Водоцементное соотношение бетонной смеси ГОСТ

Водоцементное отношение для бетона — нормы (таблица) и расчет

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200.

После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента.

Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной.

Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды.

Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75.

При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Класс бетона (марка)	ПЦ 400	ПЦ 500
В 7,5 (М100)	1,3	—
В 12,5 (М150)	0,85	—
В 15 (М200)	0,69	0,79
В 20 (М 250)	0,57	0,64
В 22,5 (М300)	0,53	0,61
В 25 (М300-М350)	0,5	0,58
В 27,5 (М350)	0,48	0,55

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита.

Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня.

После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора.

После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Источник: https://betonpro100.ru/harakteristiki-i-svojstva/vodocementnoe-otnoshenie-dlja-betona

Водоцементное соотношение бетонной смеси

Бетон – универсальный строительный материал. Перечень его марок, классов, видов и вариантов пропорций ингредиентов очень обширный.

Бетонные смеси

Существует более 20 марок этого строительного материала (М50-М1000) и соответствующие им классы (В3,5 — В80). Состав бетона, пропорции ингредиентов у каждого вида свои. Подбор состава бетона достаточно сложный процесс.

В 1м3 может содержаться достаточно много разных веществ.

Приготовление его нужно осуществлять, учитывая такие характеристики как степень тяжести, жесткости, подвижности, жирности, а также удобоукладываемость, морозостойкость (от F50 до F1000), водонепроницаемость (W2-W20) и отношения вода/цемент (В/Ц).

Составляющими специальных растворов всегда являются особые добавки, это гидротехнические бетоны, смеси для дорог, смеси декоративные.

По насыщенности составы могут быть тощими, нормальными и жирными.

Ингредиенты, наполнители

Объемный показатель раствора измеряется в куб. метрах. Раствор может состоять из множества как обычных, знакомых каждому веществ, так и включать специальные химические добавки — вяжущие, водоотталкивающие, воздухововлекающие.

Щебень, гравий (крупный заполнитель)

Готовя раствор, берут крупный наполнитель одной фракции — так бетон будет иметь однородный состав. Но разные наполнители (песок и щебень) желательно брать с различными параметрами – так будет меньше пустот. Состав бетона иногда может иметь также и две фракции одного наполнителя.

Слишком мелкий щебень и его недостаточное количество может стать причиной трещин. Посторонние примеси снижают качество смеси. Самый лучший щебень для бетона — гранитный.

Наиболее часто используют фракцию в 5–20 мм. Такой материал подходит для дорог и мостов. Средний размер в 40 мм используют для промышленных объектов.

Крупная фракция в 40–70 мм хороша для габаритных конструкций.

Фракции щебня имеют крупность: 5–10 (мелкий), 10–20, 20–40 (средний) и 40–70 (крупный). В раствор лучше засыпать щебень и гравий максимальной крупности — это обеспечит лучшую подвижность смеси.

Заполнитель должен составлять не больше 1/5 от массы смеси. Если гравий заменяется щебнем, то его объем нужно увеличить на 10%. Раствор с ними применяется для фундаментов и в дорожном строительстве.

Вот примерная таблица соответствия марок щебня и бетона:

Табл. 1 – Марки щебня

Бетон	Крупный заполнитель, марка не меньше чем
Щебня	Гравия
В15 (М200)	300	600
В20 (М250)	400	600
В22 (М300)	600	600
В25 (М350)	800	800
В30 (М400)	800	1000
В40 (М500)	1000	1000

Нюансы выбора

Подбор состава бетона с крупным заполнителем имеет такие особенности:

• бетон марок М250 и меньше замешивают с гравием, а М300 и выше – с гранитным щебнем;
• отличие щебня от гравия в остроугольных гранях и шероховатости, благодаря чему его сцепление с частичками раствора эффективнее, к тому же он намного чище;
• горный щебень прочностью выше в 2 раза и рекомендуется для тяжелых растворов;
• для высокой прочности берут крупные фракции, для лучшей текучести подойдет мелкофракционный.

Во время приготовления каждый камушек должен хорошо обволакиваться раствором – это сделает его жестким. Если раствора недостаточно или щебень с примесями, то бетон будет слабым, и наоборот — слишком жирный бетон может потрескаться.

Песок (мелкий заполнитель)

При выборе песка обращают внимание на наличие глиняных примесей — чем их больше, тем ниже качество материала. ГОСТ устанавливает нормы качества для песка.

В растворе не рекомендуется наличие более 10% частичек, проходящих сквозь сито в 0,14 мм. Чем больше глинистых, пылевидных, илистых примесей, тем раствор хуже — их не должно быть больше 3% от массы смеси.

Наиболее вредные — глинистые примеси, так как они уменьшают сцепление песка.

Веществ органического происхождения должно быть как можно меньше. Хороший песок не имеет крупинок больше 10 мм. Крупинок в 5–10 мм допускается не больше 5%.

Разные марки бетона имеют разную плотность песка: так, для раствора М200 плотность его должна быть 1550 кг/ м3.

Соответствие марка-класс

Чем больше песка, тем лучше вязкость, то есть способность раствора поддерживать внутри себя крупный заполнитель. Но если песка очень много, это снижает прочность бетона.

Лучший песок для строительства индивидуального жилья, фундаментов – речной, фракции 1,3–3,5 мм.

Карьерный также можно использовать, но в нем больше примесей и его перед использованием следует промыть.

Приготовление оптимально сбалансированного и качественного раствора бетона требует правильного соотношения с классом цемента. Их соответствие лучше всего отобразить таблицей:

Табл. 2 – Марка цемента в соотношении с классом бетона

Бетон (марка)	М100	М150	М200	М300	М400	М500	М600
Бетон (класс)	В7,5	В10	В15	В25	В30	В40	В50
Цемент (марка)	300	300	400	400	500	550-600	600

С увеличением содержания цемента прочность бетона растет до определенного предела, а потом растет незначительно с одновременным ухудшением других свойств раствора, поэтому не рекомендуют вводить на 1 куб. м раствора больше 600 кг цемента. Конечный материал не может быть прочнее его наполнителей: из цемента М400 не удастся сделать бетон М500. Чаще всего для бетона используются марки М300-М500.

Вода

Воду берут чистую, без масел, кислот, примесей – это препятствует схватыванию, твердению бетона и становится причиной нежелательных новообразований.

Речная и озерная вода не подойдет.

 Лучше и проще всего брать воду центрального водоснабжения, либо из недр (на даче и в частном доме вода чаще всего берется из земли).

Прочность раствора зависит от водоцементного показателя (В/Ц). С его уменьшением прочность повышается и наоборот. Количество воды в смеси составляет 40–70% от цементной массы — это придает ей пластичности, но чем больше ее будет, тем бетон будет более пористым и менее прочным.

Для большей морозостойкости хороший показатель В/Ц — около 0,6, то есть не больше 60% воды от количества цемента, для плотных марок цемента – 0,4, для фундаментов – 0,7.

Добавки

Состав бетона имеет еще один важный ингредиент — всевозможные добавки для улучшения качеств. Есть несколько видов добавок. Пластифицирующие типы (мылонафта и др.

) увеличивают подвижность. Их берут 0,1–0,5% от цементной массы или 0,5–1 кг на 1м3 раствора.

Типы, улучшающие схватывание и твердение (хлорид кальция) берутся в количестве 0,2–2% на 1 куб. м.

Противоморозные (нитрит натрия, хлорид кальция) предназначены для твердения бетона зимой. Наконец, сокращающие расход добавки в виде порошков минерального происхождения, шлаков.

Рецепты бетонов

Сразу следует сказать, что составы растворов могут быть очень разными. Каждая крупная строительная фирма имеет свои рецепты. Но, в общем, по своему качеству они не намного отличаются.

В индивидуальном строительстве, например, когда раствор замешивается в корыте или в небольших объемах, существует еще больший разброс значений количества ингредиентов. Поэтому нужно знать общие нормы, которые были указаны выше.

В приведенных ниже таблицах указаны ингредиенты на 1 куб. м. раствора.

Тяжелые составы

Тяжелый (обычный) бетон — это марки М100-600 с плотностью 1600—2500 кг/м3. Оптимальный состав раствора такой: 140 л (В), 280 кг (Ц), 1415 кг (Щ), 590 кг (П).

Для приготовления высокопрочного состава берут крупный горный щебень и песок с пустотностью менее 40%. Тяжелый раствор с мелким песком (Мкр < 1,5) и плотностью 2350 кг/ куб. м.

Источник: https://probetonstroy.com/vodotsementnoe-sootnoshenie-betonnoy-smesi/

Вода для приготовления бетона

Для получения бетонных смесей и растворов всегда применяют воду, которая вступает в химическую реакцию с цементом и по прошествии определённого времени образуется искусственный камень, называемый бетоном.

Молекулярный вид

На молекулярном уровне это выглядит вот так:

Молекулы воды обволакивают частицы цемента и происходит так называемый процесс гидратации, который и служит основой образования бетона. Как видно на картинке вода и цемент – это два необходимых элемента формирования современного бетона.

Без любого из них этот процесс невозможен.

Вода, используемая при затворении бетонных смесей, должна отвечать определённым требованиям. Эти требования прописаны в ГОСТ 23732-2011.

Вода, применяемая в производстве бетонов, может использоваться для следующих нужд:

• приготовление бетонных и растворных смесей;
• промывка заполнителей;
• полив твердеющих бетонных поверхностей во избежание растрескивания.

Давно было подмечено, что не любая вода подходит. Так, в одном из первых нормативных документов по строительству — «Замечаниях, как узнавать качество и доброту главных строительных материалов», выпущенных в 1812 г., указано, что вода для затворения «должна быть пресная; речная или ключевая лучше колодезной; стоячая же, гнилая, болотистая или морская вовсе не годится».

ГОСТ позволяет применение следующих вод для затворения бетонных и растворных смесей:

1. вода питьевая ГОСТ 2874-82;
2. естественная, поверхностная и грунтовая вода;
3. техническая вода;
4. морская и засоленная вода, не превышающая ГОСТ по солевым показателям;
5. вода после промывки транспортных средств, в которых перевозили бетонные и растворные смеси;
6. комбинированная вода из вышеуказанных вариантов.

Важнейшим показателем пригодности воды для затворения бетонных смесей является показатель рН или по-простому вес водорода. В чистой воде концентрация ионов водорода (Н равны друг другу. Иными словами, при таком равенстве раствор считается нейтральным и равен 7. Если рН Для затворения бетонов допустимо применять воду, рН которой колеблется от 4 до 12,5. Такая вода называется слабокислой или слабощелочной.

Как проверить рН воды? Возможно несколько вариантов, но главным будет использование кислотно-основных индикаторов. К таковым относятся лакмус, фенолфталеин, метилоранж и другие. Например, на кока-коле бетон затворять нельзя, потому что это кислая жидкость и рН её будет в районе 3.

Еще один важный показатель – сульфатность воды. Так, по нормативам он не должен превышать 2700 мл/л (в пересчёте на ионы SO42-), а в сумме всех солей должно быть не более 5000 мл/л. Много это или мало? Для понимания приведу таблицу из ГОСТа:

Из неё видно, что только в некоторых заливах Балтики можно найти пригодную для бетонов воду.

Вода будет считаться непригодной, если:

• содержание грубодисперсных примесей превышает 4 % по объёму;
• сильный запах более 2 баллов (определяют это по субъективным ощущениям, все органические вещества передают запах воде и попадают в неё или естественным путём, или со сточными водами; интенсивность оценивают по 5-бальной шкале и регламентируют ГОСТом);
• отклонение сроков схватывания от требуемого ниже на 25%; (началом сроков схватывания считается потеря подвижности (пластичности) бетонной или растворной смеси, а окончанием — начало твердения. У портландцемента начало схватывания начинается не позднее 45 минут, а окончание не позднее 12 часов);
• на поверхности сформирована сплошная плёнка из нефтепродуктов или масел (при нахождении таких материалов в бетонной смеси образуется плёнка из них вокруг частиц цемента и замедляется гидратация цемента; возможно и образование плёнки из масел и жиров вокруг инертных заполнителей (частиц песка и зёрен щебня), тогда происходит потеря прочности конечного продукта);
• содержание хлорид ионов (Сl—) более 2 % (ограничение по этому показателю обусловлено его корродирующим воздействием на арматуру в железобетонных конструкциях);
• содержание сахара и фенолов более 10 мг/л для каждого вещества;
• вода является болотной, торфяной или сточной (применение таких вод возможно только после дополнительной очистки);
• набор прочности испытуемых кубиков через 28 дней составляет менее 90 % от проектной;
• показатель морозостойкости ниже требуемой по проекту и не превышает 90% (испытания на морозостойкость проводятся на стандартных кубиках и помещаются в раствор слабощелочной воды. После выдерживания кладут в морозильную камеру и проводят таким образом необходимое количество раз. В завершение испытывают на сжатие под прессом. Если отклонения превышают 5 %, то снижается марка по морозостойкости);

В принципе, применение морской воды и любых других солёных вод для приготовления бетонов возможно, если они удовлетворяют требования ГОСТа. Однако есть ограничения для железобетонных конструкций внутри общественных зданий и сооружений типа молов и пирсов.

При сухом и жарком климате возможно образование высолов на поверхности таких конструкций.

ГОСТ также ограничивает разбежку по цветности, особенно для конструкций фасадов. В таких случаях лучше применять чистую воду.

Что такое водоцементное соотношение

На картинке, размещённой в начале этой статьи, указан такой показатель как В/Ц. Что это такое? Это водоцементное соотношение — важнейший показатель в бетонопроизводстве. То есть, производное от деления массы воды на массу цемента. Оптимальным значением будет 0.4. Если этот показатель будет ниже, то недостаток воды приведёт к тому, что не все частицы цемента вступят в реакцию гидратации и часть его будет потрачена впустую, что приведёт к потере прочности. Если В/Ц будет превышать 0.4, то излишки воды также приведут к снижению прочности итоговой конструкции.

Важно соотносить показатель В/Ц с показателем удобоукладываемости смеси. Это когда бетонная смесь полностью заполняет опалубочную конструкцию без образования пустот.

Жёсткая смесь будет затруднять бетонирование, но добавлять воду для улучшения этих свойств вовсе не обязательно.

Для этого существуют пластифицирующие и даже суперпластифицирующие добавки. В таких случаях остаётся на нужном уровне В/Ц и не страдает удобоукладываемость. В зависимости от производимых работ по бетонированию определяется и удобоукладываемость поставляемого бетона, которая устанавливается производителю. Надо отметить, что для растворной смеси применяется такой показатель как подвижность.

Приготовление бетонной смеси своими руками

Если вы собрались бетонировать что-то на своём участке самостоятельно, то предлагаю рассмотреть несколько советов. Вот таблица ходовых марок бетона с составами компонентов:

В этой таблице прописаны наиболее ходовые марки бетона, которые обычно применяются при строительстве частных домов. Необходимую марку бетона берёте из своего проекта и рассчитываете потребность в объемах бетона. Такой расчёт произвести несложно – по размерам из чертежей выбираете длину, ширину и глубину конструкции и перемножаете. Это даст вам кубатуру требуемого бетона.

Из таблицы определяете общую потребность по массе всех компонентов и закупаете их в строймагазине. В помощь вам примерные весовые показатели объёмов материалов:

• цемент – 1500 кг/м3;
• песок – 1800 кг/м3;
• щебень – 1400 кг/м3.

Исходя из этих величин можно рассчитать необходимые пропорции в вёдрах, в зависимости от литража имеющегося ведра.

Теперь о воде — её нужно 1/2 от массы цемента, как было уже сказано выше. Не забываем, что литр воды весит 1 кг. Необходимо ещё точно знать объём бетономешалки и рассчитать количество вёдер всех компонентов на один замес.

Приготовление смеси: в работающую бетономешалку заливается сначала небольшое количество воды, потом цемент, песок и в однородную массу без комков добавляется щебень и остатки воды. Подготовленный замес необходимо использовать без задержек.

Здесь видео для умельцев:

Коротко о главном

1. Температура применяемой воды не регламентируется. Но в зимних условиях, когда бетонирование происходит на улице, необходимо применять подогрев воды для ускорения сроков схватывания.
2. Процесс твердения цемента – это химическая реакция с выделением тепла, поэтому для его ускорения процесса нужно применять более тёплую воду, а для замедления – холодную.
3. Нарушение водоцементного соотношения с 0.4 до 0.5 приводит к потере прочности готового продукта.
4. Профессионал определяет достаточность воды в бетонной смеси следующим образом. Берёт в ладонь шматок смеси и сжимает, в руке должен остаться комок бетона, а на ладони остатки цементного молочка.

Источник: https://obetone.ru/betony/voda-dlya-betona