Сбор исходных данных

Во второй главе мы выяснили, какие компоненты нужны для приготовления качественного бетона. А сейчас настало время познакомиться с тем, как рассчитывать потребные количества этих компонентов или их пропорции. Понадобится провести несколько измерений и расчётов, что может показаться довольно утомительным и скучным занятием. Но зато в итоге Вы сможете получить действительно качественный бетон, соответствующий нужной Вам марке. Расчёты будем сопровождать примером.

1. Определяем водоцементное соотношение

Чтобы определить водоцементное соотношение, Вам нужно знать, цемент какой марки у Вас куплен (М400 или М500), и бетон какой марки Вы хотите получить. По таблице на пересечении нужных марок определяем показатель В/Ц:

Таблица 5. "Определение водоцементного соотношения"

Пример: Предположим, мы хотим залить бетонную перемычку маркой М250. И у нас куплен цемент марки М500. В таком случае, нам нужно добиться водоцементного соотношения, равного 0,62.

2. Определяем пустотность и объёмную влажность песка и щебня

Поскольку для получения прочного бетона нам необходимо заполнить цементным раствором все поры между щебнем и песком, нам для этого нужно знать, сколько же этих пор содержится именно в наших наполнителях. Кроме того, и песок, и щебень обладают собственной влажностью. Ведь они хранятся на улице и увлажняются дождём и росой. Находящаяся на камнях и песчинках вода точно так же реагирует с цементом в процессе твердения бетона, поэтому её количество необходимо учесть перед тем, как определять нужный объём воды, наливаемый в бетономешалку из ведра.

Для определения пустотности материалов потребуется их высушить. Проще всего во второй половине солнечного дня аккуратно собрать в 12-литровые вёдра верхний слой песка и щебня с соответствующих куч — они будут практически сухими. В дождливую погоду придётся сушить материалы в помещении. Трамбовать материалы не следует. Далее следует взять ещё одно 12-литровое ведро и полностью наполнить его водой. Затем в ведро с щебнем медленно наливаем воду из ведра с водой и останавливаемся как только вода сравняется с уровнем щебня, т. к. когда ведро будет полностью занято водой с щебнем, все поры будут заполнены водой. После этого определяем, сколько воды осталось во втором ведре и, соответственно, сколько воды было потрачено.

Разделив объём потраченной воды на 12 литров (объём ведра с насыпанным щебнем) получим показатель пустотности. Аналогично следует поступить с песком.

Пример: В одно ведро насыпали 12 литров щебня, в другое налили 12 литров воды. Затем из второго ведра стали заполнять первое. Когда вода дошла до краёв, оказалось, что во втором ведре осталось 7,8 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 7,8 = 4,2 литра. Значит, между камнями щебня имеются пустоты объёмом 4,2 литра. А пустотность щебня равна 4,2 / 12 = 35%.

Аналогичную операцию проделали с ведром песка, не уплотняя его. После полного замачивания песка, когда вода проступила на поверхности, во втором ведре осталось 6,6 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 6,6 = 5,4 литра. Значит, между песчинками имеются пустоты объёмом 5,4 литра. А пустотность песка равна 5,4 / 12 = 45%.

Теперь определяем влажность. Проделаем всё то же самое, только в вёдра будем насыпать не сухой песок и щебень, а влажный. Лучше всего взять его из разных мест в куче, потому что на дне материалы более влажные, чем сверху. Также следует поступать и при замесе бетона.

В результате замера у нас получатся данные об объёме пор влажных материалов. После этого нужно определить разницу пор сухого и влажного материала — это и будет объём воды, содержащийся в песке или щебне естественной влажности.

Пример: В одно ведро насыпали 12 литров влажного щебня, в другое налили 12 литров воды. Затем из второго ведра стали заполнять первое. Когда вода дошла до краёв, оказалось, что во втором ведре осталось 8 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 8 = 4 литра. Значит, между камнями щебня имеются пустоты объёмом 4 литра. По сравнению с сухим щебнем объём пустот уменьшился на 4,2 — 4 = 0,2 литра. Значит, влажность щебня равняется 0,2 / 12 ≈ 2%.

Аналогичную операцию проделали с ведром влажного песка. После полного замачивания песка, когда вода проступила на поверхности, во втором ведре осталось 7,6 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 7,6 = 4,4 литра. Значит, между песчинками имеются пустоты объёмом 4,4 литра. По сравнению с сухим песком объём пустот уменьшился на 5,4 — 4,4 = 1 литр. Значит, влажность песка равняется 1 / 12 ≈ 8%.

3. Определяем насыпную плотность цемента и плотность цементного раствора

Теперь нам нужно выяснить характеристики нашего цемента. Для этого вёдра использовать необязательно, цемент — однородный материал. Чтобы лишнего не портить, достаточно взять мерный стакан.

Поскольку водоцементное соотношение рассчитывается по массе воды и цемента, а замешивать бетон гораздо удобнее, определяя количество компонентов в литрах, нам нужно определить насыпную плотность цемента. То есть сколько килограмм будет весить 1 литр цемента, только что насыпанного из мешка. В таком цементе содержится большое количество воздуха, поэтому плотность получится в районе 1100 кг/м3 (или 1,1 кг/л).

Пример: Насыпем в мерный стакан объёмом 300 миллилитров цемент. И взвесим его на кухонных весах (обладающих достаточной точностью). Получим результат - 330 грамм. Значит, насыпная плотность цемента равна 330/300 = 1,1 кг/литр.

Наконец, необходимо провести последнее измерение — определить плотность цементного раствора с выбранным нами ранее водоцементным соотношением. Для этого в уже использованный мерный стакан осторожно наливаем воду. Объём воды, который нужно взять, рассчитывается по формуле:

Объём воды = масса цемента * водоцементное соотношение.

Перемешиваем смесь и определяем её новый объём. Общую массу использованного цемента и воды делим на полученный объём и получаем плотность цементного раствора.

Пример: Мы определили, что вес 300 мл цемента равен 330 граммам. А согласно п. 1 нам требуется водоцементное соотношение, равное 0,62. Значит, в этот же мерный стакан требуется налить 330 х 0,62 = 205 грамм воды. Не стоит переживать, что вода в стакан не влезет. Наоборот, после тщательного перемешивания смесь цемента и воды будет занимать даже меньший объём, чем было раньше. К примеру, он может получится равным 270 миллилитров.

Общая масса цемента и воды в стакане равняется 330 + 205 = 535 грамм. Значит, плотность цементного раствора равняется 535 / 270 = 1,98 кг/литр