Главное меню

Пропорции гравия и цемента для фундамента


Пропорции бетона для фундамента в ведрах и лопатах

Перейти к содержимому

Главное меню

таблица и калькулятор правильного соотношения воды, песка, гравия и цемента

Рассмотрим сегодня одну из самых наболевших тем при строительстве фундамента – в каких пропорциях надо смешивать бетон.

При строительстве любого объекта, будь то частный дом или баня, практически невозможно обойтись без бетона, который используется для изготовления стяжки, заливки фундамента, отмостки, и.т.д.

Секрет приготовления хорошего бетона, кроется в использовании определенных пропорций его составляющих.

Поэтому, важно знать, в каких пропорциях необходимо добавлять ингредиенты при замешивании бетона.

Содержание статьи

Цемент

Цемент

Фундамент, является важнейшей частью любого сооружения, так как несет на себе всю нагрузку.

Главной задачей будет, правильный выбор наиболее важного компонента – цемента. От его качества зависят не только пропорции бетона, но и крепость всего основания конструкции.

Желательно знать маркировки, и уметь отличать хороший цемент от плохого.

Существует более десятка разновидностей этого материала, но для фундамента следует использовать всего три: портландцемент, пуццолановый или шлаковый.

Существует два вида  маркировки фундамента – старая, которая использовалась до 2003 г, и новая, использующаяся по сей день. Старую маркировку мы рассматривать не будем, так как материал с такой датой выпуска, скорее всего, полностью потерял свои свойства.

Прежде всего, первые буквы ЦЕМ I или ЦЕМ II.

Первая обозначает, что цемент чистый, а вторая, что присутствуют определенные добавки. Буквы, после этой надписи гласят, что это за добавки, и в каких пропорциях присутствуют.

Важно! Для фундамента лучше всего выбирать цемент без добавок. Далее, идут цифры, которые опытному застройщику подскажут класс прочности этой составляющей, на сжатие.

Гравий

Щебень или гравий является еще одним необходимым ингредиентом бетонной смеси.

Свойства этого материала целиком будут влиять на пропорции приготовления бетона. Щебень бывает гравийный, гранитный, шлаковый и известняковый.

Для фундамента бани или небольшого частного дома прекрасно подойдет гравий, так как имеет, по сравнению с гранитом, более низкую цену и достаточную прочность.

Следующим критерием в выборе щебня является его фракция, т.е размер камешков. Для того чтобы выбрать щебень для фундамента, используйте массу постройки в качестве основного показателя.

Важно! Чем строения массивнее, тем крупнее фракция щебня используется. Например: для основания под массивный дом используется в качестве наполнителя в бетонную смесь, щебень фракции 20х40, для средней постройки – 10х20.

Песок

Песок также является одной из важных составляющих бетонной смеси, и существует несколько критериев его выбора.

Важно! Песок с очень мелким зерном не подходит для приготовления бетона. Наиболее подходящим для этого, является песок, с размером частиц 2 – 2,5 мм.

Наличие влаги в песке играет очень важную роль, и от этого также будет зависеть, в каких пропорциях замешивать бетон.

Наиболее подходящим для бетона будет такой песок, у которого уровень влажности будет недостаточным, чтобы из него слепить «снежок».

Важно! Отдавайте предпочтение карьерному, так как именно в таком материале, пропорция частичек, которые имеют много острых граней – преобладает, а это положительно скажется на сцеплении материалов.

Как приготовить смесь

Бетонную смесь для заливки фундамента, можно купить на заводе или изготовить своими руками. Как правило, её состав: цемент, вода и наполнители, такие как песок и гравий, смешиваемые в определенных пропорциях.

Чем меньше наполнителей, тем больше между их отдельными фракциями промежутков, которые заполняются цементным молочком.

Специалисты рекомендуют использовать щебень или гравий разных фракций, в пропорции 1:1.

Используя такой наполнитель, будет создана между его отдельными фракциями максимальная плотность, тем самым упростится процесс трамбовки бетона, и значительно улучшится качество.

Таблица соотношения ингредиентов

Состав бетонной смеси может быть различным, но требуются соблюдение точных пропорций всех составляющих.

Все ингредиенты определяются соотношением наполнителей к цементу.

Например, 1:3:7 – это значит, что на 1 кг цемента вам потребуется 3 кг песка и 7 кг гравия.

Вода также играет не последнюю роль в качестве бетона.

Ниже приведена таблица правильного соотношения всех составляющих, для получения определенной марки бетона из цемента М-400.

Марка бетонаЦемент М-400 кгВода лПГС кгЩебень кгВодоцементное отношениеПропорции расхода материалов
М-10020618578011770,891:0,89:3,78:5,71
М-20028718575111350,641:0,64:2,61:3,95
М-30038420569810550,551:0,53:2,43:2,74
М-40049220566110000,411:0,41:2,03:2,03

Таблица пропорций ингредиентов в марках бетона М 100 — М 400.

Важно! При составлении бетонной смеси, обратите внимание на дату выпуска цемента, так как от этого напрямую зависит прочность бетона.

Чтобы правильно замесить бетон, используйте нужную пропорцию материалов из таблицы.

Учтите, что руками смесь качественно не перемешать, используйте для этого бетоносмеситель.

Не замешивайте раствор более 3 минут, происходящие в нем процессы могут значительно ухудшить качество.

Калькулятор пропорций состава бетона

Мы постарались сделать наиболее точный и универсальный калькулятор для расчёта пропорций бетона по ГОСТ стандартам.

Соотношение нужно выбирать в зависимости от того, какая марка бетона необходима для фундамента. Расчет ведется в кубических метрах.

Результаты в таблице обновятся сразу после ввода данных.

Это примерный расчет, основанный на усредненных характеристиках компонентов. Реальная марка полученного бетона может отличаться от рассчитаных данных.

Пропорции бетона для фундамента в ведрах и его состав: как приготовить своими руками?

Устойчивость и долговечность любой конструкции напрямую зависит от прочности и надежности фундамента – основания дома. Для его возведения необходимы специальные знание и наличие квалификации и опыта у мастера.

Как правило, конструкция под фундамент любой постройки выбирается в зависимости от почвы земли, на которой она планируется, материала для стен, климата, условий и характера самого строения. Существует несколько типов фундаментов, которые используются для возведения.

Типы бетонных фундаментов

Самые основные виды фундамента из бетона – столбчатый и ленточный, но есть и иные их подтипы и разновидности:

  1. Ленточный. Он устанавливается в виде непрерывной ленты, которая состоит из армированного бетона, укладываемого под все несущие стены конструкции. Глубина основания здания формируется в зависимости от уровня промерзания почвы плюс дополнительные 20 см.
    От показателей качества грунтов и климатической зоны может быть использовано два подтипа:
    • прерывистый;
    • непрерывный.

    В качестве материала для этого типа основания используется:

    • Бут, который обладает отменной прочностью. На материал не воздействуют низкие температуры и протекающие грунтовые вод. Применяется камень бута одинаковой фракции. Процесс возведения требует больших затрат труда и средств, поэтому применяется он очень редко. Глубина закладки не превышает отметку в 70 см, а его долговечность составляет около 150 лет.
    • Бутобетон, который включает в себя сочетание цементного раствора и наполнителя (щебень, камень бута незначительных размеров, осколки кирпича). По степени прочности обладает качествами не хуже бутового, но он гораздо проще в возведении и более доступный. Его используют для строения конструкций из увесистых материалов или состоящих из нескольких этажей.
    • Бетон. Этот тип основания дома более известен как заливной, поскольку материал вымешивается в бетономешалке, после чего им наполняется опалубка. Период эксплуатации материала свыше 50 лет, а его стоимость гораздо выше из-за больших объемов используемого цемента. Чаще всего данный вариант применяется в строительстве для возведения стен из нелегких материалов, а также постройки загородных коттеджей и домов.
  2. Столбчатый, который употребляется для возведения конструкций легкого типа (например, бани, домики для сада, сараи). Этот вариант основания включает в себя наборы опорных столбов, расположенных под углами конструкции и местами, испытывающими усиленную нагрузку. Столбы сформированы из труб, бетона, бута и железобетона. Используется этот фундамент на прочных грунтах.
  3. Ленточно-столбчатый. Он несколько дешевле, чем ленточный тип основания и сочетает в себе только лучшие качества из обоих типов фундамента.

Правильный подбор материала и типа фундамента позволяет сделать конструкцию более прочной и долговечной. Есть возможность покупать материал для фундамента в уже готовом варианте, в виде смесей на предприятиях промышленного типа. Но намного лучше изготовить бетонный раствор самостоятельно, что позволяет значительно сэкономить средства.

Состав фундаментного бетона

Раствор бетона для фундаментной опоры можно приготовить собственноручно, для этого понадобится лишь знать, что собой представляет бетон, и какие характеристики он имеет. 

Сам по себе раствор состоит из сочетания между собой связующих веществ (цемента), наполнителя и разнообразных присадок, которые предают всей массе отливки характерные качества и свойства. Затем сформированный раствор разбавляется в нужных пропорциях водой.

Состав фундаментного раствора уже не первый год используется в строительстве и с каждым днем его усовершенствуют и увеличивают показатели качества и прочности.

Каждый отдельный компонент отвечает за конкретное качество бетонного раствора. Поэтому итоговое качество материала зависит от используемых пропорций его составляющих. Чтобы окончательные показатели раствора идеально соответствовали постройке, следует обязательно учитывать место строительства и его предназначение.

Состав бетона для фундамента пропорции в ведрах

Важно! Если пропорциональность бетонного раствора определяется ведрами, то необходимо обязательно брать в счет марку цемента. Если она меняется, то происходит замена пропорций в создании раствора.

Главные компоненты в составе бетона:

  1. Цемент – связывает между собой наполнители.
  2. Наполнители. К ним принадлежит: гравий, щебень, песок, сыпучие присадки.
  3. Вода.

Существует несколько способов замешивания пропорционального раствора бетона. Самым распространенным вариантом стали бетономешалки, в которые загружается необходимое количество ведер песка, щебня, цемента и воды, а затем устройство тщательно перемешивает материалы между собой.

Формирования раствора ведрами актуально в нескольких случаях:

  1. Для строительных работ требуется менее 4-м3 раствора.
  2. Неспособности доставить бетон из завода из-за проблем его с местоположением, например, компания по производству находится далеко, а затраты на доставку материала слишком высокие.
  3. Заливка фундамента происходит с перерывами, например, когда формируется несколько ярусов конструкции.
  4. На возводимом объекте отсутствует доступ к установке автосмесителей и бетономешалок.

Пропорции бетона на фундамент в ведрах

Как правило, измерения с помощью ведер используется при незначительных объемах работы.

Весовые размерности составляющих для изготовления бетонного раствора:

Каждая компонента бетонного раствора отличается разным объемным весом, например, масса одного ведра песка составляет 19,5 кг, цемента – 15,6 кг, а гравия – 17 кг. Поэтому на практике удобный вариант пропорций цемента, песка и гравия – 2:5:9. В некоторых ситуациях гравий меняют на щебень.

Если возведение конструкции проводится своими руками, то применяется готовая песчано-гравийная смесь (ПГС). Соотношение бетона для фундамента к смеси составляет приблизительно 1 ведро цемента к 5 ведрам ПГС.

В каких пропорциях изготовить бетон?

В большинстве ситуаций для построек каркасного типа используется столбчатый вариант фундамента, для которого не требуется бетонной смеси с повышенными показателями прочности. Для этого типа подойдет бетон М 200, который производится из цемента М 500, песка, щебня и воды.

Для одного кубического метра смеси необходимо:

Такое соотношение материалов сформировано их качествами, например, гранитный щебень обладает высоким уровнем прочности, в сравнении с доломитовым щебнем либо известняковым, поэтому его можно использовать в меньшем количестве.

Для создания смеси из бетона необходимой консистенции лучше всего применять вымытый щебень, и только очищенный речной песок, в котором отсутствуют разные примеси глины.

Если использовать песок с низким уровнем качества, то в основании могут образоваться отверстия и выбоины.

Выбирая цемент, первоначально обратите внимание на компанию производителя. Как правило, чем известнее организация, тем меньше вероятности приобрести некачественный товар.

Воду следует употреблять также чистую, чтоб она была без примесей и солей. Если строительство проводится в холодное время года, то воду, как и другие компоненты бетонного раствора, следует подогревать до +600С, чтобы придать раствору необходимую консистенцию и прочность.

Как правильно замесить бетон?

Для приготовлений небольшого объема раствора используется ведро в качестве меры веса компонентов. Пропорции просчитывают в соответствии с тем, что компоненты имеют разный объемный вес. Основываясь на этот факт, при приготовлении 1-м3 раствора понадобится соотношение 9:5:2 (гравий либо щебень, песок и цемент).

Изготовление бетона М 200 выполняется по правилам, чтобы добиться в результате высокого качества смеси.

Правила замешивания бетона для фундамента:

  1. Первоначально следует хорошо смешать между собой песок и щебень, чтобы не было потом комков при добавлении воды. На поверхности делаются борозды, в которые всыпают цемент. Смесь следует смешивать до получения полностью однородного цвета.
  2. Придать смеси форму конуса и добавить малыми порциями воду,тщательно все перемешать.

Принимая решение о том, каким лучше способом замешивать раствор следует соотнести между собой потребности и финансовые возможности. Самым оптимальным вариантом будет использование бетономешалки, но покупать ее для небольшой постройки невыгодно, поэтому лучше применить ручное производство.

Приготовление бетонной смеси для ленточного фундамента

Для этого типа фундамента в первую очередь понадобится посчитать количество необходимого материала. Следует параметры одной ленты (длина, ширина и глубина) умножить на их количество.

Пример. Длина 20 м., ширина 0,5 м, глубина 1 м. Перемножаем эти значения и получаем, на одну сторону фундамента необходимо приготовить 10 кубометров раствора бетона.

Приготовив необходимое количество смеси, проводится ее заливка в опалубку. Выполняется она слоями, например, если глубина основания один метр, то слоев должно быть четыре, каждый по 0,25 см. После закладки каждого из них необходимо проводить утрамбовку. Затем, чтобы выпустить излишний воздух, через каждый метр или два следует медленно втыкать в раствор арматуру.

Приготовление бетона для столбчатого фундамента

Расчеты в этом типе фундамента соответствуют ленточному варианту. Различие состоит в том, что раствор бетона заливается не поэтапно, а сразу, после чего трамбуется.

Необходимые свойства фундаментных бетонов

Бетонное основание дома обладает разными свойствами и характеристиками. Они напрямую зависят от того, какие применяются по качеству материалы и их исходные составляющие. Также свойства бетона зависят от пропорций его комплектующих, которые используются для строительства разного типа конструкций.

Необходимая прочность фундаментных бетонов

Прочность бетонного фундамента – ключевой показатель, от которого зависит, выдержит ли фундамент, запланированную на него нагрузку. Он измеряется в расчете килограмм на сантиметр квадратный.

Рассчитать этот показатель можно, вычислив точную степень нагрузки, которую конструкция будет оказывать на основание. Для этого понадобится суммировать общий вес всех конструкций и коммуникаций, а также показатели полезной и возможной нагрузки, которая создается климатическими условиями. Затем полученный результат следует разделить на площадь всего фундамента.

Окончательный показатель прочности бетона должен быть на несколько позиций больше, чем планируемая на него нагрузка.

Степень прочности бетона указывается в его марке, которая означает предельную степень нагрузки на фундамент в кг/см2.

Согласно полученным вычислениям, следует приготовить бетонный раствор с соответствующими характеристиками.

Необходимые пропорции материала можно посмотреть в таблицах:

Бетон из цемента марки М 500, песка и щебня

Марка бетона Массовый

состав, Ц:П:Щ, кг

Объемный

состав на 10 л

цемента, П:Щ, л

Количество

бетона из 10 л

цемента, л

100 1:5,8:8,1 53:71 90
150 1:4,5:6,6 40:58 73
200 1:3,5:5,6 32:49 62
250 1:2,6:4,5 24:39 50
300 1:2,4:4,3 22:37 47
400 1:1,6:3,2 14:28 36
450 1:1,4:2,9 12:25 32

 

Бетон из цемента марки М 400, песка и щебня

Марка бетона Массовый

состав, Ц:П:Щ, кг

Объемный

состав на 10 л

цемента, П:Щ, л

Количество

бетона из 10 л

цемента, л

100 1:4,6:7,0 41:61 78
150 1:3,5:5,7 32:50 64
200 1:2,8:4,8 25:42 54
250 1:2,1:3,9 19:34 43
300 1:1,9:3,7 17:32 41
400 1:1,2:2,7 11:24 31
450 1:1,1:2,5 10:22 29

 

Придание бетону особых свойств

Если к возводимой конструкции предъявляются дополнительные требования и особые свойства, например, водонепроницаемость или морозостойкость, то следует использовать добавки и специальный бетон класса экспозиции XD, XF, XM или XA. 

Чтобы придать бетонному раствору особенных свойств в него добавляют различные присадки, которые способны повысить и улучшить определенные качества материала.

Бетон с высокой морозостойкостью требует добавление соответствующей присадки, которая повышает уровень устойчивости бетонного основания к морозам.

Добавление подобного типа присадки способствует тому, что фундамент может выдержать большое количество циклов замерзания и разморозки.

Если помимо мороза конструкция подвергается воздействию солей, используют добавки с высокой морозостойкостью и сопротивлением к действующим на основание оттаивающих солей.

Также используются присадки, способные повысить пластичность раствора. Как правило, они используются в растворах для опалубки с часто повторяющейся металлической армирующей сеткой. Эта присадка способствует лучшему распределению смеси по всему периметру опалубки.

Еще применяют присадки, повышающие степень устойчивости фундамента конструкции к подмываниям его грунтовыми водами (водонепроницаемый бетон). Без них практически невозможно обойтись в местах, где почва слишком сильно перенасыщена влагой. Используется раствор более плотной консистенции для строений с толщиной от 10 до 40 см, чтобы глубина проникновения воды не превышала показатель 0,6, а для конструкций с большей толщиной – 0,7.

Количество компонентов на куб

Как мы уже знаем, главные компоненты для приготовления бетона вода, песок и щебень. Чтобы приготовить соответствующую консистенцию смеси следует соблюдать пропорции.

Для получения 1-м3 бетонного раствора понадобится следующее количество материалов, представленное в таблице

Приблизительные пропорции для формирования 1-м3 бетона

Марка цемента Вода (л.) ПГС (кг.) Щебень (кг.)
М 400 205 661 1000
М 300 205 698 1055
М 200 185 751 1135
М 100 185 780 1177

 

Если приготовлением раствора занимаетесь впервые, то первоначально приготовьте пробный вариант.  Когда песок влажный, лучше использовать меньше воды, чем указано.

Ориентируясь на указанные данные можно приготовить необходимый бетонный раствор самостоятельно.

Пропорции бетона, состав: для фундамента, в ведрах

При выполнении строительных работ применяется раствор бетона. Этот материал создается на основе вяжущего компонента, песка и добавок, способствующих набору прочности и других эксплуатационных свойств. За счет доступной цены, надежности и простоты создания бетона приготовить его может каждый желающий.

Характеристики бетона

Характеристики стройматериала определяются такими показателями, как пропорции бетона и его состав. Они влияют на качество конечной продукции и ее класс.

Под классом подразумевается числовой коэффициент важных параметров с обеспеченностью 0,95. В международной классификации перед цифровым значением, определяющим допустимое давление на материал, указывается буква В. Марка бетона сообщает о максимальной устойчивости к сокращению и обозначается буквой М. От нее зависит практически 45% конечных характеристик раствора.

При этом важно учитывать и другие факторы, включая:
  1. Качество исходного сырья.
  2. Пропорции.
  3. Способ приготовления.

Так, если производить материал с маркой М400 в ручной бетономешалке, на выходе образуется изделие класса В25. При использовании промышленных приборов получается В35.

Чтобы перевести марку бетона в класс, необходимо руководствоваться такой классификацией:

  1. М100 — относится к классу В7,5 и предназначается для подготовительных работ при обустройстве фундамента.
  2. М150 — соответствует В12,5. Материал востребован при установке стяжек, напольных покрытий или небольших оснований.
  3. М200 — класс В15. Пользуется особым спросом и используется при организации полов, оснований, лестниц из бетона, дорожных и парковочных площадок и т.д.
  4. М250 (В20) — задействуется для возведения фундаментов, ограждений и лестниц.
  5. М350 — относится к классу В25 и является ключевым решением для создания плит, балок, бассейнов и фундаментов.
  6. М400 — соответствует классу В30 и разрабатывается для проведения строительных работ в сложных условиях. В большинстве случаев такой материал применяется при обустройстве мостов, финансовых учреждений или других объектов с высокими требованиями к мощности.

Водонепроницаемость

Перед тем как сделать бетон своими руками, необходимо изучить такой параметр, как водонепроницаемость. Он указывает на способность бетона противостоять воздействию влаги и не деформироваться.

В зависимости от степени влагостойкости ячеистые изделия делятся на следующие марки:
  1. W2.
  2. W4.
  3. W6.
  4. W8.
  5. W12.

Существуют бетоны с повышенной степенью водонепроницаемости, которые задействуются в сложных условиях и обладают такими преимуществами:

  1. Могут применяться при возведении построек в среде с близким залеганием грунтовых вод.
  2. Обладают устойчивостью к температурным скачкам.
Уровень влагостойкости определяется способом приготовления бетонной смеси, составом и наличием особых наполнителей. Еще этот показатель зависит от внутренней структуры бетона.

Морозостойкость

Состав бетона влияет на степень морозостойкости готовой продукции. Под этим показателем подразумевается количество циклов размораживания и замораживания без видимых дефектов, разрушений и потери прочности. Если материал качественный, срок его эксплуатации превысит несколько десятков лет. При отсутствии контроля качества в продажу поступают изделия с небольшой устойчивостью к морозу.

Значение морозостойкости обозначается буквой F, а потом указывается числовой показатель — 50-1000, который сообщает о циклах.

Прочность

Перед тем как замесить бетон, важно обратить внимание на такую характеристику, как прочность. Она измеряется в мегапаскалях (МПа) и указывает на максимальное давление, которое сможет выдержать изделие из бетона. Прочность в отношении сжатий не является фиксированным параметром и может меняться по мере воздействия жидкости на связующие добавки.

Прочностные свойства отображаются в марке или классе, но определить точное значение можно только через пару недель после заливки (в большинстве случаев набор прочности занимает около 28 дней).

Подобный термин зависит от нескольких факторов, включая температурный режим, при котором осуществляется затвердевание.

При отрицательных температурах материал замерзает и не может набрать прочность. Для ускорения процесса его подогревают. Если бетон укладывался в зимний период, но с приходом весны он начал оттаивать, набор прочностных свойств восстановится, однако характеристики продукта будут ухудшены.

В нормальных условиях, при плюсовой температуре прочность набирается более интенсивно. Уже за 7 дней прочностные показатели составят 70%. Однако использовать конструкцию по прямому назначению при таком значении нельзя, поэтому демонтировать опалубку еще не стоит. Полноценный набор прочности завершается через 28 дней.

По мере повышения температуры ускоряется процесс затвердевания. В таком случае необходимо учитывать уровень влажности материала: если он быстро просыхает, набор прочности приостанавливается. Поэтому на предприятиях раствор подвергается обработке горячим паром. В случае приготовления бетона вручную используются другие методы сохранения влажности, включая укрывание смеси полиэтиленом или мокрой мешковиной.

Интересуясь, как приготовить бетон для фундамента своими руками, важно уделять особое внимание его прочностным свойствам. Ведущие производители указывают прочность в проектной документации, что упрощает процесс выбора подходящего варианта. Но если у вас есть сомнения по поводу указанных значений, можно выполнить самостоятельное определение прочности:

  1. Разрушающий метод. Изделия из бетона помещаются на ровную поверхность, после чего на них начинает воздействовать специальный пресс. В результате определяется прочность на сжатие бетонных образцов.
  2. Неразрушающий метод. Предусматривает механическое воздействие на бетон с помощью ультразвукового оборудования, ударного импульса или упругого отскока. Также выполняется ряд математических расчетов, определяющих прочностные свойства.

Пластичность

Под пластичностью бетона подразумевается специфика его распределения по пустотам и поверхности. Для определения подвижности применяется усеченный конус, вовнутрь которого помещают смесь в 3 этапа, воздействуя на нее арматурным прутком.

Дальше конус переворачивают широким основанием вниз и поднимают обратно. Раствор начнет растекаться по поверхности, а разница высот между конусами будет указывать на осадку конуса (ОК).

Более сложная, но точная технология предусматривает анализ монолита. Для проведения процедуры нужно поместить готовую смесь в кубические формы и дождаться ее затвердевания. Через 28 суток нужно провести оценку продукта.

Бетон своими руками — основные компоненты

Выбирая состав бетона для фундамента, пропорции и соотношение, необходимо подготовить такие компоненты:

  1. Цементная смесь.
  2. Песок.
  3. Щебень.
  4. Вода.

Цемент

Начинающим застройщикам, которые разбираются, как приготовить бетон в домашних условиях, важно грамотно рассчитать количество связующего вещества — цемента.

На рынке доступны разные типы цементной смеси, включая портландцемент, шлакопортландцемент, составы быстрого затвердевания и другие. Каждый вариант обладает своими свойствами, скоростью набора прочности и сферой применения.

Традиционный состав и пропорции бетона предусматривают наличие портландцемента, поскольку он отличается улучшенными эксплуатационными показателями и доступностью. Доступные материалы разделены на марки с буквой М и числовым значением, которое определяет устойчивость к нагрузкам.

Для изготовления бетона своими руками принято использовать марку М400 — она обладает достаточной прочностью и надежностью. В промышленном производстве в Москве задействован портландцемент М500, а для обустройства фундаментов в сложных условиях применяются специальные составы более высокой марки.

Чтобы приготовить бетонную смесь, необходимо знать точные сведения о марке и качестве используемого компонента. Также важно учитывать такое свойство, как свежесть, — от него зависит срок годности изделия из бетона.

Свежая смесь представляет собой рассыпчатую пыль, в составе которой отсутствуют уплотнения или комки. При наличии крупных элементов в цементе лучше не использовать его для строительных работ.

Песок

Рецепт бетона для фундамента предусматривает наличие песка. Существуют разные типы такого компонента, которые отличаются своим составом и свойствами, а также определяют качество конечного продукта.

Разбираясь, как сделать раствор бетона, можно выбирать любые виды песка. Главное, чтобы они не содержали большое количество пыли, глины и крупных частиц, ухудшающих свойства смеси.

Специалисты рекомендуют выбирать морской или речной песок, поскольку эти виды не имеют в своем составе пыли, глины и органических соединений. Что касается сырья, добытого в карьерах, то оно бывает достаточно грязным и нуждается в предварительной подготовке с мойкой и отстаиванием.

Еще такой песок может содержать органический мусор, включая корни деревьев, листья, кору и ветви. Если такие частицы окажутся в бетономешалке, бетон будет низкокачественным, а его прочность ухудшится.

Следует оценить такой показатель, как влажность песка. Даже в сухом материале может присутствовать до 2% воды, а в мокром — до 10%. В таком случае соотношения бетона для фундамента будут нарушены.

Щебень, гравий

Изучая, из чего состоит бетонная смесь, нужно обратить внимание на щебень и гравий. Эти горные породы выполняют роль наполнителей и отвечают за прочность изделий из бетона. В большинстве случаев применяется щебень, который имеет разные фракции и поверхности.

Подготавливая состав, нельзя заменять наполнитель морской или речной галькой, поскольку эти компоненты обладают гладкой отполированной поверхностью и не дают хорошее сцепление с другими составляющими.

Пропорции бетонного раствора влияют на срок службы и надежность изделия. Допустимый размер камней в щебнях не должен составлять больше 1/3 от минимальной толщины возводимой конструкции. Еще учитывается пустотность щебней или величина пространства между камешками.

Для вычисления этого параметра нужно взять ведро, поместить туда наполнитель и постепенно добавлять жидкость. Объем поместившейся воды будет указывать на показатель пустотности. Поэтому специалисты рассчитывают пропорции бетона для фундамента в ведрах.

Чтобы улучшить процесс заполнения пустот бетонной смесью, рекомендуется совмещать разные фракции щебня. Кроме гравия и гранитного щебня, в состав могут добавлять такие наполнители:

  1. Керамзит.
  2. Доменный шлак.

При создании легких бетонов используется древесная стружка или пенополистирол в гранулах.

Вода

Начиная замес бетона, нужно позаботиться о воде. Рекомендуется брать питьевую жидкость, которая используется для бытовых нужд. Запрещено использовать воду из сомнительных источников, отработанную или болотную. В зависимости от соотношения компонентов в бетоне определяются его эксплуатационые свойства.

При выполнении расчетов необходимо учитывать содержание всей влаги, которая находится в исходном сырье до смешивания. Если составом предусмотрено наличие доменного шлака, важно определить, какой влажностью обладает такой материал, поскольку «лишняя» вода может ухудшить характеристики бетона.

Объем жидкости влияет на подвижность материала. Чтобы создать пластичный бетон, необходимо придерживаться пропорций и не отклоняться от заданной нормы. В противном случае смесь начнет расслаиваться и деформироваться.

Степень пластичности можно определить визуально после затвердевания бетона. Если он произвольно сползает со штыковой лопаты, это указывает на хорошую пластичность. При медленном сползании смесь называется мало пластичной, а удерживающийся на лопате бугорком раствор классифицируют как не пластичный.

Добавки

Чтобы замешать раствор и улучшить его качественные свойства, хорошие пропорции для бетона компонентов предусматривают наличие добавок. Они предназначаются для повышения морозостойкости и устойчивости к коррозийным процессам, сокращения времени затвердевания, изменения прочностных свойств и других целей.

Существующие компоненты выбираются по такой классификации:
  1. Пластификаторы — используются для повышения прочности и плотности бетона.
  2. Воздухововлекающие добавки — применяются для получения пористой структуры, что повышает устойчивость к отрицательным температурам конструкций из железобетона.
  3. Примеси для ускорения твердения — позволяют сократить время застывания смеси. Существуют примеси с противоположным принципом действия, которые замедляют процесс схватывания.
  4. Уплотняющие добавки — способствуют повышению долговечности и заполнению полостей между зернами бетона.
  5. Ингибиторы коррозии — могут создавать оксидную пленку на аноде.
  6. Газообразующие элементы — используются при производстве газоблоков. Способны поднять водонепроницаемость и снизить интенсивность расслоения.
  7. Противоморозные — предназначаются для проведения строительных работ при температуре до -20°С.
При выборе подходящих примесей необходимо учитывать тип задач, которые они выполняют. Современные компоненты способны:
  1. Улучшать эксплуатационные характеристики бетона.
  2. Повышать прочность и устойчивость к воздействию влаги, коррозии или морозов.
  3. Сокращать период затвердевания.
  4. Снижать расход компонентов.
  5. Влиять на показатели подвижности.

Расчет состава бетона по весу

Разбираясь, как сделать крепкий бетон, нужно грамотно рассчитать состав, руководствуясь такими сведениями:

  1. Необходимая марка смеси.
  2. Требуемая пластичность.
  3. Марка цемента.
  4. Информация о песке и щебне.
Застройщики применяют два способа проведения расчетов с учетом следующих соотношений:
  1. Объемных.
  2. Весовых.

Для выполнения расчета состава бетонной смеси по весу необходимо воспользоваться некоторыми формулами. При использовании портландцемента М400 и щебня со средней фракцией в первую очередь нужно найти соотношение воды и цемента (В/Ц). В/Ц — указывает на пропорцию веса жидкости и цементной смеси, которая понадобится для получения прочностных свойств. Для определения точных значений используются формулы или эксперименты.

Если у вас есть информация о марке бетона и марке цемента, нужно найти В/Ц. В качестве примера можно взять число 0,68.

Руководствуясь таблицей, нужно определить объем жидкости для создания смеси средней пластичности при использовании щебня размером 40 мм. Результат составит 190 л/м³. Дальше нужно найти оптимальное количество цементной смеси на 1 м³ бетона. Для этого 190 л/м³ делят на 0,68, что даст показатель 279 кг цемента.

Способы замеса бетона

Интересуясь, как правильно выполнить приготовление бетона, следует изучить методы:

  1. Ручной.
  2. Механизированный.

Замешать бетон можно в специальном оборудовании — миксерах или бетономешалках.

Ручной

При частном строительстве принято соединять компоненты ручным методом, используя правильные пропорции бетонной смеси. Для замеса подготавливается емкость, в которой смешиваются все компоненты. В качестве нее можно взять жестяное корыто или другую подходящую конструкцию.

Для начала необходимо поместить в нее песок, а в борозду в центральной части засыпать цементную смесь. После тщательного размешивания составляющих к раствору добавляется жидкость, и он еще раз мешается. Дальше вносится щебень, продолжается замес с периодическим внесением воды. После появления однородной консистенции и заполнения камней раствором можно переходить к укладке.

Ключевым минусом ручного метода является небольшая скорость. Любые задержки способны привести к расслоению материала в корыте, из-за чего его свойства будут ухудшены. Поэтому эксперты рекомендуют быстро помещать состав в опалубку, не допуская больших пауз.

Оптимальным вариантом создания смеси является замес в бетономешалке. Он позволяет получить однородную консистенцию высокого качества.

Замес в бетоносмесителе

Подготавливая бетон своими руками, пропорции можно измерять ведрами, а замес — выполнять в бетоносмесителе. Прибор дает однородную эмульсию с улучшенными эксплуатационными свойствами. К сметанообразной консистенции добавляются жидкость и наполнители.

Механический способ предотвращает проблему расслоения бетона, при этом материал может пребывать во вращающемся агрегате до 1 часа без лишения рабочих качеств. Но, чтобы сохранить положительные свойства материала, бетономешалку лучше размещать на стройплощадке во избежание проблем при доставке раствора на место.

Таблица: бетон из цемента М500

Создавая бетон вручную, пропорции с маркой цемента М500 рассчитываются по такой таблице:

Марка цементаМ500
Марка бетонаМ150М250М350М450
Цементкг1
Вода
0,5
Песок
Щебень4,52,61,91,1
6,64,53,62,5
Пропорции (Ц/П/Щ)1/ 4,5/6,61/ 2,6/4,51/1,9/3,61/1,1/2,5

Пропорции для фундамента

При выполнении небольших объемов работ лучше проводить расчеты с помощью ведер, поскольку арендовать тяжелую специальную технику нецелесообразно. Для разных марок бетона соотношение компонентов выбирается по такой таблице

Бетон, пропорция для маркиМ100М200М300М400
Марка цемента400500400500400500400500
Пропорции кг (Ц/П/Щ)1/ 4,6/71/ 5,8/8,11/ 2,7/4,91/ 3,5/5,21/ 2,0/3,51/ 2,4/4,41/ 1,3/2,51/ 1,7/3,3
Пропорции объема (Ц/П/Щ)10

41

61

10

53

73

10

25

42

10

32

49

10

17

32

10

22

37

10

11

24

10

14

28

Готовый бетонный раствор в л7890546241473136

При ручном замесе необходимо использовать исключительно сухие инструменты. Чтобы получить точные расчеты, песок и щебень можно уплотнить и выровнять по краю емкости.

Если руководствоваться таблицами и соблюдать пропорции компонентов, можно сделать однородную консистенцию с хорошей пластичностью, что придаст ей хорошие прочностные свойства и увеличит срок службы. В таком случае даже новичок сможет понять, как сделать бетон для фундамента своими руками.

Пропорции для бетона для фундамента своими руками

Смесь своими руками пропорции

Правильно построенный фундамент – залог долговечности дома, из какого бы материала и в каких бы условиях местности он не был построен. Одним из важнейших аспектов приготовления смеси является его грамотный состав.

Поэтому очень важно знать пропорции для раствора. Рассмотрим, как правильно подобрать компоненты, рассчитать их соотношение и приготовить на их основе качественный раствор своими руками.

Содержание статьи

Состав

Бетон – это затвердевшая и упрочненная химической связью смесь цемента, песка и гравия. Чтобы произошла реакция к исходным компонентам нужно добавить воды. Однако прежде чем начинать его делать, нужно правильно подобрать ингредиенты по характеристикам. Кроме того, нужно точно знать пропорции материала.

Компоненты

Компоненты Характеристики
Песок

Песок

Песок для качественной смеси должен иметь размеры частиц от 1 до 3,5 мм. Меньшая фракция не пригодна, так как даже если смесь и схватится, она не будет обладать заданными параметрами прочности.

Песок не должен содержать пыли, грязи, глины и ила. Максимально допустимое количество примесей – 5%.

Для проверки можно залить песок в бутылку с водой и хорошо взболтать. Если вода останется не прозрачной на долгое время – в песке много грязи и он не пригоден для качественного раствора.

Щебень

Щебень

В идеале щебень должен включать частицы, размером не более 2-3 см. Допустимо включение щебня большего размера – до 8 см, но его содержание не должно превышать больше 10% от общей массы.

В противном случае цементно-песчаный раствор просто не сможет сцеплять большие в поперечнике камни.

Цемент

Портландцемент

Существует масса разновидностей строительного цемента, но чаще всего применяют портландцемент.

Есть простое правило для выбора марки цемента – марка цемента должна быть выше марки самого раствора в 1,5-2 раза.

Исходя из этого, в большинстве случаев подойдет портландцемент М400.

Вода

Добавление воды

Воду можно брать из любого ближайшего водоема или водопровода.

Однако она не должна включать взвешенных, не говоря уже о явно просматриваемых, примесей.

Эталоном пригодной для изготовления раствора является стандартная водопроводная вода.

Расчет состава бетона

Пропорции

Чтобы точно знать, в какой пропорции делать раствор, для начала нужно определиться, какой именно марки потребуется материал для строительства. Приведенная ниже на рисунке таблица показывает исходное соотношение компонентов в килограммах (литрах) – цемента, песка и щебня – необходимое для изготовления материала от М100 до М450.

Пропорции

Также в таблице показаны объемные пропорции – для тех, кому привычнее измерения вести в литрах, исходя из мерной тары, например, 10-литрового ведра.

Учитывая, что частному застройщику желательно сразу рассчитать, сколько понадобится цемента на все основание, приведем алгоритм расчета на примере раствора марки М100, позволяющий определить пропорции для фундамента на 1 куб:

  • Из таблицы видно, что из ведра (10 литров) цемента М400 получается 78 литров готового раствора.
  • 1 куб – это 1000 литров, поэтому разделим 1000 на 78 и получим – количество ведер цемента, равное 12,8. Что, то же самое – 128 литров.
  • Плотность портландцемента М400 = 3100 кг/м3. 1 литр цемента в мешке весит 3,1 кг.
  • Умножаем 128 литров на 3,1 кг – получаем – 396 кг.
  • Учитывая, что стандартный мешок цемента весит 50 кг (плюс минус 1 кг), на 1 кубический метр материала марки М100 для основания потребуется 8 упаковок портландцемента марки М400.

Обратите внимание! Если точность в изготовлении не является строгой, то есть можно изготовить бетон промежуточной марки, то пользуясь приведенным алгоритмом и табличными данными можно грубо (в мешках) подсчитать, сколько требуется цемента.

Выбор бетона по марке

Марка Тип сооружения
М100

Подушка

Бетон этой марки применяется в основном для опор под фундамент – подушек. Также может применяться для укладки садовых дорожек.
М150

Площадка

Состав подходит для оснований нетяжелых сооружений, нежилых построек, тротуаров и дорог.
М200

Фундамент

Прочности его достаточно для основания капитальных строений жилого типа. Однако лучше применять его для не тяжелых или одноэтажных сооружений.
М250

Основание дома

Раствор используется в строительстве частных домов малой этажности и любых хозяйственных сооружений.
М300

Прочный фундамент для дома

Наиболее часто применяемая марка для сооружений любого типа. Его используют не только в частном домостроительстве, но и на стройках городских высоток.
М400

Основание многоэтажного дома

Очень качественный раствор. Применяется для возведения сооружений, требующих крайне высокой прочности основания, например, ж/д- и авто мосты, промышленные цеха.
М450

Сверхпрочное основание

Бетон этой марки крайне дорогой и используется только для создания высокопрочных сооружений, например, сейфовых хранилищ, бункеров, военных объектов.

Расчет бетона на фундамент

Соотношение материалов в разных марках бетона (цемент М-400)

Марка бетона Соотношение материала
(Цемент х Песок х Щебень)
Расход цемента
на 1м3 бетона (кг.)
М-100 1 х 4.6 х 7.0 170
М-150 1 х 3.5 х 5.7 200
М-200 1 х 2.8 х 4.8 240
М-250 1 х 2.1 х 3.9 300
М-300 1 х 1.9 х 3.7 320

Методика изготовления

Итак, когда пропорции ясны, можно переходить непосредственно к практике. Своими руками приготовить его можно двумя известными способами – ручным и механизированным. Первый способ – это простое перемешивание исходных компонентов лопатой в подходящей емкости.

Метод достаточно трудоемок и требует большой физической силы. Второй – с помощью портативной мешалки. Этот метод менее трудозатратен, но требует дополнительных финансовых вложений – на покупку смесителя.

Ручной способ

Этим методом приготавливать материал лучше в том случае, когда суммарный объем фундамента небольшой. Например, это может быть столбчатое основание для крыльца, террасы, сарая или небольшой пристройки к дому, а также мелкозаглубленная неширокая лента в несколько метров по периметру.

После того, когда все теоретические расчеты проведены и стало понятно, какие необходимы в конкретном случае – в соответствии с типом строения, условиями местности и нагрузки – можно приступать к процессу изготовления, состоящему из следующих этапов:

  1. Подготовка. Нужно заранее подготовить не только весь необходимый материал (цемент, песок, щебень, источник воды), но также подходящую для смешивания компонентов емкость (это может быть невысокое корыто или ванна объемом около 100 литров) и инструмент. В роли последнего может выступать обычная штыковая лопата. Также потребуется совковая лопата для загрузки готового материала в опалубку.

Обратите внимание! Представленная выше таблица показывает, какой итоговый объем заданной марки получится из 10 литров цемента. Исходя из этих данных можно подобрать емкость для ручного замеса. Однако лучше взять емкость с запасной вместимостью – на 10-20 литров превосходящую готовый объем для удобства перемешивания.

  1. Смешивание компонентов. Все отмеренные компоненты нужно высыпать в емкость. Затем перемешать их лопатой до однородного состояния насколько это возможно, используя ручной метод.
  2. Добавление воды. Чтобы в ходе добавления воды не получить избыточное ее количество в готовой смеси, и не нарушить этим консистенции (попросту говоря, не испортить водой), нужно добавлять воду малыми порциями в ходе размешивания, пока не будет достигнута нужна консистенция.

Обратите внимание! Густота готовой раствора определяется откликом ее на механическое воздействие при условии полного перемешивания компонентов. Например, если взять полную совковую лопату бетона с бугорком, то хороший материал не будет переливаться через край. Также если сделать в массе свежеприготовленного бетона острый срез лопатой, он не должен сразу оседать, а должен еще долго держать форму.

Замес с помощью смесителя

Соотношение сырья для приготовления бетона одинаковы как для ручного, так и для механического способа. Приготовление раствора с помощью смесителя актуально, когда объем основания достигает нескольких десятков кубов, либо во всех остальных случаях, когда частному строителю не позволяет здоровье, время или любые другие обстоятельства мешать материал ручным способом.

Изготовление в смесителе

Применение такого агрегата позволяет быстрее, качественнее и в гораздо больших объемах изготавливать материал.

При этом процесс приготовления сводится к следующим этапам:

  • Оборудование устанавливается в рабочее положение. При этом нужно учесть не столько удобство ее загрузки, сколько беспрепятственную выгрузку.

Для этого ее устанавливают либо у специального желоба, по которому бетон будет доставляться непосредственно в опалубку, либо прямо у самой опалубки – в случае, когда ее саму можно перемещать вдоль периметра заливаемой конструкции.

  • Загружается смесь исходных компонентов с учетом рассчитанных соотношений. Включается вращение барабана с целью перемешивания компонентов в сухом виде.
  • Добавляется вода. Количество воды, требуемое для приготовления определенного количества бетона, лучше определять опытным путем, так как песок и щебень уже могут содержать определенное количество воды в своей массе.

Разгрузка из смесителя

Обратите внимание! Количество загружаемой смеси исходных компонентов должно соответствовать возможностям бетономешалки. Инструкция по эксплуатации, как правило, включает подробную информацию по этому поводу. Данные о загрузке можно взять из таблицы, приведенной ниже, в которой указано, сколько в итоге бетона заданной марки получится, исходя из объема цемента.

Пропорции для фундамента из ПГС

Итак, прежде чем приступать к стройке, нужно правильно рассчитать соотношение компонентов бетона для основания. Затем нужно определить какой марки требуется материал, исходя из типа сооружения, особенностей грунта и рельефа местности.

После этого необходимо подобрать удобный способ приготовления бетонной смеси – вручную или посредством подходящей бетономешалки. Фото и видео в этой статье, наглядным образом отображают, как грамотно рассчитать и приготовить бетон для фундамента своими руками.

» Правильное соотношение цемента, песка, щебня и воды для приготовления бетона

Бетон нашел применение в различных сферах строительства. Его основными составляющими являются: песок, вода, цемент и гравий. Для получения качественной смеси они должны использоваться в определенном соотношении. Серьезное отклонение от нормы приведет к образованию раствора низкого качества, который нельзя использовать для возведения фундамента или других элементов строений.

Соотношение компонентов в цементно-песчаном растворе

Для приготовления бетонной смеси нельзя использовать только цемент и воду. Бетон, полученный на их основе, не обладает хорошими показателями прочности и морозостойкости. Здание, возведенное с использованием «низкокачественной» смеси, даст усадку.

Песок — важная составляющая бетона. Необходимо, чтобы он был чистым. Допускается наличие мелкого гравия, глины и других примесей, но не более 5% от его массы.

Материал с мелким зерном не подходит для приготовления бетона. Допустимо использование песка с размерами частиц 2-3 мм.

Сколько песка присутствует в бетоне различных марок?

От количества песка в смеси зависит марка материала.

  • М50 — при использовании цемента М200 соотношение песка и цемента равно 1:3, при М400 — 1:4;
  • М100 — при использовании материала М200 соотношение 1:2, при М400 — 1:3;
  • М75 ― при использовании материала М200 соотношение 1:1,25, при М400 — 1:1,35.

В растворы, в которых отсутствует щебень, потребуется дополнительное введение песка. Так, при изготовлении бетона М10 с использованием материала М200 соотношение составит 1:6, в марке бетона М25 — 1:4.

В некоторых случаях соотношение компонентов в растворе бетона может быть увеличено или уменьшено. Чтобы повысить прочность необходимо увеличить количество цемента в его составе. Если повысить количество цемента М300 на 10%, то получится раствор, который по своим характеристикам аналогичен смеси с использованием цемента М400.

При использовании слишком мелкого песка рекомендуется снизить его количество на 10%, в противном случае прочность материала на изгиб и сжатие будет низкой.

Песок и щебень смешивается постепенно с добавлением небольшого количества воды. Бетонную смесь рекомендуется готовить небольшими порциями, чтобы она не успевала «схватиться».

Пропорции песка, цемента и щебня

Использование щебня позволяет снизить себестоимость бетона и повысить его прочность. Чтобы готовый раствор обеспечивал высокое сцепление, необходимо использовать заполнитель с небольшими фракциями и рифленой поверхностью.

Стандартное соотношение цемента, песка и щебня составляет 1:3:2. Это означает, что щебня должно быть меньше, чем песка, но больше чем главного компонента — цемента.

Воды в растворе не должно быть много, иначе она негативно скажется на прочности материала. В идеале ее количество должно составлять до 25% от общей массы. Для приготовления качественной смеси используют только чистую воду без примесей, лучше фильтрованную.

Если в качестве материалов используется мокрый песок и щебень, то количество воды можно уменьшить, при применении сухих компонентов — увеличить.

Соотношение цемента и ПГС (ОПГС)

ПГС — это песчано-гравийная смесь, состоящая из 2-х компонентов. Именно место добычи песка и гравия (морское или речное дно) оказывает влияние на качество смеси. Гравий не должен содержать глину, снижающую эксплуатационные характеристики бетона. Размер камушков для ПГС должен составлять от 1 до 8 см.

ПГС используется для возведения фундаментов и дорожных покрытий. Основное отличие ПГС от ОПГС — искусственное увеличение количества гравия в обогащенной смеси. Так, его количество в ПГС составляет до 25%, в ОПГС — 25-28%.

Для получения качественной бетонной смеси необходимо соблюдать пропорцию цемента, воды и ПГС в ней. Для изготовления качественного бетона потребуется 1 часть основного материала, 4 части ПГС и 0,5 частей воды. В качестве части учитывается вес компонентов, а не объем. Добавлять в этот раствор песок не нужно, так как он уже присутствует в ПГС.

Указанное выше соотношение не является стандартом. В каждом случае необходимо отталкиваться от назначения бетонной смеси, качества щебня и песка, а также применения пластификаторов и других материалов.

Что нужно брать за основу — объем или вес?

За основу измерения берется масса одной единицы цемента. Остальные компоненты берутся также по весу. Количество воды определяется частью от веса. Например: для производства смеси берется 12 кг основного материала и 6 кг воды, то водоцементное соотношение вычисляется так: 6/12 = 0,5 литров воды.

Массовая доля песка и цемента в бетонной смеси зависит от следующих факторов: марки цемента, количества воды и фракций сыпучих компонентов. При возведении ответственных сооружений используется бетон марки М400 и выше. Для его получения необходимы цемент, песок и щебень в соотношении 1:1,2:2,7, при условии, что будет использоваться цемент 400.


Предупреждение : disk_free_space () [function.disk-free-space]: значение слишком велико для определенного типа данных в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php в строке 20

Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка - заголовки уже отправлены (вывод начался в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php:20) в / home /content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php в строке 22

Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка - заголовки уже отправлены (вывод начался в / home / content / 20 / 3568820 / html / collections / collect / ukedu / dispatch.php: 20) в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/static/lib.inc.php в строке 285

Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка - заголовки уже отправлены по (вывод начался в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php:20) в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php в строке 32

Предупреждение : невозможно изменить информацию заголовка - заголовки уже отправлены (вывод начался в / home / content / 20/3568820 / html / collections / collect / ukedu / dispatch.php: 20) в /home/content/20/3568820/html/collections/collect/ukedu/dispatch.php в строке 33
Объект не найден. Неверное имя файла! $ fileURI: /uk/d/jm0006e/5.2.3.html, $ filename: /uk/d/jm0006e/5.2.3.html!

.

Методы дозирования цемента, песка и заполнителей в бетоне

Дозирование бетона - это процесс выбора количества цемента, песка, крупного заполнителя и воды в бетоне для получения желаемой прочности и качества .

Пропорции крупнозернистого заполнителя, цемента и воды должны быть такими, чтобы полученный бетон имел следующие свойства:

  1. Свежий бетон должен обладать достаточной удобоукладываемостью, чтобы его можно было экономно укладывать в опалубку.
  2. Бетон должен обладать максимальной плотностью или другими словами, он должен быть самым прочным и наиболее водонепроницаемым.
  3. Стоимость материалов и труда, необходимых для формирования бетона, должна быть минимальной.

Определение пропорций цемента, заполнителей и воды для получения требуемой прочности должно производиться следующим образом:

a) При проектировании бетонной смеси такой бетон должен называться бетоном для расчетной смеси, или

b) При использовании номинальной смеси такой бетон будет называться бетоном с номинальной смесью.

  • Бетонная смесь для расчетной смеси предпочтительнее номинальной.
  • Бетон каждой марки следует анализировать отдельно для определения его стандартного отклонения.

Стандартное отклонение

Где,

= отклонение индивидуальной испытательной прочности от средней прочности n образцов.

n = Количество результатов выборочного теста.

Методы дозирования бетона

Произвольный метод дозирования бетона

Общее выражение для соотношений цемента, песка и крупного заполнителя - 1: n: 2n по объему.

1: 1: 2 и 1: 1,2: 2,4 для очень высокой прочности.

1: 1.5: 3 и 1: 2: 4 для нормальной работы.

1: 3: 6 и 1: 4: 8 для фундаментов и массовых бетонных работ.

Рекомендуемые смеси бетона

Бетон по стандарту IS 456: 2000, марки бетона ниже М20 не могут использоваться в работах по РСС.

M10 1: 3: 6
M15 1: 2: 4
M20 1: 1.5: 3
M25 1: 1: 2

Модуль дисперсности Метод дозирования бетона

Термин «модуль тонкости» используется для обозначения порядкового номера, который примерно пропорционален среднему размеру частицы во всем количестве агрегатов.

Модуль крупности получается путем добавления процентного содержания материала, оставшегося на следующем сите, и деленного на 100.

Чем крупнее заполнители, тем выше модуль крупности.

Сито принято для:

Все агрегаты: 80 мм, 40 мм, 20 мм, 10 мм и №№ 480, 240, 120, 60, 30 и 15.

Крупные заполнители: мм, 40 мм, 20 мм, 10 мм и № 480.

Мелкие заполнители: №№ 480, 240, 120, 60, 30 и 15.

Массовая доля мелкого заполнителя и комбинированного заполнителя

Где, P = желаемый модуль дисперсности для бетонной смеси из мелких и крупных заполнителей.

= модуль крупности мелкого заполнителя

= модуль крупности крупнозернистого заполнителя.

Метод минимальной пустоты

(Не дает удовлетворительного результата)

Количество используемого песка должно быть таким, чтобы он полностью заполнял пустоты крупного заполнителя. Точно так же количество используемого цемента показано таким образом, чтобы он заполнял пустоты из песка, так что получается плотная смесь с минимальным количеством пустот.

На практике количество мелкого заполнителя, используемого в смеси, примерно на 10% больше, чем пустот в крупном заполнителе, а количество цемента остается примерно на 15% больше, чем количество пустот в мелком заполнителе.

Метод максимальной плотности:

(не очень популярный)

Где, D = максимальный размер заполнителя (т. Е. Крупного заполнителя)

P = процент материала мельче диаметра d (по весу)

d = максимальный размер мелкого заполнителя.

Ящик заполнен мелкими и крупными заполнителями в различных пропорциях. Затем принимается пропорция, дающая наибольший вес.

Водно-цементный метод дозирования бетона

Согласно закону водоцементного отношения, данному Абрамом в результате многих экспериментов, прочность хорошо уплотненного бетона с хорошей удобоукладываемостью зависит только от этого отношения.

  • При более низком содержании воды получается густая паста с более высокими связующими свойствами, и, следовательно, снижение водоцементного отношения в определенных пределах приводит к увеличению прочности.
  • Аналогично, более высокое содержание воды увеличивает удобоукладываемость, но снижает прочность бетона.
  • Оптимальное водоцементное соотношение для бетона с требуемой прочностью на сжатие определяется на основе графиков и выражений, полученных в результате различных экспериментов.
  • Количество воды меньше оптимального снижает прочность, и меньшего количества воды примерно на 10% может быть недостаточно для обеспечения полного схватывания цемента.Увеличение на 10% выше оптимума может снизить прочность примерно на 15%, а увеличение на 50% может снизить прочность до половины.
  • Согласно Закону Абрама о воде и цементе , меньшее водоцементное соотношение в пригодной для использования смеси будет большей прочностью.
  • Если водоцементное соотношение меньше 0,4–0,5, полная гидратация не будет обеспечена.

Некоторые практические значения водоцементного отношения для железобетона конструкции

  • 0.45 для бетона 1: 1: 2
  • 0,5 для бетона 1: 1,5: 3
  • от 0,5 до 0,6 для бетона 1: 2: 4.

Бетон, вибрирующий с помощью эффективных механических вибраторов, требует меньшего водоцементного отношения и, следовательно, имеет большую прочность.

Thumb Rules для определения количества воды в бетоне:

(i) Вес воды = 28% веса цемента + 4% веса всего заполнителя

(ii) Вес воды = 30% веса цемента + 5% веса всего заполнителя

.

Оценка цемента, песка и гравия в строительстве

При оценке объемов цемента, песка и гравия для дозирования бетона мы используем формулу Фуллера. Это простой способ получить приблизительную оценку, если вы работаете в полевых условиях.

ФОРМУЛА ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Пусть:

C = количество мешков с цементом на кубический метр бетонных работ (мешок / м3)

S = объем песка на кубический метр бетонных работ (м3 песка / м3)

G = Объем гравия на кубический метр бетонной работы (м3 гравия / м3)

c, s, g = соотношение цемент-песок-гравий (относительное количество твердых веществ по объему в смеси)

C = 55 / (c + s + g)

S = 0.028 * C * s

G = 0,028 * C * g

Классы бетонной смеси зависят от соотношения цемент-песок-гравий (c: s: g).

Класс A (1: 2: 4) = для балок, плит, колонн, все элементы, подверженные изгибу

Класс B (1: 2,5: 5) = элемент, не усиленный для изгибающего напряжения

Класс C (1: 3 : 6) = для опоры (не под водой)

Примечание: здесь мы используем 94 фунта портландцемента на кубический метр бетона

Пример 1:

Определите количество мешков с цементом, песком и гравием в предлагаемом бетоне. тротуар шириной и длиной 100 м х 200 м.Толщина 100 см.

Дано: Ширина = 100 м Длина = 200 м Толщина = 0,1 м

Требуется: количество мешков с цементом, песком и гравием

Решение:

Объем бетона = 100 * 200 * 0,1 = 2000 м3

Покрытие = Класс A (1: 2: 4)

C = 55 / (c + s + g) = [55 / (1 + 2 + 4)] * 2000 = 15,680 мешков

S = 0,028 * C * s = {0,028 * [55 / (1 + 2 + 4)] * 2} * 2000 = 800 м3 песка

G = 0,028 * C * g = {0,028 * [55 / (1 + 2 + 4)] * 4} * 2000 = 1760 м3 песка

.

Бетонный фундамент - три типа бетонного фундамента

Есть много разновидностей бетонных плит в зависимости от назначения плиты. Ниже приведены несколько полезных ссылок для понимания конкретных основ, а также трех типов бетонных оснований.

Фундамент здания и фундаменты дома

Процесс строительства фундамента

Бетонные опоры

Найти подрядчиков по фундаменту рядом со мной

Т-образный

Т-образный

Традиционный метод фундамента для поддержки конструкции в зоне промерзания грунта.Ниже линии промерзания кладут фундамент, а затем добавляют стены. Основание шире стены, что обеспечивает дополнительную поддержку у основания фундамента. Укладывают Т-образный фундамент и дают ему застыть; во-вторых, возводятся стены; и наконец, между стенами заливается плита.

Итого:

  • Фундаменты Т-образные используются в местах промерзания грунта.
  • Сначала устанавливается опора.
  • Во-вторых, стены построены и залиты.
  • Наконец, кладется плита.

Монолитный фундамент

Монолитный фундамент

Как следует из названия, плита представляет собой один слой бетона толщиной в несколько дюймов. Плита заливается по краям толще, чтобы получилось цельное основание; арматурные стержни укрепляют утолщенный край. Плита обычно опирается на слой измельченного гравия для улучшения дренажа. Заливка металлической сетки в бетон снижает вероятность появления трещин. Плита на уклоне подходит для мест, где земля не замерзает, но ее также можно дополнить изоляцией, чтобы предотвратить воздействие морозного пучка.(см. ниже)

Итого:

  • Плита на уклоне, используемая в местах, где земля не замерзает.
  • Края плиты перекрытия толще, чем внутренняя часть плиты.
  • Монолитная плита монолитная (залита все за один раз).

Защита от мороза

Защита от мороза

Этот метод работает только с обогреваемой конструкцией. Он основан на использовании двух листов жесткой полистирольной изоляции - одного на внешней стороне фундаментной стены, а другого, уложенного плоско на гравийном слое у основания стены, - чтобы предотвратить замерзание, что является проблемой для плиты. на фундаментах в местах с морозами.

.

Экспериментальное исследование прочности на сдвиг цементно-песчано-гравийного материала

Экспериментальное исследование развития прочности на сдвиг цементно-песчано-гравийного материала (CSG) было проведено с использованием испытаний на трехосное сжатие. Было проанализировано влияние содержания вяжущего агента, содержания заполнителя и градации на сопротивление сдвигу материала CSG. Прочность на сдвиг заметно увеличивалась с увеличением содержания вяжущего агента и содержания заполнителя для данного ограничивающего давления. Увеличение прочности на сдвиг при увеличении содержания вяжущего намного превышало таковое при увеличении содержания заполнителя.Однако кривые напряжение-деформация и прочность на сдвиг изменились лишь незначительно, когда была отрегулирована градация агрегатов для материала CSG. На основе данных испытаний предлагается критерий прочности для материала CSG в зависимости от содержания вяжущего агента, содержания заполнителя и прочности на сдвиг градации заполнителя.

1. Введение

Как и бетон, уплотненный роликами (RCC), цементно-песчано-гравийный материал (CSG) состоит из воды, заполнителя (каменного материала, песчано-гравийного материала и т. Д.)) и вяжущие вещества, такие как портландцемент и летучая зола. По сравнению с RCC, преимущества материала CSG включают более низкие требования к содержанию вяжущего агента, его совместимость с местным заполнителем и менее строгие требования к контролю температуры. Материалы CSG с различным содержанием цементирующего агента, агрегатным составом и градациями используются в различных инфраструктурных приложениях, таких как насыпи, обработка почвы, армирование небольших сельских гидроэнергетических сооружений и, как правило, при строительстве плотин [1].

Требования к прочности - это основная предпосылка в инженерных применениях геотехнических материалов; Таким образом, исследование прочностных характеристик геотехнических материалов чрезвычайно важно. С 1990-х годов ученые изучают цементный песок. Некоторые исследователи [2, 3] получили результаты по прочностным характеристикам CSG-материалов в результате серии испытаний на прочность при сжатии. Результаты предыдущих исследований показывают, что прочность на сжатие материала CSG увеличивается с увеличением содержания вяжущего агента, оптимальное водоцементное соотношение равно 1.2, а прочность максимальна, когда содержание мелочи находится в пределах 25–30%. Kongsukprasert et al. [4] изучили влияние нескольких факторов, включая содержание воды, содержание вяжущего агента, плотность в сухом состоянии и период отверждения, на прочность материала CSG на сдвиг, используя испытания на трехосное сжатие, проведенные при ограничивающем давлении 19,8 кПа. Хотя влияние ограничивающего давления на прочность материала CSG на сдвиг весьма обширно, в этих предыдущих исследованиях не учитывались.Wu et al. [5] проанализировали влияние возраста отверждения на прочность на сдвиг материала CSG с помощью трехосных испытаний и впоследствии использовали данные испытаний для установления критерия прочности на сдвиг в зависимости от срока отверждения и ограничивающего давления. Sun et al. [6] провели трехосные испытания материалов CSG с содержанием вяжущего менее 60 кг / м 3 ; Кроме того, Fu et al. провели статические и динамические трехосные испытания материалов CSG с содержанием вяжущего вещества более 60 кг / м 3 .[7]. Эти исследования в основном были сосредоточены на влиянии содержания вяжущего агента на сопротивление сдвигу материала CSG при различных ограничивающих давлениях. Амини и Хамиди [8] проанализировали влияние содержания вяжущего агента на когезию c и угол внутреннего трения φ в критерии Мора – Кулона в дренированных и недренированных условиях с использованием испытаний на трехосное сжатие. Однако критерий прочности на сдвиг, основанный на содержании вяжущего агента и ограничивающем давлении, в этих исследованиях не предлагался.Ли и др. [9] провели испытания на трехосное сжатие искусственного зацементированного песка, который является типом материала, подобного материалу CSG, и предложили несколько новых критериев прочности, основанных на экспериментальных результатах для различного содержания вяжущего агента. Поскольку размер заполнителя в материале CSG значительно отличается от размера заполнителя в цементированном песке, неясно, можно ли напрямую применить критерий прочности, разработанный для искусственного цементированного песка, к материалу CSG. Clough et al. [10] и Ван [11] проанализировали влияние содержания заполнителя на прочность на сдвиг CSG-материала при различных ограничивающих давлениях, но не предложили критерий прочности на основе содержания заполнителя.Обзор литературы показывает, что исследований, касающихся влияния градации агрегатов на прочность на сдвиг CSG материала, недостаточно. Для плотин CSG, поскольку геологические условия и требования каждого проекта плотины различаются, содержание цементирующего агента, агрегатное содержание и градация материала CSG также различаются для разных плотин.

В этом исследовании были проведены испытания на трехосное сжатие для оценки влияния содержания вяжущего агента, содержания заполнителя и градации на прочность на сдвиг материала CSG.Кроме того, на основе результатов предлагается новый критерий прочности для материала CSG. Целью предложенного критерия прочности является обеспечение основы для построения разумной конститутивной модели, подходящей для различных типов материалов CSG, и удовлетворения инженерных требований для различных приложений инфраструктуры, включая строительство плотины CSG.

2. Материалы и методы
2.1. Сырье

Два типа CSG-материалов, в дальнейшем именуемые «Материал I» и «Материал II», были исследованы посредством испытаний на трехосный сдвиг с дренажем.

2.1.1. Материал I

Цемент: обыкновенный силикатный цемент марки 32,5 от Anhui Digang Hailuo Cement Co., Ltd. Щебень: размер частиц менее 5 мм (3%), 5–10 мм (20%), 10–20 мм ( 35%) и 20-40 мм (42%) из пригорода Нанкина [5]. Песок: размер частиц примерно 0–4,75 мм, средне-крупный песок, измельченный из известняка. Вода: водопроводная вода.

Соотношение песка и щебня составляет 1: 4, что было таким же, как в экспериментальном исследовании Sun et al.[5]. В этой статье совокупная градация для Материала I обозначена как № 1.

2.1.2. Материал II

Цемент: Обычный силикатный цемент сорта 42,5 от Anhui Digang Hailuo Cement Co., Ltd. Летучая зола: Летучая зола типа I с рынка Нанкина. Песок и гравий: одна градация заполнителя (№ 2) и вторая градация (№ 3), которые перечислены в таблице 1. Вода: водопроводная вода.


Название Меньше 1 мм 1–5 мм 5–10 мм 10–20 мм 20–40 мм

№2 ступени 17% 12% 22% 15,5% 33,5%
ступень 3 16,25% 8,75% 21,25% 28,75% 25%

2.2. Пропорции смеси материала CSG и программы испытаний

Для материала I водоцементное соотношение составляло 1,0 [12], а содержание вяжущего агента составляло 20 кг / м 3 , 40 кг / м 3 , 60 кг / м 3 , 80 кг / м 3 и 100 кг / м 3 ; общее содержание щебня и песка составило 2090 кг / м 3 , 2110 кг / м 3 и 2130 кг / м 3 .Образцы Материала I, которые различаются по содержанию вяжущего и заполнителя, были подвергнуты испытаниям на трехосный сдвиг с дренированием при различных ограничивающих давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Чтобы подтвердить адекватность прочности материала CSG в этой статье, в образцах использовалась смесь Материала I с содержанием вяжущего агента 60 кг / м 3 и агрегатным содержанием 2110 кг / м 3 . подвергнуты дополнительным испытаниям на трехосный сдвиг с дренажом, проводимым при различных ограничивающих давлениях.Программы испытаний, проведенные для Материала I, для исследования влияния содержания вяжущего агента и содержания заполнителей, представлены в Таблице 2.


Порядковый номер Содержание цементирующего агента (кг / м 3 ) Агрегатное содержание (кг / м 3 ) Градация агрегата

1 20 2130 No.1
2 40 2130 № 1
3 60 2110 № 1
4 60 2130 № 1
5 80 2090 № 1
6 80 2110 № 1
7 80 2130 № 1
8 100 2130 No.1

Для Материала II соотношение цемента и угольной золы составляло 1: 1, а соотношение воды и цемента составляло 1,0 [12]. Образцы материала II с градацией заполнителя (№ 2) были подвергнуты осушаемым испытаниям на трехосный сдвиг при различных ограничивающих давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа) и различном содержании вяжущего агента (20 кг / м 3 , 80 кг / м 3 и 100 кг / м 3 ). Кроме того, для оценки влияния градации агрегатов на прочностные характеристики CSG была разработана вторая градация (No.3) был испытан на образцах материала II. Они были подвергнуты испытаниям на трехосный сдвиг с дренажом при различных ограничивающих давлениях (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Программы испытаний, проведенные на Материале II для исследования влияния содержания вяжущего агента и градации заполнителя, представлены в Таблице 3.


Порядковый номер Содержание цементирующего агента (кг / м 3 ) Агрегатное содержание (кг / м 3 ) Градация агрегата

1 20 2130 No.2
2 80 2130 № 2
3 80 2130 № 2
4 100 2130 № 2

2.3. Оборудование и методы испытаний, использованные в испытаниях на трехосный сдвиг с дренажем

Испытания на трёхосный сдвиг с дренажом образцов материала CSG были проведены с использованием динамического трёхосного тестера TYD-1500, как показано на рисунке 1.

Смесительные материалы, используемые для изготовления образцов материала CSG для серии крупномасштабных трехосных испытаний, показаны на Рисунке 2 (а). Материалы были уплотнены в стальных формах диаметром 30 см и высотой 70 см (рис. 2 (б)). Образцы выдерживали в лаборатории при температуре 20 ± 2 ° C в течение 28 дней.

Трехосные испытания для определения прочности на сдвиг материалов CSG проводились в соответствии со стандартом Китая SL237-1999 [13]. Образцы сначала насыщали, а затем подвергали одному из четырех уровней ограничивающего давления (300, 600, 900 или 1200 кПа) в течение 10 минут перед осевым нагружением.Затем прикладывали осевую нагрузку со скоростью деформации 2 мм / мин и прекращали, когда осевая деформация достигла 15%.

Для повышения точности результатов были подготовлены и протестированы по два образца для каждой тестовой группы. Для предотвращения повреждения тестера частицами, падающими с поврежденных образцов, образцы закрывали резиновыми гильзами, которые надежно закреплялись.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Сопротивление сдвигу в зависимости от содержания цементирующего агента

Результаты испытаний на трехосный сдвиг дренированных образцов, выполненных на образцах Материала I и Материала II, представлены на Рисунках 3 и 4.Как показано на этих рисунках, при низком содержании цементирующего агента кривые q - ε a для материала CSG состоят из трех стадий: начальное увеличение напряжения, замедление роста напряжения и пиковое напряжение, подобное этому. материала каменной наброски в материале CSG. Влияние содержания вяжущего агента на деформационное разупрочнение материала очевидно. Кривые напряжение-деформация состоят из пяти стадий: начальное увеличение напряжения, замедление роста напряжения, пиковое напряжение, пластическое размягчение и остаточная прочность, которая приближается к прочности материала RCC, когда содержание вяжущего агента увеличивается до 100 кг / м 3 .Максимальное напряжение и напряжение при данной осевой деформации значительно увеличиваются с увеличением содержания вяжущего агента при каждом ограничивающем давлении, рассматриваемом в этом исследовании (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Это связано с тем, что цементация между частицами в материале CSG увеличивается с увеличением содержания вяжущего агента, что приводит к изменению механизма внутренней несущей способности с трения между частицами, как в материале каменной наброски, на постепенное увеличение внутренней когезионной прочности.Это согласуется с результатами Li et al. [9], которые сообщили, что содержание вяжущего агента является основным фактором, влияющим на прочность искусственного цементированного песка, аналогичного материалу CSG.

На рисунке 5 показана прочность на сдвиг, которая представляет собой максимальное напряжение, показанное на кривых на рисунках 3 и 4, при изменении ограничивающего давления и содержания вяжущего. Как показано на рисунке 5, прочность материала CSG на сдвиг составляет от 1200 до 12000 кПа и увеличивается с увеличением содержания вяжущего агента и ограничивающего давления.Связь между максимальной прочностью и ограничивающим давлением приблизительно линейна для данного содержания вяжущего агента. Это согласуется с наблюдениями Fu et al. [7] и другие исследователи [5], которые сообщили, что увеличение содержания вяжущего агента очень эффективно для повышения прочности на сдвиг CSG и различных других материалов, таких как цементированный песок и адгезивные материалы для засыпки из пенополиуретана.

3.2. Сопротивление сдвигу в зависимости от содержания заполнителя

На рис. 6 показаны кривые напряжения-деформации для CSG-материалов в зависимости от содержания заполнителя, полученные в результате испытания на трехосный сдвиг с дренажом.Как показано на рисунке 6, содержание заполнителя мало влияет на форму кривой напряжения-деформации, но пиковое напряжение увеличивается с увеличением содержания заполнителя. Это связано с увеличением содержания заполнителя, усиливающего внутреннюю несущую способность материала CSG, что является результатом увеличения площади контакта с частицами.

На рис. 7 показана прочность на сдвиг, которая представляет собой максимальное напряжение на кривых, показанных на рис. 6, при изменении ограничивающего давления и содержания заполнителей.Как видно из этих фигур, прочность на сдвиг увеличивается с увеличением ограничивающего давления и содержания заполнителей. Это согласуется с результатами Ванга [11] относительно изменения прочностных характеристик материала CSG с относительной плотностью и ограничивающим давлением ниже 300 кПа. По сравнению с содержанием вяжущего агента, содержание заполнителя оказывает меньшее влияние на сопротивление сдвигу материала CSG.


3.3. Сопротивление сдвигу в зависимости от градации заполнителя

На рисунке 8 показаны кривые напряжение-деформация для CSG-материалов с различными градациями заполнителя, полученные в результате испытания на трехосный сдвиг с дренажом.Влияние градации агрегатов на поведение напряженно-деформированного материала CSG не заметно ни при одном из рассмотренных ограничивающих давлений (300 кПа, 600 кПа, 900 кПа и 1200 кПа). Это похоже на минимальное влияние градации на прочность каменного материала, когда содержание заполнителя составляет от 60 до 70%.

4. Критерий прочности

Теория Мора – Кулона, которая служит основой для критерия прочности для материала CSG в этом исследовании, обычно используется для описания реакции материалов на напряжение-деформацию [5–8].Его можно выразить следующим образом: где - сцепление материала, - угол внутреннего трения, - напряжение сдвига, - нормальное напряжение.

Для описания отношений между максимальной прочностью и ограничивающим давлением для изменяющегося содержания цементирующего агента и содержания заполнителя, показанных на рисунках 6 и 7, критерий Мора-Кулона, представленный главным напряжением в (1), может быть выражен следующим образом: где - пиковая прочность, - это ограничивающее давление для испытания на трехосный сдвиг с дренажом, - это когезия, - это угол внутреннего трения (сопротивление сдвигу).

На основании (2) и результатов испытаний на прочность на сдвиг, полученных для различного содержания вяжущего агента и содержания заполнителя, для этого анализа были извлечены значения когезии и угла внутреннего трения (сопротивления сдвигу), как показано в таблицах 4 и 5. .


Содержание вяжущего, C c (кг / м 3 ) Когезия, c (кПа) Угол внутреннего трения (°)

20 256.1 40,3
40 405,2 38,9
60 691,9 38,0
80 1031,2 39,3
100 1280,1 41,4


Агрегатное содержание, ρ г (кг / м 3 ) Сплоченность, c (кПа) Внутреннее угол трения (°)

2090 934.4 38,8
2110 989,2 39,1
2130 1031 39,3

Теория Мора – Кулона основана на том, что когезия и угол сопротивления сдвигу в (1) постоянны. Однако для материалов CSG, используемых в практических инженерных приложениях, когезия и угол сопротивления сдвигу варьируются в зависимости от содержания вяжущего агента и содержания заполнителя.Это означает, что исходное выражение теории прочности Мора – Кулона не подходит для материалов CSG с различным содержанием цементирующего агента и заполнителя. Таким образом, предлагается новый критерий прочности на сдвиг материала CSG. Этот критерий зависит от содержания вяжущего и заполнителя.

4.1. Когезия c

На основании значений когезии, полученных для различного содержания вяжущего агента (перечисленных в таблице 4), взаимосвязь между когезией и содержанием вяжущего агента может быть выражена следующим образом: где - параметр, связанный с составом CSG материала и - содержание вяжущего агента.

Когда содержание вяжущего агента в (3) низкое, когезия материала CSG близка к нулю, что близко к сцеплению материала каменной наброски, как рассчитано Sun et al. [5]. На рисунке 9 показано сравнение данных испытаний и результатов, рассчитанных с использованием (3) для материала CSG [5, 6, 8], материала каменной набивки, армированного PFA [14], цементированного песка [9] и цементированного грунта [15] для различных содержание вяжущего агента. Как показано на рисунке 9, результаты расчетов для материала CSG, материала каменного набивки, армированного PFA, и цементированного песка хорошо соответствуют экспериментальным результатам; это подтверждает, что (3) дает разумное описание когезии этих цементированных и связанных материалов в зависимости от содержания цементирующего агента.Однако, поскольку почва в цементированной почве, изученная Baxter et al. [15] имели некоторую вязкость и значение сцепления больше нуля, (3) не подходит для этого типа цементированного грунта.


.

Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта

Исследования грунта проводятся для определения свойств грунта и подходящих для них типов фундамента. В этой статье обсуждаются различные типы почвенных исследований, их отчеты и подходящие типы фундаментов для различных типов почв.

Виды почвенных исследований для выбора фундамента

Исследования недр

Состояние недр исследуется с помощью пробных скважин, предоставленных инженером-грунтом (инженер-геолог).Количество и расположение отверстий зависит от типа здания и условий участка.

Обычно для однородных почвенных условий буровые скважины расположены на расстоянии 100-150 футов друг от друга, для более детальной работы, когда грунтовые основания расположены близко друг к другу, а грунтовые условия даже не разнесены на 50 футов.

Большие открытые складские помещения, где меньше колонн (большие пролеты), требуют менее скучных образцов. Буровые скважины должны доходить до твердого слоя (проходить через неподходящий грунт фундамента) и , а затем простираться как минимум на 20 футов дальше в пригодную почву.

Расположение образцов скважин указано на инженерном плане. Они не включены непосредственно в предлагаемые столбцы.

Скважины указывают глубину, классификацию почвы (согласно единой почвенной системе) и содержание влаги, а иногда также отображается уровень грунтовых вод. (Физические свойства: размер частиц, влажность, плотность).

Отчет о подземных исследованиях почвы Рекомендация должна быть основана на испытании материалов, полученных при бурении на месте, и включать:

  1. Несущая способность грунта
  2. Рекомендации по проектированию фундамента
  3. Рекомендации по проектированию мощения
  4. Уплотнение почвы
  5. Поперечная прочность (активная, пассивная и коэффициент трения)
  6. Проницаемость
  7. Глубина промерзания

Исследования поверхностных почв

Исследования грунта поверхности необходимы для строительства в следующих случаях:

  • Высокий уровень грунтовых вод.
  • Наличие проблемных почв: торф, мягкая глина, рыхлый ил или мелкие водоносные пески.
  • Скала близко к поверхности (требуется взрывная обработка для земляных работ).
  • Свалки или заливки.
  • Признаки оползней или проседания.

Наземные показатели состояния почвы:

  • Рядом со зданиями - требуется опалубка или земля и существующий фундамент.
  • Обнажение скальных пород - указывает на коренную породу, хорошую по несущей и морозостойкости, плохую для земляных работ.
  • Вода (озеро) - указать высокий уровень грунтовых вод, необходима гидроизоляция фундамента.
  • Level Terrain - легкая работа на стройплощадке, хорошая устойчивость, но плохой дренаж.
  • Пологие склоны - простая работа на стройплощадке и отличный дренаж.
  • Convex Terrain (Ridge) - сухое твердое место для строительства.
  • Concave Terrain (Valley) - влажное мягкое место для строительства.
  • Крутой склон - дорогостоящие земляные работы, возможная эрозия и оползни.
  • Листва - некоторые деревья указывают на влажную почву.Большие деревья указывают на твердую почву.

Классификация почв

Инженеры, занимающиеся механикой грунтов, разработали простую систему классификации, которая расскажет инженеру о свойствах данного грунта. Единая система классификации почв основана на идентификации почв по их текстурным свойствам и пластичности, а также на их группировке по поведению. Почвы обычно встречаются в природе в виде смесей с различной долей частиц разного размера, каждый из этих компонентов вносит свой вклад в почвенную смесь.

Земля классифицируется на основании:

  • Доля гравия, песка и мелочи.
  • Форма зерна.

Пластичность и сжимаемость грунта

В единой системе классификации почв (uscs) почве дается описательное название и буквенный символ, указывающий на ее основные характеристики. Отнесение твердого тела к соответствующей группе осуществляется визуальным осмотром и лабораторными исследованиями.В единой классификации почв для обозначения диапазонов размеров частиц почвы используются термины булыжник, гравий, песок и мелкие частицы (ил или глина).

Размер частиц почвы варьируется от самого большого до самого мелкого:

  1. Брусчатка
  2. Гравий (крупный + мелкий)
  3. Песок (крупный + средний + мелкий)
  4. Мелкие частицы, состоящие из глины или ила
  • Прочность почвы на сдвиг складывается из когезии (содержание воды, насколько она липкая) и внутреннего трения (в зависимости от размера зерен).Это определено испытанием на трехосное сжатие

Группы почв:

Почвы затем сгруппированы в три группы, состоящие из:

  1. Крупнозернистые - разделены на гравийные почвы (G) и пески и песчаные почвы (S)
  2. Мелкозернистая - разделена по пластичности. (Д, В)
  3. Высокоорганические - не подразделяются. (Пт)

Coarse Gained - это почвы, состоящие из гравия и / или песков и содержащие большое количество различных частиц.Они наиболее подходят для фундаментов, когда они хорошо дренированы и закрыты. Это почвы с хорошей несущей способностью. В частности, серия G (GW, GP, GM, GC). Определяется по процентному содержанию щебня и песка.

Мелкозернистые - почвы, представляющие собой илы и глины (L, H). Содержат более мелкие частицы ила и глины. Они подходят для фундаментов, но требуют уплотнения. Самым подходящим из этой серии (L) является CL. Эти почвы идентифицируются на основе их когезионных свойств и проницаемости.

Высоко Органический - это почвы, которые обычно очень сжимаются и не подходят для строительства. Они содержат частицы листьев, травы и веток. Для этой группы типичны торф, гумус и болотные почвы с высокоорганическим составом (Pt). Их легко идентифицировать по цвету, текстуре и запаху. В этом типе почвы также очень высокое содержание влаги.

Названия почв, указанные в единой системе классификации почв, связаны с определенным размером зерна и текстурными свойствами.Так обстоит дело с крупнозернистыми почвами. Названия ила и глины основаны на пластичности почвы.

Соответствующая информация о пробах, взятых из буровых скважин, которая может помочь инженеру-геологу при определении фундамента, включает:

  1. Для крупнозернистого грунта - размер частиц, минералогический состав, форма зерен и характер вяжущего.
  2. Для мелкозернистых грунтов - прочность, влажность, пластичность.

На предварительных этапах визуальный осмотр может определить поведение почвы при ее использовании в качестве компонента при строительстве предлагаемого здания. Классифицировать почву можно по классификационным категориям единой системы классификации почв. (Позже могут быть проведены лабораторные исследования).

Прочность и уплотнение, составляющие характеристики уплотнения почвы, определяют ее пригодность для строительства фундаментов.

Проблемы с почвой

Проблема подъемных давлений в почве может быть уменьшена за счет наличия хорошо дренированного и свободного дренирования гравия (GW, GP).Подъемные давления могут возникать в мелкозернистых грунтах, состоящих из илов и глин; такие почвы могут вызвать пучение фундаментов и образование фурункулов.

Из-за возможного промерзания

  • Независимо от морозостойкости различных групп почв, прежде чем заморозки будут учитываться, необходимо одновременное выполнение двух условий - источник воды в период замерзания и достаточный период низких температур для проникновения в почву.
  • В целом илы и глины (ML, CL, OL) более подвержены замерзанию (поскольку они содержат влагу). Хорошо дренированные зернистые почвы менее подвержены промерзанию и возникновению проблем с фундаментом.

За счет дренажа Характеристики

  • Дренажные характеристики почв напрямую отражают их проницаемость. Присутствие влаги в материалах основания, основания и подкласса может вызвать развитие порового давления воды и потерю прочности.
  • Гравийные и песчаные почвы с небольшим количеством мелких частиц или без них (GW, GP, SW, SP) имеют отличные дренажные характеристики.
  • Мелкозернистые почвы и почвы с высоким содержанием органических веществ имеют плохие дренажные характеристики.

Уплотнение почвы

Катки с опорными лапами и катками с резиновыми колесами являются обычным оборудованием, используемым для уплотнения почвы. Некоторое преимущество имеет овчинный валик в том, что он оставляет шероховатую поверхность, которая обеспечивает лучшее соединение между слоями.

Гранулированный грунт, состоящий из хорошо гранулированных материалов (GW, SW), дает лучшие результаты уплотнения, чем плохо гранулированный грунт (GP, SP) .

Мелкозернистые грунты также можно уплотнять

  • Для большинства строительных проектов любого масштаба очень желательно исследовать характеристики уплотнения почвы с помощью секции полевых испытаний.
  • Пригодность грунта для фундамента зависит в первую очередь от характеристик прочности, сцепления и уплотнения грунта.Тип конструкции, нагрузка и ее использование будут во многом определять приспособляемость грунта как удовлетворительного материала основания.
  • Почва может быть полностью подходящей для одного типа строительства, но может потребовать специальной обработки для другого здания.
  • В целом, гравийные и гравийные почвы (GW, GP, GM, GC) имеют хорошую несущую способность и мало уплотняются под нагрузкой.
  • Хорошо отсортированный песок (SW) обычно также имеет хорошую несущую способность.
  • Пески с плохой сортировкой и илистые пески (SP, SM) имеют переменную производительность в зависимости от их плотности.
  • Некоторые почвы, содержащие илы и глины (ML, CL, OL), подвержены разжижению и могут иметь низкую несущую способность и большие осадки при нагрузках. Из мелкозернистых грунтов группа CL, вероятно, лучше для фундаментов.
  • Органические почвы (OL и OH) и высокоорганические почвы (Pt) имеют плохую несущую способность и обычно демонстрируют большую осадку под нагрузкой.

Типы фундаментов по исследованию грунтов

Для большинства мелкозернистых грунтов (содержащих ил и глины) может быть достаточно использования простых раскладываемых опор, это в значительной степени зависит от величины нагрузки.Расположение фундамента по отношению к почве (необходимо учитывать фундаментные стены и гидростатическое давление, поскольку в почве присутствует влага).

Если грунт плохой, а нагрузки на конструкцию относительно большие, требуются альтернативные методы.

Свайный фундамент может потребоваться в некоторых случаях, когда присутствует тонкий связный ил и глинистая почва. (СН, ОН). Иногда может быть желательно и экономически целесообразно провести чрезмерную выемку грунта для удаления таких грунтов, которые не обладают несущей способностью; может удалить уплотнение и насыпать или импортировать другой спроектированный грунт.

Инженер-геотехник на основании результатов бурения порекомендует подходящие системы фундаментов или альтернативные решения, также могут быть установлены выдерживаемость, минимальные глубины и специальные процедуры проектирования или строительства.

Безопасная несущая способность грунта равна предельной несущей способности, деленной на коэффициент запаса прочности (обычно 2-4). предельная несущая способность определяется как максимальное удельное давление, которое грунт может выдержать, не допуская больших осаждений.

Bedrock имеет самую высокую безопасную несущую способность.Хорошо отсортированный гравий и песок, которые удерживаются и осушаются, имеют безопасную несущую способность от 3 000 до 12 000 фунтов на квадратный фут. Илы и глины имеют более низкую безопасную несущую способность 1000 - 4000 фунтов на квадратный фут.

Роль фондов

  1. Переместите строительную нагрузку на землю.
  2. Якорное сооружение от ветровой и сейсмической нагрузки.
  3. Изолировать здание от морозного пучения.
  4. Изолировать здание от обширных почв.
  5. Защищает от влаги.
  6. Предусмотрены жилые помещения (подвал, кладовая).
  7. Дома механические системы.

Конфигурации фундамента: плита на уровне земли, пространство для подполья и подвал.

Типы фундаментов

Раздвижные опоры

Используется для большинства зданий с небольшими нагрузками и / или с прочными мелкими грунтами. У колонн имеются одноточечные квадратные площадки, несущие стены имеют удлиненную форму. Они почти всегда усилены.Эти опоры переносят нагрузку непосредственно на опорные почвы.

Площадь основания основания получается делением приложенной силы на безопасную несущую способность грунта (f = P / A). Обычно подходит для малоэтажных домов (1-4 этажа).

Требуются твердые грунтовые условия, способные поддерживать здание на площади раздвинутых опор. При необходимости опоры колонн могут быть соединены вместе с поперечными балками для обеспечения большей поперечной устойчивости при землетрясениях.

Они наиболее широко используются, потому что они наиболее экономичны.Глубина опоры должна быть ниже верхнего слоя почвы и линии промерзания на уплотненной насыпи или твердой естественной почве.

Расставленные опоры должны быть выше уровня грунтовых вод. Толщина бетонных оснований должна быть не меньше ширины ствола.

По мере того, как вес здания увеличивается по сравнению с несущей способностью или глубиной хорошо несущего грунта, необходимо увеличить размер фундамента или использовать другие системы.

Пробуренные пирсы или кессоны

Для расширяющихся грунтов с низкими и средними нагрузками или с высокими нагрузками с камнями, расположенными не слишком глубоко, можно использовать просверленные кессоны (опоры) и профильные балки.

Кессоны могут быть прямыми или выпуклыми внизу для распределения нагрузки. Балка уклона предназначена для перекрытия опор и передачи нагрузок на столбчатый фундамент. Кессоны доставляют груз на грунт большей вместимости, расположенный не слишком далеко вниз

.

Фундамент свайный

Для обширных грунтов или грунтов, которые сжимаются при больших нагрузках, где глубокие грунты не могут выдержать строительную нагрузку и где грунты с большей грузоподъемностью, если они находятся глубоко под ними.

Есть два типа свай

  1. Фрикционные сваи - используются там, где нет приемлемого несущего слоя, и они зависят от сопротивления кожи сваи грунту.
  2. Концевой подшипник - переносится непосредственно на почву с хорошей несущей способностью.

Несущая способность свай зависит от конструкционной прочности самой сваи или прочности грунта, в зависимости от того, что меньше.

Сваи могут быть деревянными, стальными, железобетонными или монолитными.

Забивные сваи состоят из отверстий, просверленных в земле и затем заполненных бетоном, они используются для легких нагрузок на мягком грунте и там, где бурение не приведет к обрушению. Тип трения, определяемый по периметру вала и окружающей земле.

Мат Фундамент

Железобетонный плот или мат можно использовать для небольших зданий с небольшой нагрузкой на очень слабых или обширных почвах, таких как глина.

Они часто представляют собой бетон после растяжения. Они позволяют зданию плавать на земле или в земле, как плот.Его можно использовать в зданиях высотой 10-20 этажей, где он обеспечивает сопротивление опрокидыванию.

Его можно использовать там, где почва требует такой большой площади опоры, а основание может быть расширено настолько, что становится более экономичным залить одну большую плиту (толстую), более экономичным - меньше форм.

Используется вместо забивных свай, поскольку может быть менее дорогим и менее заметным (т. Е. Меньшим воздействием на окружающие территории). Обычно используется на обширных глинах и илах, чтобы фундамент оседал без больших перепадов.

Общий обзор исследования почвы и типы фундаментов

Рейтинг грунтов для фундаментов: (от лучших к непригодным):

  • Песок и гравий - лучший
  • Средние и твердые глины - в хорошем состоянии
  • Ил и мягкая глина - плохая
  • Ил и глина органические - нежелательные
  • Торф непригодный

Чем больше PI - индекс пластичности, когезионность, тем больше вероятность усадки и набухания, обычно характерных для глинистых грунтов.

Несвязные грунты - это зернистые грунты, состоящие из гравия и песков. Связные почвы представлены илами и глинами, а также органическими.

Дифференциальные осадки в бетонных фундаментах должны быть ограничены максимумом от до ½ дюйма.

Как правило, стоимость фундамента составляет 5% от общей стоимости строительства. Наиболее экономичен, когда безопасная несущая способность составляет не менее 3000 фунтов на квадратный фут - раздвижные опоры. Сваи самые дорогие, в 2 или 3 раза дороже, чем шпунтовые опоры.

.

Смотрите также