Для удобства работы в качестве мерного сосуда используют ведро. Для заливки фундамента бетономешалкой на замес берут по 2 части цемента и щебня, 6 частей песка. С густым раствором бетона сложно работать, его можно немного разбавить. Но и много воды быть не должно: теряется прочность монолита.

Схватывается цементная смесь через 10-12 часов, а затвердевает за неделю. Полностью прочность набирается спустя месяц после заливки при температуре 20ºС.

Добавки в бетон

Помимо прочности самого фундамента, бетонная смесь должна обеспечивать другие важные характеристики: пластичность, водопоглощение, морозостойкость. Если раствор используется как кладочный, должна быть обеспечена удобоукладываемость и живучесть смеси. Управляют полезными качествами бетонной массы на стадии замешивания посредством применения химических присадок.

Замешивание бетона.

Наиболее распространенные модификаторы:

1. Суперпластификаторы — снижают расход воды на замешивание, увеличивают прочность, снижают усадку и появление трещин. Возрастает морозостойкость бетона и его водонепроницаемость.
2. Противоморозные химические добавки применяются, когда нужно бетонировать в условиях низкой температуры. Действуют реагенты в мороз до -15ºС.
3. Самоуплотняющие присадки — они позволяют делать заливку смеси в зауженные пространства опалубки.
4. Добавки, ускоряющие твердение. Применяют, когда прочность нужна уже через сутки после укладки бетона.
5. Замедляющие схватывание реагенты используют, чтобы дольше сохранить подвижность смеси.

Универсальным средством для улучшения качеств бетонного раствора являются пластификаторы.

Особенности марок цемента для бетона

Марки материала

Цемент относится к одному из самых распространенных строительных материалов. Ни одно строительство здания, сооружения не обходится без использования данного состава. Он используется при возведении домов, конструкций, при внутренней и внешней отделке, а также как связующий раствор. В чистом виде не используется. Чаще всего он смешивается с песком, водой. Для придания тех или иных свойств в раствор включаются различные наполнители, добавки.

В зависимости от технических характеристик, различают разные марки цемента.

Цемент подразделяется на различные марки, которые различаются по своим физико-техническим характеристикам.

Выбор марки зависит от условий эксплуатации. Маркировка включает в себя буквы М или ПЦ и цифры, которые характеризуют прочностные показатели материала. Так, например, М300 означает, что данный материал способен выдержать нагрузку до 300 кг/см².

Цемент дополнительно может маркироваться другими буквами, характеризующими наличие различных добавок и примесей в составе и их процентное содержание. Например, обозначение Д20 говорит о содержании 20% определенных добавок.

Наиболее распространенным являются марки от 350 до 500. При особо важных работах может использоваться высокопрочный цемент марки 700.

Добавление цемента в другие материалы придает раствору уникальные свойства. В частности высокую прочность. Одна из самых распространенных областей использования – добавление в бетонные и железобетонные конструкции. В зависимости от марки цемента дается и марка бетону, которая тоже характеризует прочностные свойства раствора. Если рассматривать марку бетона и цемента соответственно, можно получить следующие сочетания:

Выбор марки цемента зависит от условий эксплуатации бетонной конструкции.

• М150 – М300;
• М200 – М300 и М400;
• М250 – М400;
• М300 – М400 и М500;
• М350 – М400 и М500;
• М400 – М500 и М600;
• М450 – М550 и М600;
• М500 – М600;
• М600 и выше – М600.

Особенности некоторых показателей

При изготовлении бетона может использоваться цемент различных марок. Выбор зависит от области применения, условий эксплуатации, оказываемой нагрузки на бетонную или железобетонную конструкцию, степени ее ответственности в конструкции в целом.

Следует рассмотреть наиболее распространенные марки подробнее:

График отношения воды к цементу для цементов разных марок. Марки цемента обозначены над кривыми.

1. Марка М400-Д0 применяется для изготовления различных сборных бетонных и железобетонных конструкций с использованием термовлажностной обработки. Материал подходит и для строительства подводных, наземных и подземных сооружений, которые подвергаются воздействию минерализованных и пресных вод. Часто данный вид используется при замешивании бетонных растворов. Особенностью материала является и время твердения, которое делится на два этапа. Первый этап длится 40-50 минут, во время которого раствор схватывается (начало твердения). На втором этапе происходит полное затвердевание материала (конец твердения), которое длится 10-12 часов.
2. Марка М400-Д20 широко используется в жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве (при производстве фундаментов, плит перекрытий, балок, стеновых панелей и прочих бетонных и железобетонных конструкций). Он отличается высокими показателями водостойкости и морозостойкости.
3. Марка М500-Д20 схожа по своим свойствам с маркой М400-Д20. И также широко используется при жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве, при производстве различных бетонных и железобетонных изделий. Кроме того, М500-Д20 подходит для проведения кладочных, штукатурных и других ремонтно-отделочных работах, изготовления строительных растворов.
4. Марка М500-Д0 отличается повышенной морозостойкостью, водостойкостью и долговечностью. Свойства обусловили область использования: состав необходим при возведении промышленных зданий и сооружений, при выполнении восстановительных и аварийных работах, где требуется высокая прочность материалов.

Кроме данных марок, в строительстве используются и другие разновидности материала. Однако их область применения значительно уже, а используются они гораздо реже.

Разновидности смеси

В некоторых случаях необходимо использование цемента со специфическими свойствами. Такие составы имеют особую маркировку:

• Б – быстротвердеющие составы;
• ПЛ – пластифицированный;
• СС – сульфатостойкий;
• Н – нормированный (на основе клинкера нормированного состава).

Быстротвердеющий отличается быстрым нарастанием прочностных характеристик в начальной стадии твердения. Обуславливается данное свойство наличием в составе смеси минеральных веществ, особой микроструктуры клинкера, тонким помолом материала и точной дозировкой добавок. Используется такая марка в основном при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Пластифицированный цемент, исходя из его названия, обладает повышенной пластичностью. Раствор с таким материалом получается пластичным и морозостойким. Образование данных свойств достигается за счет добавления пластифицирующей гидрофильной поверхностно-активной добавки в процессе помола состава. Наиболее часто в качестве такой добавки используются остатки от переработки сульфитного щелока на кормовые дрожжи – сульфитно-спиртовая барда (ССБ). Доля ССБ в общей массе цемента составляет 0,15-0,3 %.

Прочность бетона со сульфатостойким цементом зависит от состава его компонентов.

Сульфатостойкий является разновидностью портландцемента. Отличием такого материала является повышенная стойкость к воздействию минерализованных вод, высокой морозостойкостью, малым тепловыделением и медленным процессом твердения. Такой цемент получают путем помола клинкера нормированного минералогического состава. Используются сульфатостойкие смеси в производстве бетонных и железобетонных конструкций, применяемых в строительстве сооружений, которые испытывают постоянное воздействие агрессивной сульфатной среды. Особенно не обойтись без сульфатостойкого цемента в условиях переменного увлажнения, при чередовании оттаивания и замерзания.

Цемент, создаваемый из клинкера нормированного состава, используется для изготовления бетона аэродромных и дорожных покрытий, мостовых сооружений, железобетонных напорных и безнапорных труб, опор высоковольтных линий и прочее.

Изготовление бетонного раствора

Чаще всего бетонный раствор заказывается в готовом виде, который доставляется специальными автомобилями с миксерами. Однако при небольших объемах состав можно изготовить и самостоятельно: вручную или в бетономешалке.

Изготовление бетона в бетономешалке самостоятельно. Для приготовления бетонного раствора понадобится цемент (марка выбирается в зависимости от условий эксплуатации), гравий или щебень, вода и песок. Пропорции зависят от нескольких критериев: марки цемента и бетона, типа конструкции и т.д. Весь процесс осуществляется следующим образом:

1. Бетономешалку следует установить на ровную поверхность. При необходимости под оборудование подкладываются деревянные подложки.
2. Для исключения прилипания раствора стенки бетономешалки рекомендуется обмазать составом из цемента, воды и мелкого наполнителя.
3. Сначала в барабан загружается половина заполнителя и вода. Оставшаяся часть наполнителя, песок и цемент добавляются в барабан постепенно, небольшими порциями.
4. После добавления всех компонентов смесь перемешивается в течение 2 минут при наклонной оси и в течение 1 минуты при горизонтальной оси. Если замешивание продолжается более длительное время, вода начинает испаряться и раствор теряет свою пластичность.
5. Готовый бетон выливают в заранее подготовленную емкость, тачку. После чего барабан промывается водой, а бетон готов к использованию.

Можно замесить бетонный раствор и вручную. Однако такой способ требует большего времени на приготовление состава, а качество смеси далеко не так идеально. Кроме того, считается, что бетон, замешанный в специальном оборудовании, имеет прочность намного выше, чем при ручном способе. Поэтому самостоятельно вручную замешивать раствор рекомендуется лишь при небольших объемах и при изготовлении факультативных конструкций и изделий.Для замешивания раствора вручную используется лопата. Можно воспользоваться обычной садовой мотыгой. Кроме того, понадобится ведро для добавления компонентов и емкость для замешивания раствора.

Процесс приготовления бетонного раствора вручную проводится следующим образом:

1. В заранее приготовленную емкость наливается вода, затем в нее добавляется цемент. При добавлении цемента раствор необходимо постоянно помешивать.
2. В полученную смесь добавляется песок. При этом раствор также необходимо постоянно мешать. После получения однородного состава добавляется заполнитель, который необходимо насыпать не в одно место, а по всей площади емкости.
3. Тщательно перемешать состав. После чего раствор готов к использованию.

Таким образом, прочность бетона зависит от марки используемого цемента. Кроме того, правильные пропорции, тщательный замес раствора – все это влияет на качество бетона.

Марка цемента и бетона

Бетон приобретает прочность в процессе твердения в сооружении, — поэтому строитель должен быть уверен в нужном качестве применяемого цемента. Для этого цемент испытывается заранее и только после определения его основных технических свойств может применяться в дело.

Определение качества этих свойств производится в лаборатории. В СССР применяются стандартные, обязательные для всех методы испытания. Стандартизация позволяет получить сравнимые данные при испытании цемента на заводе и на строительных объектах. Основное свойство цемента, определяемое при предварительных испытаниях, — прочность. Она выражается в той нагрузке, которую может выдержать образец из цементного камня, раствора или бетона. Прочность выражается в килограммах на 1 квадратный сантиметр поперечного сечения образца. Обозначение прочности — кг/см².

Портланд-цемент выпускается марок 300; 400; 500; 600 и 700. Марка цемента — условная величина и обозначает, что прочность при сжатии образцов из цементного раствора, приготовленных и испытанных в точном соответствии со стандартом, не ниже цифры, обозначающей марку.

Прочность бетона, приготовленного на цементе определенной марки, будет различной в зависимости от расхода цемента, качества материалов и условий твердения. При проектировании конструкций пользуются также условной величиной — маркой бетона.

Марка бетона показывает, какую прочность должен иметь бетон. Определяют прочность бетона путем испытания образцов, изготовленных из бетонной смеси и твердевших во влажных условиях. Образцы имеют форму куба с ребром 20 сантиметров и должны изготавливаться в точном соответствии с указаниями стандарта. Если прочность таких образцов, выраженная в кг/см², равна или выше заданной марки, то бетон может применяться в конструкции, для которой запроектировано применение данной марки бетона.

Нормированы следующие марки бетона: 50; 100; 150; 200; 300; 400; 500 и выше. Возможно проектирование бетонов промежуточных марок. Например, в стандарте на дорожные покрытия предусматривается применение бетона марок 250; 300 и 350.

Бетон должен быть не только прочным, но и, в зависимости от предстоящих условий его службы, морозостойким, плотным и трудноистираемым.

Виды бетона, применяемые в технике, можно классифицировать по различным свойствам.

По объемному весу бетоны делятся на: 1) тяжелые — с весом 1 кубического метра свыше 2,0 тонн, или, как пишется, свыше 2,0 т/м³; 2) облегченные — с объемным весом 1,8-2,0 т/м³; 3) легкие — с объемным весом 1,0-1,8 т/м³; 4) особо легкие — с объемным весом менее 1,0 т/м³.

Обычно бетон резделяют по видам строительства на бетон гидротехнический, дорожный, обычный и т. д. Эта классификация не совсем точна, и правильнее разделять бетон так, как это было предложено С. В. Шестоперовым в зависимости от условий работы бетона в сооружении: бетон морозостойкий, водостойкий, атмосфероустойчивый и бетон внутренних частей сооружений.

Научные основы производства бетона были заложены в конце XIX века трудами ученых различных стран. Русские ученые внесли свой вклад в это дело.

И. Г. Малюга разработал правила получения наиболее прочного бетона с минимальным расходом цемента. Работы инженера Малюги имели большое значение в деле создания стройной теории бетона.

Большие работы в области цементов и бетона были проведены А. Р. Шуляченко, изучавшим способы усовершенствования производства цемента и строительства морских бетонных сооружений. Известный русский ученый и инженер-строитель Н. А. Белелюбский построил первый в мире маяк из железобетона.

Исследования свойств бетонов, технологии, производства бетонных работ широко развернулись в СССР. Большие работы в области технологии бетона проведены коллективами научно-исследовательских организаций под руководством Н. М. Беляева, Б. Г. Скрамтаева, С. А. Миронова, С. В. Шестоперова и многими другими советскими исследователями.

состав, применение, основные виды и свойства

Цемент – наиболее распространенный вяжущий компонент, используемый при изготовлении бетонов. Бетонные смеси на основе цемента, песка и крупного заполнителя используются в частном и крупномасштабном домостроении, при строительстве объектов гражданского, производственного, инфраструктурного назначения. Область применения определяется классом прочности бетона и другими техническими параметрами.

Основные характеристики бетонов на основе цементного вяжущего компонента

Технические условия на тяжелые и мелкозернистые бетоны регламентируются ГОСТом 26633-2012. В соответствии с этим нормативом строительный материал классифицируют по:

• назначению – на конструкционный и специальный;
• типу заполнителя – плотного или специального, наиболее распространенные плотные крупные заполнители: гранитный, гравийный, известняковый;
• прочности на сжатие по истечении проектного периода – классы В3,5-В100;
• средней плотности – тяжелый D2000-D2500, мелкозернистый – D1800-D2300;
• морозостойкости – F50-F1000;
• водонепроницаемости – W2-W20.

Области применения цементных бетонов

Для каждой области применения выбирают материал с оптимальными техническими характеристиками.

Конструкционные бетоны

В зависимости от предназначения, применяют материал следующих классов:

• Невысокой прочности, В7,5-В10. Используется для создания подготовительного слоя («подбетонка») при устройстве фундамента. На этот слой укладывают арматурный каркас. Бетонная смесь используется при благоустройстве участка – для заливки дорожек невысокой проходимости, укладки бордюрного камня.
• В15. Используется для заливки бетонных полов, стяжек, дорожек, площадок. В качестве материала для фундамента может применяться только на устойчивых грунтах при строительстве малогабаритных легких сооружений.
• В20-В25. Наиболее популярен для: сооружения фундаментов в малоэтажном строительстве, возведения монолитных стен, изготовления ЖБИ, заливки полов и стяжек.
• В30 и более. Материалы, практически не применяемые в малоэтажном строительстве. Используются при возведении многоэтажных зданий, в мостостроении, для заливки полос аэродромов. Способны выдерживать значительные вертикальные динамические нагрузки.

Специальные бетоны

При производстве этих материалов используют специальные добавки, обеспечивающие возможность сохранять рабочие характеристики в экстремальных условиях.

• Жаростойкие бетоны. Используются при возведении труб ТЭЦ, сооружении металлургических цехов, промышленных печей.
• Гидротехнические. Предназначены для создания плотин, дамб, каналов. Отличаются высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью.
• Кислотоустойчивые. В состав входит жидкое стекло. Являются достойной альтернативой керамике и пластинам из свинца. Применяются для создания конструкций, которые будут эксплуатироваться в агрессивных средах.
• Гидратные. Обеспечивают защиту от биофакторов и высокого уровня радиоактивности. Необходимы при строительстве АЭС и предприятий по переработке радиоактивных отходов.

Особенности изготовления бетона

Свойства бетона определяются характеристиками его компонентов, соблюдением технологий изготовления и заливки.

Основные требования к компонентам бетонной смеси

• Цемент. Его необходимо приобретать у проверенных производителей, он должен соответствовать сроку годности.

Внимание! Срок хранения цемента зависит от его марки, типа и габаритов упаковки. Как правило, срок хранения цемента марки 600 – не более трех месяцев, 400 и 500 – 6 месяцев. Хранить этот тип вяжущего необходимо в сухом помещении, при плюсовых температурах и в герметичной упаковке.

В частном строительстве обычно применяют портландцемент марок 400 и 500 с количеством минеральных добавок, не превышающим 20%.

• Мелкий заполнитель – песок. При строительстве фундаментов и других ответственных конструктивных элементов зданий используется только песок, предназначенный для строительных работ и соответствующий ГОСТу 8736-2014. Он может быть речной, очищенный от ила и органики, намывной или сеяный карьерный.
• Крупный заполнитель. Для тяжелых бетонов это гранитный, гравийный, известняковый щебень. В частном строительстве в общем случае оптимальным вариантом является гравийный щебень, для которого характерно сочетание достойных технических характеристик и доступной стоимости.
• Вода. Рекомендуется брать воду из водопровода питьевого назначения или отдавать ее на анализ в лабораторию на предмет наличия в ней примесей, негативно влияющих на качество конечного продукта.

Пропорции компонентов зависят от марки цемента и требуемого класса прочности бетона.

Марка цемента: что это такое, расшифровка

Цемент служит для связывания наполнителей строительных растворов. Он представляет собой порошок тонкого помола, меняющий свои химические и физические свойства при контакте с водой, другими жидкостями. При этом образуется пластичная масса, которой можно придать любую форму, а после ее застывания – твердый камень. Свойства растворов зависят от марки цемента, поэтому нужно знать, что это за параметр, насколько он влияет на технические и эксплуатационные свойства смеси.

Свойства и характеристики цемента

Марки цемента отражают основные характеристики, необходимые для приготовления качественных строительных растворов. Этот материал производится из клинкера, составляющего основную его массу. Они изготавливаются путем обжигания известняка и глины с последующим измельчением в тонкие порошки. Чем меньше фракция вяжущего неорганического компонента, тем быстрее застывает строительный раствор. Для улучшения свойств добавляются минеральные примеси – пириты, бокситы, трепелы. К основным характеристикам материала относят:

• Прочность – выдерживаемая образцом механическая нагрузка. В образец входят 25% вяжущего и 75% чистого кварцевого песка. Залитый в форму образец 10х10х10 см разрушается для определения давления. Марки цемента классифицируются именно по прочности получившегося раствора.
• Время схватывания – важнейший параметр, влияющий на скорость работ, особенно при низких температурах. Для ускорения в смесь добавляется гипс или другие присадки.
• Морозоустойчивость – количество циклов замерзания и оттаивания, чтобы ее повысить – в состав добавляют древесный пек или абиетат натрия.

Применение различных добавок помогает получать составы с заданными техническими характеристиками:

• Быстросхватывающийся состав;
• Сульфатостойкий, применяющийся при строительстве гидротехнических конструкций;
• Расширяющийся водонепроницаемый;
• Составы с пластификаторами для работы при низких температурах;
• Облицовочные материалы, составы для отделки помещений;
• Нормированный цемент с заданными свойствами.

Что означает марка цемента?

Маркировка цемента позволяет точно охарактеризовать состав материала, его технические свойства. В настоящее время маркировка производится согласно ГОСТ 31108-2003. Указывается полное название материала – портландцемент, сульфатостойкий или другой цемент. Далее обозначается вяжущий компонент:

• ЦЕМ I – обычный портландцемент;
• ЦЕМ II – портландцемент с присадками до 35%;
• ЦЕМ III – портландцемент со шлаком до 95%;
• ЦЕМ IV – пуццолановый состав до 55%;
• ЦЕМ V – композитная смесь.

Указывается основная добавка – это может быть композит (К), шлак (Ш), пуццолан (П), известняк (И), подготовленная зола уноса (З), микрокремнезем (МК). Их применение позволяет достигнуть водостойкости, быстрого схватывания или других нужных свойств.

Непосредственно марка обозначается М с числовым индексом, который показывает предел прочности на сжатие конкретного образца согласно проведенным испытаниям. Например, М200 выдерживает давление 200 кг/см³ или 15 МПа. Результаты измерений заносятся в таблицы, в которых отражается не только марка, но и современная характеристика – класс прочности.

Для получения специальных марок к ним добавляются сырьевые присадки, используются технологии, которые придадут им заданные свойства. К таким материалам относят:

• Глиноземные цементы. Их производят путем обжига алюминатного шлака, бокситов и известняка при температуре 1600 С°. После помола такие составы, благодаря высокому содержанию алюмината кальция, интенсивно реагируют с водой, поэтому набирают 90% заданной твердости всего за сутки. Еще через двое суток набирается заданная марка прочности бетона М400-М600. При гидратации этого типа вяжущего выделяется много тепла, что допускает его применение при низких температурах.
• Добавление гидроалюмината кальция, гипса и других компонентов, позволяет получить безусадочный, расширяющийся или напрягающий материал. Такие смеси твердеют в воде, не изменяют объем или расширяются при схватывании, уплотняются или самонапрягаются.
• Шлакощелочной цемент с высоким содержанием доменного гранулированного шлака, размолотого в тонкий порошок. Это добавляет строительным растворам морозостойкости, устойчивости к коррозии, агрессивным средам. Отлично подходит для гидротехнических сооружений, имеет среднюю скорость набора прочности.

Как определить марку цемента?

Марка цемента определяется на специальном оборудовании в лабораторных условиях, исходя из прочности образца. Для этого берется испытываемый образец, к одной части вяжущего добавляется три части очищенного кварцевого песка для получения опытного раствора.

Смесь тщательно перемешивается с добавлением воды, заливается в 6-10 форм размерами 10х10х10 см. Образцы выдерживаются на протяжении 28 суток, за которые он затвердевает на 98% от расчетной твердости. После этого выбирается образец, укладывается под пресс и измеряется давление, при котором он разрушается.

Измерения осуществляются на шести произвольно выбранных образцах. Из них выбирается 4 образца с самым большим давлением, необходимым для разрушения, рассчитывается среднее значение. По результатам определяется марка и класс прочности цемента, соответственно в МПа и кг/см³.

Применение разных марок

Область применения цемента зависит от его марки и характеристик обуславливающих его свойства. К основным видам относят:

• М300 – самая дешевая марка, используемая в одноэтажном, частном строительстве.
• М400 – применим для изготовления железобетонных конструкций, приготовления стандартных бетонов, штукатурных растворов, кладки кирпича, бетонирования наземных и подземных конструкций.
• М500 используется в мостовых опорах в воде или на суше, поскольку обеспечивает повышенную прочность, применяется при возведении коммуникаций и сооружений, выполнения ремонтных работ.
• М600 предназначен для производства высококачественных сборных конструкций с высокими требованиями по прочности, морозостойкости.
• М700 применяется для бетонов с классом прочности от В35, применяемых в конструкциях с высоким механическим напряжением.

Различные марки портландцемента могут изменять свои свойства за счет добавок, повышающих скорость схватывания, морозостойкость, заливки при повышенной влажности.

Применение цементов зависит от его разновидности, состава и свойств:

• Портландцемент – бетонные монолиты, железобетонные конструкции.
• Шлакопортландцемент – монолиты, в том числе подземные, подводные.
• Пуццолановые составы – сборные конструкции, подводные и подземные монолиты.
• Глиноземные – применяются при ремонтах, устранении повреждений благодаря высокой скорости схватывания. С повышением концентрации глинозема повышаются жаростойкие свойства получаемых материалов.
• Гипсоглиноземные – используются для водонепроницаемых бетонов, расширяющихся и безусадочных материалов.
• Цветные и белые материалы – применяются при внутренних и внешних отделочных работах.

Правильный подбор марки цемента позволит получить строительный материал с заданными характеристиками. Сочетание компонентов смеси, в соответствии с которыми произведен продукт, даст возможность изготовить бетон необходимого класса прочности, скорости затвердевания. Дополнительные параметры обеспечивают свойства состава для его применения в особых условиях – высоких и низких температурах, повышенной влажности, вибрации, других негативных воздействиях. Маркировка и другие свойства вяжущего отражаются его упаковке.