относительно цемента.

Дополнительные присадки в бетон

Кроме стандартных компонентов бетонной смеси, в них добавляют присадки, повышающие как рабочие характеристики раствора, так и эксплуатационные параметры готового изделия. Их можно разделить на четыре больших группы:

1.     Противоморозные;

Они расширяют диапазон температур, при которых можно отливать бетонные изделия. Причина в том, что химическая реакция образования цементного камня, требует проведения работ при температуре не ниже +5˚C. Если температура снижается до -10˚C, то вода может замёрзнуть, и бетон получится очень непрочным.

Ведение противоморозных добавок также повышает скорость набора прочности. Например, при заливке пола бетоном с противоморозной добавкой, ходить по его поверхности можно уже через 24 часа, даже если температура воздуха не превышает -5˚C.

2.     Гидроизоляционные;

Эти вещества вводимые в бетонный раствор повышают сопротивление готового изделия разрушающему действию воды и снижают его водопроницаемость. В промышленных масштабах, гидроизоляционные добавки используют при возведении портовых сооружений, подошв и опор мостов через реки. В частном секторе, гидроизолирующие добавки выгодно повышают характеристики бетона при их введении в состав фундамента.

Если ленточный фундамент закладывается на глубину, не превышающую уровень промерзания грунта в конкретном регионе, то кроме внешних работ по его гидроизоляции, добавление гидрофобных присадок может на порядок повысить защиту дома от проникновения грунтовых вод в подвальные помещения.

расчёт бетона

3.     Ускорители и замедлители схватывания бетона;

Замедлители чаще всего добавляют производители на заводе, в том случае, если готовый бетонный раствор требуется перевезти на большое расстояние. Ускорители схватывания нашли большее применение в частном секторе при отливке конструкций внутри деревянных опалубок собранных своими руками.

Вводятся эти присадки в очень малом объёме, но дают заметный эффект. Например при заливке мелкозаглубленного ленточного фундамента для теплицы, не требуется слишком большая прочность, однако желательно добиться максимально быстрого схватывания бетона. Поэтому вводя ускоритель застывания бетона, фундамент под теплицу может использоваться уже через 3-5 дней после заливки. Но полную конструкционную прочность он будет набирать ещё 2-3 недели (а зависимости от размера ленты).

4.     Повышающие прочность;

В отличии от остальных присадок, которые являются химическими веществами и вступают в прямую реакцию с компонентами цемента, добавки повышающие прочность это нерастворимые ингредиенты. Они применяются для дисперсного армирования бетонного изделия. Для таких целей используют фибру.

Фибра, это чрезвычайно тонкое волокно из стали, базальта или полипропилена.  

расчёт бетона

Онлайн калькулятор расчёта состава бетона

Для того чтобы рассчитать сколько нужно цемента для приготовления определённого объёма бетона, требуется оперировать такой важной категорией как насыпная плотность. Причём в данном вопросе насыпная плотность относится ко всем ингредиентам бетона: щебню, песку и цементу.

Стоимость бетона лучше всего определять только по цене самих компонентов. Работы по отмериванию точного количества ингредиентов, их смешиванию и доставке готового бетона на место использования, обладают высокой субъективностью оценки, и могут серьёзно исказить фактические сведения о цене бетона.