плотность бетона

Что такое плотность бетона и как она измеряется

Плотность бетона – его основной параметр, во многом определяющий важные характеристики готовых монолитных изделий. В первую очередь – их прочность и умение противостоять внешним факторам (избыточной влажности, морозам). Именно поэтому вес раствора и готового бетона, как и марку, необходимо подбирать заранее, ориентируясь на условия эксплуатации.

Как и для прочих физических тел, плотность цементной смеси или камня указывает, сколько весит единица объема. В документах она приводится в кг/м3 или т/м3, реже – в г/см3, но разница здесь только в порядке цифр, численные же значения остаются по сути одинаковыми, так что ориентироваться будет несложно. Официально в маркировке объемный вес обозначается литерой D и указывается именно в кг/м3. Предлагаем также ознакомиться с показателями плотности и веса железобетона.

Плотность завязана на показателе сопротивления сжатию, которые находятся в прямой зависимости от нее. В случае же с легкими бетонами она может одновременно характеризовать пористость, а также тепло- и шумоизоляционные свойства камня. Однако здесь уже действует обратный принцип, то есть с увеличением объемного веса монолита растет его прочность, но при этом снижается энергоэффективность возводимых сооружений. Понимание этих связей позволяет сделать правильный выбор стройматериала для любых работ.

Как повлиять на объемный вес?

Плотность бетонного монолита во многом определяется особенностями компонентов смеси. Именно их подбору следует уделить внимание, чтобы получить на выходе желаемый вес бетонного раствора. Причем собственно состав и соотношения в рецептуре – далеко не единственный решающий фактор.

Больше половины массы бетона приходится на крупный заполнитель, поэтому изначально необходимо определить его собственный вес и даже насыпную плотность. Последняя покажет, сколько внутри осталось воздушных карманов для песка и цемента, однако масса камней даст куда более серьезную разницу. К примеру, если в состав В25 входит гранитный или доломитовый щебень прочностью М600, его собственная плотность будет настолько велика, что бетон получится не ниже D2200-2400. А пемза, керамзит и туф дадут лишь облегченный тип монолита не тяжелее 1,6-1,8 т/м3.

Чуть меньше на изменение плотности цементного камня влияет тип вяжущего компонента. Так, например, для создания тяжелых бетонов используют следующие его виды:

• Портландцемент – самый популярный вариант, отличающийся наиболее тонким помолом.
• Пуццолановый зольный – особый вид цемента, снижающий водопотребность смеси и, соответственно, уменьшающий последствия ее испарения.
• Глиноземистый – по сравнению с ПЦ дает в 1,5 раза меньшую пористость монолита.

Чтобы в итоге получить бетон с требуемыми значениями плотности и прочности, всегда берут цемент более высокой марки – как правило, на 2-3 класса (эту разницу в растворе «съедят» более дешевые компоненты вроде песка и воды).

Количество жидкости в готовой смеси определяет будущую пористость монолита, так как воздушные пузырьки в цементной матрице образуются уже после испарения влаги. Именно поэтому опытные строители не рекомендуют доливать воды больше, чем необходимо для нормальной гидратации, чтобы не снизить прочностные характеристики и плотность бетона. Конечно, одно только это не избавит искусственный камень от воздушных пор, но заметно уменьшит отношение их числа ко всему объему.

Плотность цементного монолита можно изменять и с помощью других компонентов раствора, но уже не так заметно. Например, увеличение веса вызывает применение заполнителей мелких фракций. И не стоит забывать о специальных пластификаторах, улучшающих текучесть смеси, одновременно сокращая количество жидкости в ней (как это отразится на количестве пор, мы уже рассмотрели).

Технология укладки и последующая обработка отливки также могут увеличить объемный вес бетона. Нужный эффект дают:

• Штыкование.
• Виброуплотнение.
• Прогрев монолита.

Для некоторых растворов также может применяться вакуумирование – удаление воздуха и избытка воды из смеси до ее затвердевания. Правда, их приготовление требует использования силикатного цемента, а сама технология довольно сложна. Зато в результате удается увеличить плотность монолита примерно на 20 %.

Строгого разделения бетонов по соответствию объемного веса и показателей прочности не существует, поскольку на последние влияют и собственные характеристики применяемых заполнителей (сопротивление сжатию, фракционный состав). Но в целом ориентироваться можно на общепринятые значения.

D2500-6000 кг/м3 – марки особо тяжелых бетонов для строительства спецсооружений. Здесь высокий вес готового монолита определяют как раз используемые заполнители с большой массой:

• Барит.
• Лимонит.
• Магнетит.
• Доменный скрап.
• Металлические опилки.

D2200-2500 кг/м3 – такова плотность тяжелого бетона, чаще выбираемого для возведения ответственных конструкций. При его приготовлении используется самый обычный раствор с добавкой щебня или гравия и песка. Марочная прочность соответствует М300-М800, гарантированная лежит в пределах от В20 до В60.

D1600-2200 – облегченный монолит (обычно марок М200-М600), который нашел широкое применение в малоэтажном строительстве и отделочных работах. При такой плотности, несмотря на название группы, прочность готового камня соответствует довольно высоким классам В20-В40.

При определенных условиях вполне реально получить общестроительные бетоны с меньшей марочной прочностью, а вот облегченные с большей – уже вряд ли. Но где-то на пересечении двух разных классов плотности возможно все. Например, создать бетон марки М200 (В15) с весом 1 м3 от 2200 кг и выше (как у М300) удается благодаря использованию мелкого гравия или гранитного щебня. М100 и вовсе относится к промежуточным вариантам, то есть может оказаться как тяжелым, так и «в лагере» облегченных смесей.

В эту группу включаются все виды бетонов плотностью от 0,5 до 2 т/м3. Однако этот диапазон слишком велик, чтобы сделать правильный выбор. К тому же в таких случаях объемный вес определяет и сферу применения стройматериалов. Его снижения можно добиться тремя разными способами:

• Использовать легкие заполнители, чтобы получить различные виды бетона весом 1,2-1,8 т/м3 с марочной прочностью от М100 (В7,5) до М350 (В25).
• Исключить или уменьшить количество мелких фракций в растворе – это даст новую структуру искусственного камня с большим числом крупных внутренних пустот, не заполненных песком, но и снизит его прочность.
• Применить любую технологию увеличения пористости.

Последний метод дает особо легкие материалы с ячеистой или поризованной структурой, поэтому их стоит рассматривать отдельно. Здесь марка бетона по средней плотности также будет меняться в пределах от D200 до D1200, оказывая влияние не только на крепость готовых изделий, но и на их эффективность как теплоизоляторов. При таких условиях разумнее применять дополнительную классификацию по назначению:

• Теплоизоляционные бетоны имеют объемный вес не выше 400 кг/м3 и низкую прочность до В1,5-В2.
• Теплоизоляционно-конструкционные (переходная форма) идут плотностью 400-600 кг/м3 и могут ограниченно использоваться для строительства наружных стен, поскольку на сжатие выдерживают до 3,7 МПа.
• Конструкционные – при весе свыше 700 кг/м3 хорошо воспринимают ощутимые нагрузки, соответствующие М50-М100, но еще сохраняют способность частично удерживать тепло в здании.

Плотность бетона

Этот искусственный камень является наиболее используемым строительным материалом при всех видах работ по ремонту, реконструкции, и тем более – возведению различных объектов. Технологии производства бетонов отличаются большим разнообразием, что и определяет их широкий ассортимент. Выбор того или иного вида продукции делается исходя из особенностей монтажа и условий дальнейшей эксплуатации. Немалую роль в плотности бетона играют насыпная плотность щебня.

Основными компонентами смеси, которая при отвердевании и превращается в то, что мы называем «бетон», являются вяжущее и заполнитель. Как правило, в процессе приготовления используется вода, но в отдельных случаях она не входит в состав раствора, а заменяется другими ингредиентами. Например, так делают асфальтобетон, что обеспечивает более высокую плотность конечного продукта.

Для придания ему каких-либо ярко выраженных свойств или улучшения отдельных характеристик в раствор или в готовящийся сухой состав (в зависимости от особенностей производства) вводятся определенные вещества, называющиеся «добавками». Изменяя долевое соотношение используемых компонентов, подбирая величину их гранул, можно существенно влиять на качественные показатели материала.

Что определяет плотность бетона

• Вид наполнителя.
• Размеры его фракций.
• Количество воды, использованной для приготовления раствора.
• Способ отвердевания.
• Качество уплотнения залитой в опалубку массы.

От такой характеристики, как плотность бетона кг м3, во многом зависит и специфика применения конкретного его вида, и срок службы всей конструкции. Она выражается в «кг/м3» и обозначается литерой «D». Методика расчета данного показателя определяется Государственным Стандартом № 12730 от 1978 года.

Все бетоны в зависимости от плотности подразделяются на несколько видов. При этом речь идет о таком понятии, как «средняя плотность», которая лежит в определенных пределах. К основным и наиболее используемым относятся бетоны тяжелые, с которыми чаще всего сталкиваются частные застройщики (2 200 – 2 500 кг/м3). Облегченные характеризуются плотностью от 1 800 до 2 200 кг/м3. Бетоны, имеющие этот показатель в пределах 500 – 1 800 кг/м3, называются легкими.

Существует еще 2 разновидности этого искусственного камня, которые имеют ограниченное применение. Если плотность бетона выше 2 500 кг/м3, то его называют особо тяжелым. Из такого материала возводят подземные объекты (хранилища, бункера), гидротехнические сооружения (волнорезы, плотины, дамбы) и ряд других специальных конструкций.

Особо легкий искусственный камень имеет данную характеристику менее 500 кг/м3. Как правило, используется при ремонтных работах, в качестве утепляющего слоя (прослойки), а также для обустройства «подложки» под плиточный фундамент или стяжки.

Видео – Определение плотности стяжки

Как увеличить плотность бетона

• Уменьшить размер гранул заполнителя

Это значительно снизит количество пустот в материале и общий объем воздуха, который их образовывает. Например, ту же щебенку можно использовать как с крупными фракциями, так и с мелкими.

• Снизить долю воды в смеси

Понятно, что бетон приобретает твердость по мере ее испарения. Следовательно, чем изначально воды меньше, тем плотность бетона кг м3 в конечном итоге будет выше. Но при этом нужно учесть, что раствор потеряет «текучесть», значит, работа с ним будет затруднена. Например, при заливке форм со сложной конфигурацией, так как потребуются дополнительные трудозатраты по «растаскиванию» бетона по всей опалубке, а это не всегда возможно. Если сделано довольно «густое» армирование, это только затруднит процесс монтажа.

Существует способы «механический» и «ручной». В первом случае используются специальные устройства – вибраторы, которые обеспечивают качественное уплотнение раствора. При индивидуальном строительстве (или ремонте) это делается вручную – металлическим штырем, штыковой лопатой и тому подобное. Залитая масса «протыкается» множество раз, вследствие чего из нее удаляется скопившийся воздух, а вода выходит на поверхность, где быстрее испаряется.

• Ускорением отвердевания раствора

Для этого, как правило, используют искусственный подогрев. Это обеспечивает более интенсивное и максимальное удаление влаги из структуры материала.

• Подбором вида цемента

Некоторые из них воды «вовлекают» больше (например, глиноземистый), некоторые – меньше.

Отдельные составы также способствуют повышению плотности искусственного камня.

Существуют и иные методики, но они в большинстве своем используются в промышленных масштабах и имеют определенную специфику в применении. Например, вакууммирование.

Начинающие строители часто путают понятия прочности и плотности бетона. Это не одно и то же. Прочность больше всего зависит от марки использованного цемента, хотя и общая структура материала (пористость) играет не последнюю роль.

Плотность бетона кг м3: что означает эта важнейшая характеристика материала и как она влияет на его качества

Плотность бетонного раствора является его основным качеством. Она взаимосвязана с тяжестью и прочностью данного стройматериала. Исходя из этого параметра, бетон разделяется на марки/классы, которые следует подбирать при сооружении своими руками различных конструкций и сооружений.

Следует тщательно подбирать плотность смеси, исходя из назначения конструкции.

Важные качества продукции

На фото: отношение класса смеси к ее марке.

Плотность бетона (удельный вес) — это отношение его массы к объему. Данная величина всегда равна меньше 100%. Инструкция предупреждает, что от этой характеристики больше всего зависимо качество готового изделия.

Обратите внимание! Удельный вес смеси имеет непосредственную связь с ее прочностью. Чем данная величина выше, тем стройматериал прочнее. Оптимальные значения данной величины обеспечиваются при заводском приготовлении бетона.

При бытовом самодеятельном строительстве добиться нормативных значений очень трудно.

Классификации раствора

1. Класс смеси по прочности на сжатие — это цифровое выражение озвученной характеристики, обеспечиваемое гарантированно на 95%. Данное утверждение означает, что нормируемое классом качество справедливо не меньше, чем в 95 конкретных случаях из ста.
2. Марка продукции постепенно уходит в прошлое. Данная классификация определяла ее характеристики, принимаемые по среднему значению испытаний.

Пористость материала

Пористость влияет на прочность изделий.

Обратное плотности качество бетона – это его пористость.

1. Продукция любых классов содержит пустоты, меняется лишь их объем. Эту характеристику специалисты озвучивают, как соотношение совокупности пор изделия к общему его объему. При сложении плотности и пористости, получается 100% прочности материала.
2. Поры образуются, когда испаряются излишки влаги при замесе. Поэтому следует учитывать разницу свойств сухой смеси и замешанной. Это легко сделать, зная пропорции ее составляющих: вяжущего вещества, крупного и мелкого наполнителя.
3. Когда завершается схватывание, в силу вступает набор прочности конструкцией. Во время этого процесса несвязанная химически влага испаряется.
4. После него масса готового сооружения становится чуть меньше (следовательно, например и предполагаемая плотность бетона м300), нежели у уложенного ранее раствора.
5. Данная разница зависит от водоцементного соотношения: чем влаги больше, тем изделие будет менее плотным.

Обратите внимание! Чтобы получить плотный максимально, а значит, и прочный бетон, нужно тщательно подбирать фракционность наполнителя. Это позволит понизить объем пор в монолитной конструкции.

Влияние компонентов и технологий на плотность продукции

Плотность готовой продукции зависит от характеристик всех составляющих бетонной смеси.

Наполнитель и вяжущее вещество

Наполнители влияют на плотность раствора напрямую.

1. Компонент, который более всего влияет на плотность замеса – это наполнитель. Происходит это потому, что его объем в смеси самый значительный.
2. При применении легких наполнителей плотность ее очень низкая. Объемный вес при этом также уменьшается.
3. На плотность материала напрямую влияет технология его укладки. Например, при применении особых вибраторов, из раствора вытесняется лишняя вода и воздушные пузыри. В результате заливаемая конструкция приобретает увеличенную плотность, а значит, надежность и прочность. Хотя возрастает и цена работ.

1. Чтобы увеличить плотность тяжелого бетона кг м3, производители применяют и специальный цемент: глиноземистый, расширяющийся, пуццолановый. При этом следует учитывать, что подобный раствор более трудно укладывать.

Другие компоненты

1. Чтобы избежать проблемы трудной укладки тяжелых смесей и улучшить некоторые другие их свойства, применяются пластификаторы. Они также и уплотняют свежеуложенный бетон.
2. Чтобы избавить раствор от лишней влаги, может применяться современный метод его вакуумирования. Таким образом, например, увеличивается плотность асфальтобетона кг м3 при укладке полотна дорог. Вакуумирование наиболее эффективно для растворов на силикатном либо шлакосиликатном цементе.

Разновидности раствора

Исходя из плотности (удельного веса), а значит и прочности, бетонные растворы различаются по классам или маркам.

Какая плотность бетона?

Строители используют бетонные смеси при ремонтных, реконструкционных работах и возведении разных объектов. Существует немало технологий, применяемых в производстве бетона. Этим объясняется ассортимент материалов, представленных на современном рынке. Выбор продукции зависит от монтажа, дальнейших условий эксплуатации бетонного изделия. В зависимости от этих особенностей определяется и плотность бетона, необходимая для определенных строительных работ.

При приготовлении бетонной смеси используют воду, однако в некоторых случаях ее заменяют другими компонентами. К примеру, так изготавливают асфальтобетон. Таким образом, материал становится более прочным и плотным. Для улучшения характеристик асфальтобетона применяются специальные добавки. Изменение соотношения компонентов способствует увеличению качества стройматериала.

Что влияет на плотность стройматериала?

Новые технологии помогают производить разные виды бетонов. Продукцию принято классифицировать по ряду признаков. В частности, учитывается и средняя плотность бетона, которая зависит от структуры, типа и особенностей наполнителя, плотности цемента.

Классификация бетона по плотности

Плотность бетона (ГОСТ 12730.1-78) — масса/объем, измеряется в кг/м3.

Бетонам свойственны различные классификации, основной из них считается определение плотности. Бетоны обладают разной плотностью. Их классификация учитывает заполнитель смеси, пористость, вес. Применение того или иного вида зависит от назначения строительного объекта. Специалисты различают пять типов материалов:

Электронный измеритель плотности бетона.

Особо легкие. К данному виду принято относить пено-, газобетоны. Зачастую необходимость в таком бетоне возникает при теплоизоляции либо кладке стен домов, перекрытий. В таких бетонах плотность составляет менее 5000 кг/м3. Для заполнения бетонной смеси чаще применяется перлит.

Легкие. Обладают плотностью 500 — 1800 кг/м3. В смесь добавляют керамзит и другие пористые наполнители. Существуют два вида легких бетонов — конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные (максимальная плотность – 1800 кг/м3). Строители прибегают к этому бетону при возведении многоэтажных домов и других сооружений. Вес материала позволяет применять его во всех видах градостроительных работ. Легкий бетон используют в регионах, где часто бывают землетрясения.

Тяжелые. Сталебетон изготавливают из портландцемента, кварца, стружек стали. Плотность сталебетонов составляет до 2500 кг/м3. Строители применяют сталебетоны и магнетитовые стройматериалы в промышленности (возведение опор сооружений, закладка прочных фундаментов).

Облегченные. Главным преимуществом этого вида стройматериала является вес, позволяющий его использовать в разных работах. Бетонная плотность бывает разной — 300 — 2000 кг/м3. В качестве основного наполнителя используется щебень. Бетоном пользуются при построении жилых комплексов, кладке стен и фундаментов.

Особо тяжелые. Такими бетонами пользуются для возведения особых строений, к примеру, конструкций, которые могут защитить от проникновения радиации в окружающую среду. Плотность бетона может превышать 2500 кг/м3. Такие материалы незаменимы при строительных работах на атомных электростанциях.

Вернуться к оглавлению

Марки стройматериалов

У каждого вида бетона есть марка, которая помогает определить характеристики. Она обозначается так: М и несколько цифр, в зависимости от прочности материала (например, 300). Есть еще одна маркировка — В и несколько цифр. Они обозначают максимальную степень давления, которую способна выдержать конкретная марка. М200 — самая популярная марка, относится к особо тяжелым материалам. В состав входит песок, гравий, цементная смесь. Сочетание этих компонентов помогает добиться оптимального качества и плотности. При помощи бетона изготавливают покрытия, балки, плиты для дорог, бордюры, закладывают прочный фундамент для зданий, возводят небольшие строения.

Эта марка стройматериала обладает всеми необходимыми характеристиками. При этом стройматериал можно приобрести по приемлемым ценам. Он подойдет для строительных работ в помещении и под открытым небом, выдерживает сильное давление, температурные режимы. Вышеперечисленные достоинства бетонных смесей делают марку универсальной для использования в странах с умеренным климатом. Специалисты не рекомендуют применять такой вид бетона в странах с более суровыми климатическими условиями. Резкая смена температуры способна привести к возникновению эрозии и трещин.

Как изменить плотность материала?

Иногда специалисты вынуждены уменьшать плотность стройматериала. Чаще всего, это нужно, чтобы уменьшить вес изделий. Этого можно достичь при помощи:

1. Применения пористых наполнителей.
2. Технологии застывания вспученного материала.
3. Добавления большего количества воды и меньшего количества цементной смеси.

Пенополистирол — заполнитель легких бетонов.

Необходимо помнить, что низкая плотность снижает прочность бетонных изделий. Поэтому перед проведением строительных работ важно учитывать все особенности бетона. В некоторых случаях строителям приходится увеличивать плотность цементного раствора. Такого эффекта можно достичь разными методами:

1. Добавление расширяющегося цемента.
2. Использование поверхностно-активных или гидравлических добавок. Поверхностно-активные улучшают структуру, а гидравлические заполняют пустоты в стройматериале, тем самым увеличивая плотность.
3. Добавление жидкого стекла.
4. Изменение пропорций цемента и воды в растворе (цемента должно быть больше). Однако необходимо принимать во внимание, что смесь станет густой, а это может затруднить строительные работы. К примеру, заливка разных форм потребует лишних трудозатрат при распределении раствора по опалубке.
5. Уменьшение гранул наполнителя. Данный метод поможет избавиться от пустот и воздуха в бетонной смеси. К примеру, щебенку используют с фракциями разного размера.
6. Уплотнение. Уплотнить раствор можно с помощью ручного и механического способа. При строительстве уплотнение можно сделать вручную – специальным штырем или лопатой. Смесь следует «проткнуть» много раз. Таким образом, из цементного раствора удалится воздух и вытечет вода. Для второго метода строители применяют специальные вибраторы. Они помогают уплотнить смесь.
7. Ускорение затвердевания бетона за счет подогрева. Такой способ поможет удалить влагу из материала.
8. Выбор цемента. В частности, глиноземистый цемент впитывает больше воды, а некоторые виды – меньше.
9. Использование пластификаторов. Они увеличивают плотность цементного раствора.

Существует и ряд других методов, но такие способы чаще всего применяются в промышленности. Кроме того, они обладают особой спецификой применения. К примеру, в некоторых случаях специалисты прибегают к вакуумированию. Данный метод помогает удалить лишнюю жидкость из цементного раствора. Время, затраченное на вакуумирование, будет зависеть от толщины конструкции, количества используемого цемента, температуры и иных факторов.

Что такое плотность бетона и как она измеряется

Бетонные растворы имеют очень много характеристик и параметров: прочность на сжатие, изгиб и растяжение, морозоустойчивость, влагонепроницаемость и др. Одной из главных остается плотность бетона: от нее в большой мере зависит прочность материала.

Характеристика и влияние на качества раствора

Измеряется этот показатель для бетонной смеси в кг/м3 (куб. м) и обозначается буквой D. Не следует путать марку (М) и класс (В) бетона, определяющей которых является прочность на сжатие, измеряемая в кг/см2, с плотностью. Каждому стандартному классу раствора соответствует свой уровень плотности.

Плотность бетона или удельный вес – это соотношение массы материала к его объему. Такая величина всегда меньше или равна 100%. Именно от нее больше всего зависит качество марки готового раствора, поэтому она всегда указывается в инструкции к покупаемой смеси.

Удельный вес связан с прочностью. Чем он выше, тем выше прочность стройматериала.

Пористость

Противоположностью и обратным значением к плотности, которое тоже характеризует прочность бетона, является пористость.

Любая смесь содержит в себе пустоты, они могут быть большими или микроскопическими, меняется только их объем. Технически этот параметр определяется как совокупность пор объекта к его объему. Если сложить показатели плотности и пористости – получим 100% прочности раствора.

Поры возникают в процессе испарения остатков влаги при замесе раствора. Поэтому рекомендуют ознакомиться с разницей характеристик сухих компонентов и замешанных. Это достаточно сложно сделать: для этого нужно хорошо выучить пропорции всех составляющих — то есть наполнителей (щебня, гравия, песка), воды, цемента, добавок.

Основное, что надо знать о пористости и плотности, замешивая раствор − чем больше влаги, тем состав пористее, а изделие менее плотное. Опытные строители хорошо знают пропорции влаги и наполнителей для соответствующих марок материала, они определены практикой и экспериментальным путем.

Как увеличить плотность

Регулировать этот параметр можно, зная следующие особенности:

• чем мельче фракция наполнителя, тем плотнее раствор – это уменьшает количество пустот;
• чем меньше воды, тем смесь плотнее;
• трамбовка смеси увеличивает показатель ее плотности;
• если ускорить затвердевание подогревом, изделие будет плотнее;
• используя специальные виды цемента, пластификаторы, можно увеличить плотность.

Компоненты и технология замешивания

Максимально плотный и, соответственно, прочный бетон создается с помощью тщательно подобранного наполнителя, так как он уменьшает пористость. Основной характеристикой его является фракционность. Плотность смеси имеет прямую зависимость от параметров всех ее составляющих.

Замешивание

Консистенция бетона должна быть похожа на очень густую однородную сметану. В обычных условиях плотность бетонной смеси проверяют следующим способом. Смесь оставляют на некоторое время, чтобы в ней образовались пузырьки воздуха.

Затем набирают раствор лопатой, встряхивают и переворачивают. Если она сразу падает, нужно добавить немного воды или сухого мелкого наполнителя.

Наполнитель

Более всего на плотность бетона влияет наполнитель. Это закономерно, его объем в растворе наиболее значительный. При использовании легких (пористых) наполнителей плотность становится низкой, объемный вес также уменьшается.

Щебень или гравий рекомендуют брать плотностью в 2-3 раза выше, чем прочность расчетной марки бетонной смеси. Это обуславливается тем, что проектное значение (после 28 дней) бетона всегда ниже, чем реальные качества, которые он набирает через полгода или больше, а щебень не имеет свойства со временем набирать в плотности. Таким образом, эти показатели уравновешиваются.

Крупный наполнитель желательно использовать средней фракции − мелкая фракция уменьшает количество пор.

Технология укладки

Способ укладки и обработки материала при его использовании имеет значение. Строители знают, как важно утрамбовать раствор и выпустить скопившиеся внутри пузырьки воздуха. Чем плотнее (жестче) марка бетона, тем раствор прочнее, но требует более тщательного уплотнения и трамбовки.

Для указанных целей применяют:

• специальные механизмы – вибраторы;
• ручные приспособления. Их можно легко изготовить из подручных средств. Для этого берут толстую ровную доску и приделывают к ней ручку. Таким прибором хорошенько утрамбовывают залитый в опалубку раствор;
• прокалывание бетона металлическими штырями, тем самым выпуская воздух.

Трамбовать рекомендуют как минимум до появления на поверхности смеси характерного молочка. В результате обработки вытесняется избыточная влага и воздух, заливка хорошо уплотняется, она становится надежной и прочной.

Еще одним методом избавления раствора от воздуха является вакуумирование. Это новаторский и современный способ. Его применяют для увеличения плотности асфальтобетона при укладке дорожного полотна. Вакуумирование применяют для марок раствора на основе силикатных и шлакосиликатных цементов.

Для увеличения плотности тяжелого бетона в кг/м3 часто применяют несколько видов особых цементов. Наиболее распространены такие:

• портландцемент;
• глиноземистый;
• пуццолановый;
• расширяющий.

Следует учесть что, чем плотнее раствор, тем он тяжелее и его сложнее укладывать. Проблемы с укладкой в этих случаях решаются применением пластификаторов. Они также улучшают и другие свойства. Есть добавки, способствующие вытеснению воздуха и уплотнению бетона.

Недостаток цемента уменьшает плотность бетона. Его всегда берут на 2-3 класса выше, чем заданный класс бетона. Например, для бетонной смеси М150 нужен цемент М400.

Виды бетона по плотности

Определяющим для классификации по этому параметру является средняя плотность бетона (D). Плотные смеси – это тяжелые и особо тяжелые бетоны. Марка бетона по средней плотности имеет характерный для нее диапазон классов по прочности. Примерные характеристики отображены в следующих таблицах:

Таблица 1 – Характеристики по типам

Таблица 2 − Виды плотности по марке и классу

Следует сказать, что эти таблицы, весьма относительны, поскольку характеристики бетона также зависят от наполнителя и пропорций составляющих. Например, бетон М400, если в него добавить наполнитель с большей прочностью, меньшей фракционностью, а также уменьшить количество воды, подмешать специальные добавки, может иметь плотность, характерную для более тяжелых бетонов.

Подробнее о тяжелых

Особо тяжелые материалы создают для специальных целей, их редко используют в частных или в обычных строительных работах. В большинстве своем это промышленные смеси, используемые на специальных объектах. Они предназначены для создания конструкций в атомной энергетике, для стен АЭС, промышленных полов, взлетных полос. Показатель их плотности в диапазоне 2500–6000 кг/м3, в них применяют специальные наполнители (барит, металлические опилки).

Тяжелые бетоны называют еще общестроительными, основными или обычными. Их значение в границах D2200 – D2500 кг/м3. Это главный материал для монолитных сооружений, многоэтажных домов, фундаментов, дорог, несущих конструкций промышленных и габаритных сооружений, перекрытий.

Подробнее о легких

Облегченные бетоны имеют несколько особенностей. Они обладают плотностью в диапазоне 1800–2200 кг/м3. Наиболее часто используются для несущих конструкций в частном строительстве. К примеру, бетон М400 с плотностью около 1900 кг/м3 является оптимальным для фундамента частного дома, хотя также используются для фундаментов и более легкие марки М100 и М200 (на щебенке или гравии). Облегченные бетоны — это марки от М350 до М500, им соответствуют классы В25–В40.

Легкие растворы отличаются большим разнообразием. Для них характерно многообразие различных наполнителей. Ими могут выступать опилки, стекло или пористые наполнители: керамзит, пемза, шлаки. К ним относятся ячеистые блоки для утепления зданий. Эти растворы очень разнообразные, обладают плотностью в границах 1400–1800 кг/м3. К ним принадлежат М100-М350 или, соответственно, классы В15–В25. Такое изделие может выступать теплоизоляционным или теплоизоляционно-конструкционным материалом.

Существуют также легкие ячеистые аналоги смесей, это газо- и пенобетон. Их составляющими являются вяжущий элемент, вода, мелкий кремнеземистый ингредиент и химическая добавка для образования пор. Они имеют небольшую удельную массу – 500–1200 кг/м3, уменьшенную теплопроводность. Их марки − М15–М150 или классы В3,5–В12,5. Такие растворы используются для изготовления пено- или газоблоков, которые обладают хорошей теплоизоляцией.

Подробнее об особо легких

Следующим видом будут особо легкие и ячеистые бетонные смеси. С применением новых технологий удается изготавливать растворы с удельной плотностью ниже 500 кг/м3 с неплохими характеристиками прочности. Классы плотности таких материалов − В1–В10.

Конечно, при такой плотности о каких-либо особых конструкционных и строительных функциях не приходится говорить. Главной задачей их является теплоизоляция. Они применяются в роли прослойки, при ремонтных работах, для стяжек, подложек под бетонный фундамент.

Плотность бетона.

На прочность строения напрямую влияет плотность бетона, используемого для этих целей. Бетон – это строительный материал, созданный путем формования и затвердевания оптимально подобранной и уплотненной смеси. Готовый раствор состоит из нескольких компонентов:

– мелкие и крупные заполнители;

От этих составляющих напрямую зависит плотность бетона. Специальные добавки способствуют ее увеличению. Существует множество факторов, влияющих на плотность у применяемой бетонной смеси. Застывший раствор может иметь следующую структуру:

– ячеистую. Плотность застывших бетонных масс напрямую зависит от его пористости. Чем меньше пористость, тем выше плотность.

Наибольшую плотность имеет цементная масса с металлическим наполнителем. Его укладка производится при помощи вибраторов для заполнения всех пустот раствором. Онлайн расчет состава цементного раствора.

Что влияет на плотность бетона.

Зная марку и пропорции всех ингредиентов можно рассчитать плотность бетонной смеси. Для улучшения качества цементного раствора и его уплотнения в смесь могут быть добавлены различные добавки. Они называются пластификаторами. В этом случае плотность бетона становится выше. Ее рассчет наиболее эффективен в том случае, если смесь делали, основываясь на ГОСТе. Тогда величина будет заранее известна и указана во всех справочниках. Ошибки в расчетах плотности бетона могут быть обусловлены изменением массового соотношения сухого цемента к наполнителям, щебню, песку. Также на колебание показателя плотности влияют добавки, находящиеся в растворе. Он может увеличиваться в результате дополнительной вибрации при заливке бетонной смеси для устранения воздушных камер и равномерного заполнения всех пустот. После полного отвердевания цементной массы увеличивается надежность строения.

Типы бетона и их классификация.

Плотность застывшего бетона связана с классификацией типов бетонных смесей по группам.

1. Особо легкие бетонные смеси. К ним относятся:

Они используются для теплоизоляции и имеют большое количество воздушных пузырьков. В результате этого плотность готового изделия снижается. Такие бетонные смеси имеют ячеистую структуру и могут быть заполнены воздушными камерами до 70%. Их несущая способность составляет 300-400 кг/м³. Используются такие бетонные изделия для возведения стен небольших зданий и внутренних перегородок. Для более серьезных строительных работ использовать его нельзя.

2. Легкие бетонные смеси. К ним относятся:

Их удельный вес колеблется от 500 до 1800 кг/м³. Такой бетон имеет невысокую прочность, но обладает высокой теплоизоляционной способностью. Предназначается для строительства одноэтажных зданий, внутренних перегородок и хозяйственных построек. Из-за слабой прочности они быстро разрушаются.

3. Тяжелые бетонные смеси. В строительстве они применяются чаще всего. Тяжелые бетонные смеси применяются практически повсеместно для заливки фундаментов, ограждений, стен, стяжек. Удельный вес его определяется в соответствии с классностью. Классность есть только у бетонных смесей 3-4 группы.

Производство тяжелого бетона, называемого Бетонная Смесь Готовая, происходит на основании ГОСТ 7473-94 и имеет определенную марку. Она присваивается бетону, соответствующему установленным показателям качества и определяет виды строительства, для которых он предназначен, и удельный вес застывшей массы. Литера М показывает количественное содержание цемента в бетонной смеси. Наименьшее количество в марке М 100. Такой бетон обладает наименьшей плотностью. Плотность бетона марки М 1000 имеет наивысшие показатели на осевое сжатие. Показатели плотности тяжелого бетона могут варьироваться от 1600 до 2500 кг/м³. Это дает возможность присваивать ему высокие эксплуатационные характеристики, разрешенные для тяжелых составов.

4. Особо тяжелые бетонные смеси. Они имеют наивысшую плотность по сравнению с остальными группами. Плотность такого бетона свыше 2500 кг/м³. Такой плотности удается достигнуть за счет специальных утяжелителей, например, металлической стружки. Имеет названия: баритовый, магнезитовый, лимонитовый. Применяются тяжелые бетонные смеси в крупном промышленном строительстве для возведения защитных конструкций типа подземных хранилищ и бункеров. Бетон такого качества имеет способность надежно защищать от ионизирующего излучения на предприятиях с опасным производством, например, на атомных электростанциях.

При покупке готовых смесей следует уточнять удельный вес массы у изготовителя. При самостоятельном изготовлении рекомендуется придерживаться ГОСТа для определения точной цифры.

Классификация бетонов по плотности

Одной из основных характеристик строительных бетонов является плотность. Необходимо различать этот показатель для готового материала и смеси. Значение параметра вычисляется пропорционально составу компонентов. Пластифицированное вещество становится легче за счет испарения химически несвязанной воды. Плотность бетона прямым образом зависит от рецептуры и соблюдения технологических условий. Параметр определяется отношением его массы к объему, которое не может превышать 100 %.

На практике используют качественную характеристику вещества по удельному весу, значение которой численно совпадает с плотностью, но с точки зрения физики это различные величины. В строительстве бетон различают по плотности исключительно для расчетов нагрузки. Маркировка отражает предел прочности, класс, подвижность, морозостойкость и водонепроницаемость. Смесь, в зависимости от среднего показателя отношения массы к объему бывает:

• особо тяжелая;
• тяжелая;
• облегченная;
• легкая;
• особо легкая.

Заявленная производителем средняя плотность смеси из бетона является основанием для использования вещества по назначению.

Это вид строительного материала, который чаще всего используют при оборудовании опасных объектов, таких как АЭС, хранилищ токсичных и радиоактивных отходов, подземных убежищ и так далее. Плотность бетона составляет более 2500 кг/м3. К таким веществам причисляют гидратные и комбинированные. В качестве наполнителя применяется барит, стальная стружка, железная руда, серпентинит, лимонит и другие. Вяжущим элементом выступает глиноземистый или портландцемент. При возведении сооружений с использованием тяжелых компонентов, средний показатель удельного веса указывает на устойчивость материала к воздействию радиации.

К особенностям относят:

1. возможность расслоения при укладке наливным методом без применения вибраторов;
2. высокую цену, обусловленную качеством цемента;
3. сопротивляемость к воздействию жидких агрессивных сред.

Используется для монтажа прочных фундаментов крупных зданий и гидротехнических объектов. Средняя плотность бетона варьируется в диапазоне от 1800 до 2500 кг/м3. Состоит из портландцемента с наполнителем из горных пород известняка, гранита и диабаза. Основной особенностью является влагостойкость, позволяющая сохранить металлические элементы конструкции здания.

Разновидность тяжелого цемента, удельный вес которого не превышает 2000 кг/м3. Применяется для устройства ленточных фундаментов и деталей несущих конструкций. В роли заполнителя используется щебень, что дает возможность существенно снизить цену готового изделия. Этот бетон по плотности уступает тяжелым смесям, что не влияет на потерю качества.

К данному виду причисляют конструктивно-изоляционные и конструктивные марки, которые имеют удельный вес 600–1400 и 1400–1800 кг/м3 соответственно. Применяется для стеновых блоков и плит ограждений. Вещество изготавливается на основе пемзы, керамзита, туфа и так далее. К достоинствам относят низкую теплопроводность и небольшую массу, что позволяет использовать марку в сейсмоопасных районах.

Его представляют ячеистые типы. Самые распространенные — пенобетон и газобетон. Средний удельный вес не превышает 600 кг/м3. Применяется для изготовления легких строительных блоков. Заполнителем служат измельченные фракции керамзита и воздух. Преимуществом смеси является низкая теплопроводность.

Основные свойства бетона зависят от его плотности. Стоимость изменяется за счет увеличения удельного веса и состава используемых компонентов. Пример зависимости ее от качества приведен в таблице:

Плотность разных видов бетона в кг/м3

Один из показателей, характеризующих качество бетона – его плотность. Это отношение массы к объему, от которого зависит прочность материала. Плотность не может быть равной 100 %, однако в бетоне при изготовлении появляются поры, дополняющие ее. Пористость является обратным понятием.

Плотность бетона может быть изменена путем добавления различных компонентов в состав. Так, при застывании испаряется вода, увеличивая его прочность. Если использовать смесь на основе портландцемента или глиноземистого цемента, то образуется меньше пустот, что увеличивает плотность без ущерба процессу укладки. Пластификаторы увеличивают и качественные характеристики.

• Размер фракции наполнителя.
• Вид.
• Способ затвердевания.
• Количество воды в растворе.
• Качество.

Специальные пластификаторы позволяют бетону добавить плотности. Они же улучшают и общие характеристики. Если состав выполнен по ГОСТу, то плотность готового раствора сюрпризом не станет.

Разновидности

1. Особо легкий. Его плотность – менее 300 кг на м3. В состав добавлены пористые заполнители. Это вспученный перлит, вермикулит. К данному классу относятся всем известные пено- и газобетон.

2. Легкий. Имеет показатель 300-1800 кг/м3. Это арболит, керамзито- и пенобетоны.

3. Обычный (тяжелый). Плотность тяжелого бетона варьируется от 2500 до 1800 кг/м3. В нем присутствуют наполнители: гранит, известняк, гравий. Смесь обладает прекрасной износостойкостью, поэтому используется в строительстве широко и часто.

4. Особо тяжелый. Плотность – выше 2500 кг/м3. Эти смеси имеют собственные названия: лимонитовая, баритовая, магнетитовая. В них присутствуют специальные «утяжеляющие» наполнители: железная стружка, руда, стальные опилки. Сюда же относится сталебетон.

Понимать, что такое плотность бетона, прежде всего требуется для того, чтобы верно подобрать состав к определенной сфере использования.

1. Особо легкий бетон обычно применяется с целью утепления перекрытий, тепловой изоляции в стенах, защиты трубопроводов, утепления частных домостроений и многоэтажных домов.

2. Облегченный может использоваться в промышленном или гражданском строительстве. Его главное достоинство – это вес. Он не превышает 1800 кг на м3, а зачастую гораздо меньше. Такие характеристики позволяют возвести конструкцию быстрыми темпами и значительно снизиь затраты на доставку и работу. Подобные растворы применяются для обустройства фундаментов зданий, внешних стен, в том числе и монолитных.

3. Конструктивный бетон, который также относится к классу легких, однако имеет особое назначение. Прочность – от 1500 до 1800 килограммов на м3. В составе – многочисленные наполнители: туф, пемза, аглопорит, керамзит. Такая рецептура позволяет улучшать акустические и теплотехнические характеристики зданий. А малый вес обеспечивает высокий спрос в тех районах, где присутствует сейсмическая активность.

4. Особо тяжелый – в гражданском строительстве встречается нечасто. В силу высокой плотности и специфических наполнителей он довольно дорогой в сравнении с остальными видами. Внутри данной группы тоже есть разделение на составы от 2100 до 2500 кг на м3. Они обладают высокими показателями прочности и долгим сроком эксплуатации, способны защитить от ионизирующего излучения. Особо тяжелый бетон находит применение в создании объектов по обращению с радиоактивными материалами, в возведении атомных станций, а также фундаментов для особо крупных цехов, фабричных корпусов.

Классификация по маркам

Марка есть у любого типа. Именно на нее необходимо ориентироваться каждому, кто приобретает цемент. Она складывается из буквы М и идущего далее числа. Кроме того, есть и другая характеристика – класс. В нормативных документах обычно указан именно он, но при заказе покупатели чаще различают бетон по маркам. Класс обозначают буквой В, за ней следуют цифры, которые показывают, какую нагрузку выдержит застывший раствор.

Наиболее распространенные марки:

1. М100. Применяется в процессе подготовительных работ, прежде чем приступить к заливке фундамента. Используется как бетонная основа для бордюров при строительстве дорог.

2. М200. Самая распространенная марка. Этот раствор относится к классу тяжелых, средняя плотность 2000 кг/м3. В составе – цемент, гравий, песок. Оптимальное сочетание прочности, качества и цены. Подходит для фундамента жилых домов, работ по благоустройству (строительство пешеходных дорожек, тротуаров), изготовления бетонных покрытий, лестниц, плит. Данная марка не трескается, хорошо выдерживает перепады давления и температур. Это и определяет его популярность и универсальность применения.

3. М250 (класс В 20). Свойства практически совпадают с предыдущей маркой, однако прочность выше. Способен формировать плиты высокой нагрузки.

4. М300. Подходит для монолитных фундаментов, стен, заборов, лестничных маршей.

5. М350 (В25). Высокой прочности, применяется для монолитных конструкций в многоэтажном строительстве, а также для несущих колонн зданий, оснований бассейнов и аэропортов.

Существует таблица, в которой указано, какая марка бетона по средней плотности соответствует определенному классу.