Расчет состава бетона: расчет состава и пропорций компонентов для бетона

Расчет состава бетона | Бетон и цемент

Перед тем как смешать необходимые компоненты бетонной смеси и приготовится к ее укладке, необходимо правильно рассчитать количество каждого компонента в объеме или в процентном соотношении к другим компонентам. Это нужно для того чтобы получить готовый бетон, который будет обладать необходимыми свойствами и техническими характеристиками.

Общие сведения о расчете состава бетонной смеси

Расчет компонентов бетона по процентному соотношению одного компонента к другому, производится только в тех случаях, когда необходимо получить лишь небольшое количество готовой бетонной смеси. При производстве бетона в больших количествах или для заливки большого объема, каждый компонент просчитывается согласно весу каждого компонента. Вес выбирается из расчета того, что готовый бетон должен получить необходимые характеристики.

В итоге расчет состава бетонной смеси сводится к 2 способам:

1. соотношение «1 : X : Y», — «цемент : песок : щебень»;
2. расход материала на 1 м³ готового бетона, например – цемент = 250 кг, песок = 550 кг, щебень = 1050 кг, вода = 150 литров.

Состав бетона рассчитывается только с учетом сухих материалов и получив номинальный состав «1 : X : Y», его приводят к полевому (рабочему) составу «1 : X1: Y1» используя для этого специальные формулы.

Влияние марок компонентов бетона

Следующие графики показывают зависимость увеличения прочности готового бетона при нагреве от типа вяжущего вещества, которое используется в его составе.

Графики нарастания прочности:

Расшифровка:

• а – портландцемент;
• б – шлакопортландцемент;
• в – пуццолановый портландцемент.

При необходимости изготовить небольшое количество бетонной смеси, ее состав можно подобрать по готовым таблицам, но только с последующей проверкой готового опытного образца из небольших замесов. При изготовлении большого количества бетонной смеси или готовой бетонной конструкции, рабочий состав бетонной смеси определяется опытным путем на основе экспериментальных замесов.

По окончании всех опытов и экспериментов назначенный состав бетонной смеси должен быть таким, чтобы после уплотнения этой смеси, готовый бетон или бетонная конструкция должна отвечать всем установленным техническим требованиям, при этом должна обеспечиваться максимальная экономия цемента, а готовый бетон должен иметь большой срок службы.

Для того чтобы бетонная смесь получилась как можно более экономически выгодной, необходимо обеспечить ее наименьшую подвижность, но которая будет допускаться к уплотнению и формовке изделий. Размеры зерен крупного заполнителя должны быть как можно больше по своему размеру, а марка вяжущего вещества должна строго соответствовать марке желаемого готового бетона.

Таблица соответствия марок вяжущего вещества и марок бетона:

Марка вяжущего	Марка бетона
М300	М100
М400	М150
М400	М200
М500	М300
М600	М400
М800	М600

Для правильного подбора состава бетонной смеси, необходимо обладать следующими данными:

• необходимая прочность и марка готового бетона спустя определенное время естественного твердения или после пропарки;
• вид и марка вяжущего вещества;
• характеристика заполнителя: размеры зерен, пустотность, объемный и удельный вес;
• желаемая удобоукладываемость (жесткость) и подвижность смеси.

Последовательность расчета состава бетона

Этап №1: необходимо определить ориентировочное цементноводное отношение, которое может быть путем расчета формул прочности или взято из таблицы.

Таблица 1. Цементноводное отношение в бетонной смеси.

Ц/В	прочность бетона в % от марки цемента через
	1 сутки	2 суток	3 суток	28 суток	В/Ц
3,33	30	47	57	110	0,3
2,86	28	45	55	100	0,35
2,5	25	38	48	90	0,4
2,2	20	32	40	70	0,45
2	16	27	34	63	0,5
1,81	14	22	28	56	0,55
1,67	12	19	25	50	0. 6

Этап №2: необходимо определить количество воды для предварительного затворения, делается это отдельно по 2-м таблицам для жестких и пластичных смесей.

Таблица 2. Расход воды для жестких бетонных смесей (л/м³).

Вид крупного заполнителя	удобоукладываемость смеси (сек.)
	30-50	60-80	90-120	150-200
Гравий до 20-40 мм	160-150	150- 140	140-135	128-130
Щебень до 20-40 мм	170-160	160-150	155-140	140-135

Таблица 3. Расход воды для пластичных бетонных смесей (л/м³).

Осадка конуса (мм)	При наибольшей крупности гравия (мм)				При наибольшей крупности щебня (мм)
	10	20	40	70	10	20	40	70
10-20	185	170	155	140	200	185	170	155
30-50	195	180	165	150	210	195	180	165
60-80	205	190	175	160	220	205	190	175

Этап №3: после того как были определены расход воды (В) и цементноводное отношение (Ц/В), необходимо рассчитать расход цемента, путем перемножения этих двух показателей:

В * Ц/В = (кг/м³).

Этап №4: на конечном этапе необходимо уточнить состав бетонной смеси, делая для этого пробные замесы от 7 до 15 литров каждый. Всего делается 3 замеса, один из которых имеет В/Ц полученное на первом этапе, а 2 других имеют В/Ц на 20% больше и меньше расчетного, соответственно.

Пример расчета состава бетонной смеси

ПРИМЕР 1. РАСЧЕТ СОСТАВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

ЗАДАЧА: определить состав бетона средней прочностью R_б = 30 МПа при осадке конуса бетонной смеси ОК = 4-5 см.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: портландцемент активностью R_ц = 37,5 МПа истинной плотностью _ц = 3,1 кг/л, песок средней крупности с водопотребностью W_п = 7 % истинной плотностью _п = 2,63 кг/л; гранитный щебень рядового качества с предельной крупностью зерен Д_max = 40 мм, истинной плотностью

_щ = 2,6 кг/л и насыпной плотностью ′_щ = 1,48 кг/л.

РЕШЕНИЕ

1. Определяем водоцементное отношение В/Ц, необходимое для получения бетона требуемой прочности R_б.

Так как бетон является невысокопрочным, то для определения В/Ц воспользуемся формулой В/Ц = АR_ц/(R_б + 0,5А R_ц), верной при В/Ц > 0,4, в которой коэффициент А для щебня рядового качества составляет 0,6.

Таблица 1

Значения коэффициентов А и А₁

Крупный заполнитель	А	А1
Высококачественный	0,65	0,43
Рядовой	0,60	0,40
Низкокачественный	0,55	0,37

Находим:

В/Ц = 0,6·37,5/(30 + 0,5·0,6·37,5) = 0,55 > 0,4. (1)

2. Определяем расход воды затворения В.

Для этого используем нижеприведенный график на рис. 1а.

Рис. 1. Графики водопотребности бетонной смеси В в зависимости от ее подвижности (а) или жесткости (б) при применении портландцемента, песка средней крупности (W_п = 7 %) и гравия наибольшей крупности: 1 – 80; 2 – 40; 3 – 20 и 4 – 10 мм; у₁  жесткость по стандартному вискозиметру; у₂ – то же по способу Б.Г. Скрамтаева

(Примечание: 1. Если песок мелкий с водопотребностью выше 7 %, то расход воды увеличивают на 5 л на каждый процент увеличения водопотребности, а при применении крупного песка в водопотребностью ниже 7 % расход воды уменьшают на 5 л на каждый процент уменьшения водопотребности. 2. При применении щебня расход воды увеличивают на 10 л. 3. При применении цементов с добавками расход воды увеличивают на 15-20 л. 4. При расходе цемента свыше 400 кг расход воды увеличивают на 10 л на каждые 100 кг цемента)

Из графика ориентировочный расход воды, составляющий для гравия 168 л, увеличиваем на 10 л для щебня и того получаем

В = 178 л. (2)

3. Находим расход цемента Ц по формуле:

Ц = В:(В/Ц) = 178:0,55 = 324 (кг/м³) (3)

Полученный расход цемента Ц = 324 кг/м³ > Ц_min = 180 кг/м³ обеспечивает связность бетонной смеси (см. табл. 1).

Таблица 1

Минимальный расход цемента Ц_min для получения нерасслаиваемой бетонной смеси

смесь	Минимальный расход цемента, кг/м3, при предельной крупности заполнителя, мм
	10	20	40	70
Особа жесткая (Ж=20 с)	160	150	140	130
Жесткая (Ж=10…20 с)	180	160	150	140
Малоподвижная (Ж=5…10с)	200	180	160	150
Подвижная (ОК=1…10см)	220	200	180	160
Очень подвижная (ОК=10…16см)	240	220	210	180
Литая (ОК>16см)	250	230	200	190

Примечание: жесткость у₁ указана по стандартному вискозиметру

4. Определяем расход щебня Щ по формуле:

Щ = 1000/(α·П_щ/′_щ + 1/_щ), (4)

предварительно установив пустотность щебня П_щ по формуле П_щ = 1 – ′_щ/_щ = 1 – 1,48/2,6 = 1 – 0,57 = 0,43 и коэффициент раздвижки зерен щебня α = 1,38 (по табл. 2 интерполяцией).

Таблица 2

Оптимальные значения коэффициента α для пластичных бетонных смесей (В_n=7%)

Расход цемента, кг/м3	Оптимальные значения коэффициента α при В/Ц
	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
250	—	—	1,26	1,32	1,38
300	—	1,3	1,36	1,42	—
350	1,32	1,38	1,44	—	—
400	1,4	1,46	—	—	—
500	1,5	1,56	—	—	—

Примечание: при других значениях Ц и В/Ц коэффициент α уменьшают на 0,03 на каждый процент увеличения водопотребности песка. Если применяется крупный песок с W_п меньше 7 % коэффициент α увеличивают на 0,03 на каждый процент уменьшения W_п.

По формуле (4) находим:

Щ = 1000/(1,38·0,43/1,48 +1/2,6) = 1282 (кг/м³). (5)

5. Определяем расход песка П по формуле:

П = _п(1000 – Ц/_ц – В – Щ/_щ) = 2,63·(1000 – 324/3,1 – 178 – 1282/2,6) = 589 (кг/м³). (6)

6. Определяем расчетную величину плотности бетонной смеси:

_см = Ц + В + Щ + П = 324 + 178 + 1282 + 589 = 2373 (кг/м³).

7. ОТВЕТ; а) состав бетона в натуральных единицах – Ц = 324 кг/м³, П = 589 кг/м³, Щ = 1282 кг/м³, В = 178 л/м³;

б) состав бетона в относительных единицах – 1:1,82:3,96 и В/Ц = 0,55.

ПРИМЕР 2. КОРРЕКТИРОВКА СОСТАВА БЕТОНА

А. Определение фактического состава бетона

ЗАДАЧА: определить фактический состав бетона.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Как рассчитать цемент, песок и крупный заполнитель для бетона?

Оценка любого материала выглядит сложной до тех пор, пока вы не изучите мельчайшие детали расчета.

Формула бетона в кубических ярдах и прочее…

Пожалуйста, включите JavaScript

Формула бетона в кубических ярдах и другие полезные расчеты бетона

В этом посте мы собираемся обсудить расчет бетонного материала на примере.

• Для расчета перекрытий (5 м x 2 м x 0,1 м)
• Для расчета балки (5 м x 2 м x 0,3 м)
• Для круглой колонны (высота 6 м и диаметр 0,3 м)

Как рассчитать объем бетона?

Пример расчета объема бетона

Для плиты,

Длина – 5 м | Ширина – 2 метра | Ширина – 0,1 метра

Убедитесь, что все размеры указаны в одних и тех же единицах измерения

 Объем = длина x ширина x ширина = 5 x 2 x 0,1 = 1 м ³

Для балки,

Длина – 5 м | Ширина – 2 метра | Ширина – 0,3 метра

Убедитесь, что все размеры указаны в одних и тех же единицах измерения

 Объем = длина x ширина x ширина = 5 x 2 x 0,3 = 3 м ³

Для круглой колонны,

Высота – 6 м, диаметр – 0,3 м

Убедитесь, что все размеры указаны в одних и тех же единицах измерения

Формула кругового объема = π r ² h = 3,14 x (0,15)2 x 6 = 0,42 м ³

   Таким образом, необходимый объем бетона = 0,42 м ^{3 003}

Теперь у нас есть рассчитывается необходимый объем. Пришло время подсчитать микроингредиенты.

Расчет бетонного материала

Для вышеуказанного объема плиты (5 м x 2 м x 0,1 м) = 1 м : 1,5 : 3)

Таким образом, общее количество частей = 1+1,5+3 = 5,5 частей, что дает сухой объем, что означает содержание до добавления воды.

Мы обсудили влияние воды на бетон.

Добавление коэффициента пустотности сжимаемости

Таким образом, чтобы получить 1 м3 влажного бетона, мы должны умножить сухой объем на 1,55.

Что такое константа 1,54 в расчете бетона?

Набухание песка – Если в песке присутствует влага, она делает его объемным, что может привести к неадекватной пропорции песка в пропорции бетона.

Если в пропорцию бетонной смеси нужно добавить 1м ³ песка, берем 1,3 м ³ ( на 30% больше ). Причина этого в том, что содержание влаги в песке делает его немного более объемным. От 5% до 8% поверхностной влажности увеличивает набухание песка до 20-30%. Когда мы добавим в песок больше воды (более 8%), тонкая пленка исчезнет, ​​а объем уменьшится.

Коэффициент пустот – Если вы заполните область опалубки только синим металлом, в ней будет много пустот, которые также необходимо заполнить другими материалами, такими как песок и цемент. Такой пустотный зазор известен как коэффициент пустотности сжимаемости , который составляет 20% для крупного заполнителя.

Таким образом, если нам нужен 1 м3 бетона во влажном состоянии, мы должны принять во внимание набухание песка и сжимаемость пористости как для крупного, так и для мелкого заполнителя (35%+20%) = 55%

Таким образом, каждый раз, когда вам нужно рассчитать объем бетона, вам нужно добавить вышеуказанный процент к сухому объему

.

Влажный объем бетона = Сухой объем бетона + 55% сухого объема бетона или

Влажный объем бетона = Сухой объем бетона x 1,55

Таким образом, какой бы объем мы ни получили из приведенной выше формулы, нам нужно умножить значение на 1,55%

Теперь вернемся к расчету,

Сумма всех частей = 1+1,5+3 = 5,5 частей

Объем бетон = (1 часть цемента)/5,5 + (2 части песка)/5,5 + (4 части крупного заполнителя)/5,5) 

Таким образом, объем цемента = 1/5,5 x 1,55 (рассыпная масса и отходы)

Объем песка = 1,5/5,5 х 1,55

Объем крупного заполнителя = 3/5,5 x 1,55

Таким образом, требуется

Объем цемента – 0,282 м ³ или 8,14 мешка

Объем песка – 0,423 м ³

Крупный заполнитель – 0,845 м ³

Расчет водоцементного отношения

Из стандарта IS Code, предполагается, что водоцементное отношение для M20 составляет 0,55.

Таким образом, требуемое количество воды = Объем цемента X Коэффициент влажности = 0,282 X 0,55 = 0,1551 м ³

Удельный вес воды = 1000 литров/м ³  

Количество воды в литрах = 155,1 литра 6 Марка Соотношение Цемент в мешках Песок в м ³ Крупные заполнители в м ³ М5 1 : 5 : 10 2,77 0,48 0,96 М7,5 1 : 4 : 8 3,41 0,047 0,95 М10 1 : 3 : 6 4,44 0,46 0,92 М15 1 : 2 : 4 6,34 0,44 0,88 М20 1 : 1,5 : 3 8.06 0,42 0,84 М25 1 : 1 : 2 11. 09 0,39 0,77

Калькулятор ингредиентов для бетона

Калькулятор цемента

Планируете использовать цемент для своего следующего проекта «Сделай сам»? Вы планируете отремонтировать свой дом и вам нужно замесить немного бетона? Или хотите попробовать формовочную цементную смесь для изготовления украшений для дома? Цемент — универсальный строительный материал можно использовать для изготовления практически любой формы, если у вас есть форма для нее.

Тем не менее, мы не хотим просто небрежно смешивать цемент с песком и гравием, чтобы сделать бетон и получить много отходов после . Согласно статье «Углеродный след» Ассоциации портландцементов , производство цемента является одним из промышленных процессов, которые выделяют большое количество CO2. Только в США до 1,5% всего антропогенного CO2 приходится на производство цемента . Когда цемент затвердевает, он также накапливает в себе CO2, который может легко улетучиваться при разрушении. Поэтому мы хотим быть точными в отношении того, сколько цемента использовать для наших проектов. Таким образом, мы также сводим к минимуму выбросы CO2 при работе с цементом.

Этот калькулятор цемента представляет собой удобный инструмент, который может помочь вам со всеми вашими потребностями, связанными с цементом! Используйте его, чтобы выяснить, сколько цемента вам понадобится при смешивании раствора или бетона, или даже только цемента и воды! Используйте его, чтобы узнать, сколько песка и гравия нужно использовать при смешивании раствора и бетона соответственно вместе с сколько воды рекомендуется для смеси . Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этом универсальном строительном материале. Давайте смешивать!

В этом калькуляторе вы узнаете, что такое цемент и чем отличается бетон от цемента. Вы также узнаете, как рассчитать цемент в пересчете на мешки или любые единицы объема. В качестве дополнительной функции вы также сможете рассчитать количество песка и гравия для любой бетонной смеси. Продолжайте читать, чтобы начать учиться!

Что такое цемент?

Цемент представляет собой реактивный порошкообразный компонент, который связывает мелкие и крупные заполнители вместе с водой . Вода и цемент реагируют вместе и затвердевают, образуя прочный, но хрупкий материал. Цемент изготавливается из измельченных и дробленых камней, смешанных с такими химическими веществами, как известь и силикат кальция.

Цемент можно разделить на два основных типа в зависимости от того, как он реагирует с водой. Гидравлический цемент схватывается и затвердевает в присутствии воды и после затвердевания остается прочным и прочным. С другой стороны, негидравлический цемент схватывается в сухой среде в присутствии двуокиси углерода и имеет тенденцию к расширению и разрушению после схватывания, особенно при воздействии воды. Из-за этого негидравлический цемент обычно используется только для внутренних работ.

В современной строительной отрасли мы в основном используем гидравлический цемент для внутренних и наружных работ. Портландцемент , в частности, является наиболее распространенным гидравлическим цементом во всем мире, поэтому в этом калькуляторе мы в основном ориентируемся на портландцемент и его различные области применения.

Различные области применения цемента

Говоря о цементе, обычно также упоминается слово «бетон». И хотя они могут показаться одинаковыми, на самом деле это две разные вещи. Бетон производится путем смешивания цемента с водой, мелкими заполнителями, такими как песок, и крупными заполнителями, такими как гравий. Цемент связывает все вместе, образуя бетон.

С другой стороны, смешивая только цемент, песок и воду, мы получаем раствор. Раствор используется для соединения бетонных блоков или кирпичей. Добавление большего количества воды в растворную смесь делает ее пригодной для для оштукатуривания стен из бетонных блоков или для использования в качестве разбавителя для приклеивания плитки. Добавляя воду, мы можем сделать более жидкую и гладкую смесь, которую можно затирать, чтобы закончить поверхность. Вы можете узнать больше о растворе и растворе в нашем калькуляторе растворов и нашем калькуляторе растворов соответственно.

Цемент также используется при изготовлении цементных смесей . Мы используем раствор для заполнения зазоров между плиткой и даже между кирпичами. Однако в настоящее время мы уже можем купить предварительно приготовленную цементную сухую смесь в мешках для удобства. Если вы хотите узнать больше о затирке, а также хотели бы узнать, как рассчитать объем затирки, необходимый для проекта по укладке плитки, вы можете воспользоваться нашим калькулятором затирки.

Как рассчитать цемент?

Поскольку мы обычно используем цемент вместе с другими строительными материалами, такими как песок и гравий, мы рассчитываем его объем, используя соотношение компонентов смеси. С соотношением компонентов мы можем сказать, сколько компонентов потребуется для бетонной смеси или растворной смеси в пересчете на части.

Соотношение компонентов смеси не только помогает определить необходимое количество цемента, песка и гравия, но также говорит нам о прочности и долговечности конечного продукта. Чем больше цемента в смеси, тем прочнее будет изделие. Вот некоторые из распространенных соотношений бетонных смесей и соответствующие им значения прочности на сжатие и применения в строительстве: 9

Прочность на сжатие 385

1 : 5 : 10

5,0 МПа или 725 фунтов на кв. дюйм

Массивные бетонные работы

1 : 4 : 8

7,5 МПа или 1085 psi , и тяжелые стены

1 : 3 : 6

10,0 МПа или 1450 psi

2 1 4 : 90 2 0385

15,0 МПа или 2175 psi

Общие железобетонные колонны, балки и плиты

1 : 1,5 : 3

20,0 МПа или 2900 фунтов на кв. дюйм

200

1 : 1 : 2

25,0 МПа или 3625 psi

Тяжелонагруженные железобетонные колонны и длиннопролетные балки

смесь 1:2:4 соотношение при строительстве железобетонного одноэтажного дома. В качестве прозвища мы можем назвать эту смесь M15 марки , что происходит от соответствующей прочности на сжатие 15 МПа . Если мы хотим построить двухэтажный дом, нам понадобится более прочная смесь, такая как 9.Смесь 0106 M20 марки в соотношении 1:1,5:3.

При расчете количества цемента в смеси следует знать, что объем сухой смеси уменьшается после добавления воды, уменьшая ее объем . Добавление воды в сухую смесь заставляет мелкие частицы цемента скользить в пустоты песчано-гравийной смеси.

Влажный объем бетона — это то, что мы обычно получаем, когда получаем объем внутри опалубки. Однако нам нужен сухой объем бетонной смеси, чтобы определить, сколько нам нужно цемента, песка и гравия. Мы можем приблизить сухой объем бетонной смеси, умножив влажный объем на значение, которое используют инженеры, которое находится в диапазоне от 1,52 до 1,57 .

После определения сухого объема бетона, который нам нужен, мы можем затем использовать наше предпочтительное соотношение смешивания, чтобы определить, сколько цемента нам нужно для нашего проекта. В следующем разделе этого текста мы рассмотрим пример, чтобы лучше понять, как рассчитать цемент.

Сколько цемента мне нужно? — Пример расчета

Предположим, мы хотим изготовить бетонный блок , рассчитанный на давление 5,0 МПа (725 фунтов на кв. дюйм) и размерами 20 см x 20 см x 20 см, используя стальную форму, которую мы изготовили из веса стального листа. Умножая размеры стальной опалубки для бетонных блоков, мы получаем необходимый влажный объем бетона: 93 \end{align*}сухой объем=влажный объем×1,54=0,008 м3×1,54=0,01232 м3​

Из таблицы в предыдущем разделе этого текста нам нужно соотношение смеси 1:5:10 к изготовьте бетонный блок на 5,0 МПа (725 фунтов на кв. 3 \end{align*}Vcement​Vsand​Vgravel​=0,01232м3×161​=0,00077 м3=0,01232м3×165​=0,00385 м3=0,01232м3×1610​=0,00770 м3​

Из наших расчетов, приведенных выше, мы можем теперь сказать, что для изготовления небольшого 20-сантиметрового куба бетонного блока с давлением 5,0 МПа нам потребуется 0,00077 м³ цемента, 0,00385 м³ песка и 0,00770 м³ гравия.

Обратите внимание, что расчет содержания цемента в растворной смеси осуществляется по той же процедуре, что и выше. Разница лишь в том, что в смеси не будет гравия.

Как пользоваться нашим калькулятором цемента?

Пользоваться нашим цементным калькулятором очень просто. Первое, что вам нужно сделать, это выберите, какой микс вы хотите сделать . После этого введите необходимый вам объем сырой смеси . Мы уже предварительно ввели значение отношения сухого объема к сырому объему , но вы все еще можете его изменить. Мгновенно будет отображаться рассчитанный сухой объем.