Плотность бетона: удельный и объемный вес

Плотность бетона: удельный и объемный вес

Значение удельной массы кубометра бетона

Вес — сила, с которой тело давит на опору. Удельный вес вещества — его отношение к объему (Н/м3). Эту физическую величину часто путают с плотностью, которая является отношением массы к объему (кг/м3), так как численно они совпадают. Причина путаницы заключается в смешении понятий веса и массы (количества вещества). Совмещение определений этих величин — либо ошибка, либо бытовое словоупотребление, когда не требуется научная точность.

Для грубого расчета берут ориентировочную цифру — 2400 кг/м3. Если речь идет об удельном весе железобетона, то прибавляют до 10 %. Но в строительстве используют множество различных видов, их плотность сильно отличается и находится в пределах 300-3000 кг на кубометр.

Влияние удельной массы на качественные характеристики бетона

По этому параметру подбирают подходящий вид раствора для конкретных целей. Несущие конструктивные элементы изготавливают из более плотных типов, второстепенные — из легких.

На плотность влияет подбор зернового состава заполнителя, снижение содержания воды. Если есть необходимость в увеличении веса 1 м3, то добавляют пластификаторы, специально предназначенные для уплотнения или улучшения качества. Это происходит за счет уменьшения потребности раствора в воде при сохранении его подвижности. Помимо прочности от объемной массы зависят влагонепроницаемость и морозостойкость.

Для легких пористых цементобетонов важной характеристикой являются звуко- и теплоизолирующие свойства. Здесь прослеживается обратная связь между массой кубометра и этими параметрами — чем плотнее материал, тем хуже он утепляет и поглощает шум. По марке пено- и газобетона определяют также степень пористости: чем она выше, тем меньше содержание воздуха.

От чего зависит?

На массу кубометра влияют больше всего:

  • тип заполнителя, размеры его гранул;
  • процентное содержание воздуха, количество пустот;
  • способ, а также качество замеса (ручной, механизированный);
  • количество воды.

Вес единицы объема напрямую связан с прочностью на сжатие. Чем больше масса, тем выше марка материала, но плотность не является определяющей характеристикой надежности, а лишь косвенной.

Классификация бетонов

1. По пористости.

  • Плотные (объемный вес 1800-2500 кг/м3). У них пространство между зернами заполнителя полностью занимают затвердевшие частицы вяжущего компонента и небольшое количество вовлеченного внутрь них воздуха.
  • Поризованные (700-1400 кг/м3). Пространство между зернами их заполнителя занимают вяжущее и полученные за счет введения пено- или газообразователя пузырьки воздуха.
  • Ячеистые (400-500 кг/м3). Отличаются от поризованных присутствием в их составе добавки из кремнезема, большим количеством и равномерностью расположения пор, наполненных воздухом.
  • Крупнопористые (800-1200 кг/м3). Их состав имеет два вида заполнителя — с крупным и мелким зерном. Пространство между частицами крупного неполностью занято мелким, а также вяжущим компонентом.

Между пористостью и удельной массой прямая связь: чем больше воздуха, тем меньше объемный вес.

  • Особо тяжелые. Один их кубометр весит более 2500 кг. К ним относят лимонитовый, баритовый, магнезиальный, с заполнителем из чугунной дроби. Применяют их редко, для монтажа защитных сооружений, в зданиях, подвергающихся радиоизлучению (атомные электростанции, лаборатории ядерной физики).
  • Тяжелые. Вес куба — 1800-2500 кг. В категорию попадают гранитный, известняковый, щебеночный, базальтовый, диабазовый. Это самые распространенные строительные растворы, являющиеся конструкционным материалом для несущих стен, стяжек.
  • Легкие. С массой кубометра 500-1800 кг, их относят к конструкционно-теплоизолирующим. Примеры: керамзитовый, перлитовый, вермикулитовый, газо- или пенобетон. Для несущих конструкций можно использовать лишь элементы из них большого размера. Узкие блоки подбирают для перегородок или утепления.
  • Особо легкие. Вес — до 500 кг/м3, они являются теплоизолирующим, а не конструкционным материалом, т. е их применяют только для утепления стен, но не в качестве их основы. Примеры: пенопластобетон, торфобетон.

В маркировке плотность обозначают латинской буквой D, значение указывают арабскими цифрами. Например, один кубометр цементобетона марки D600 весит 600 кг.

Что представляет собой плотность бетона

Практически в любом виде строительства сегодня используют бетон (железобетон). Этому материалу характерны высокие эксплуатационные характеристики, поэтому его широко используют в гражданском и военном строительстве. Например, из него изготавливают монолитные и сборные здания, дорожные и железнодорожные мосты, торговые площади и склады. Качество и срок эксплуатации сооружения зависят от марки используемого в нем материала. Чем больше марка материала, тем он более качественный и прочный. К примеру, довольно качественным является раствор марки в25(м350), который используется на многих объектах. Плотность бетона в25 в среднем составляет 2,42 т/м3.

Что такое плотность

Плотность – это соотношение массы материла к объему. В документации она имеет обозначение — кг/м3 или т/м3, реже – в г/см3, где разница заключается в разрядности цифр (по сути, эти числовые параметры одни). В маркировке удельная плотность бетона обозначается буквой D и указывается в кг/ м3 бетона
Большая плотность материала позволяет ему обладать высоким сопротивлением к поверхностному износу. Также она определяет сопротивление материала к нагрузкам и перегрузкам. Поэтому более плотные растворы используют в строительстве сложных и требовательных объектов. Менее плотные растворы используют в менее требовательных и менее ответственных конструкциях (пешеходные дорожки, плиты перекрытия и т.д.). Например, таким материалом является смесь марки B15 (м200). Плотность бетона в15 варьируется в пределах 1,6 – 2,4 т/м3.

Это параметр зависит от:

  • пропорции компонентов;
  • марки цемента;
  • размера зерен песка;
  • размера и типа щебня;
  • состава и объема воды в растворе;
  • способа и условий набора прочности;
  • использование пластификаторов.

Все перечисленные выше факторы требуется обязательно учитывать при изготовлении материала нужных параметров. При этом не забывают про коэффициент усадки данного материала.

Как повлиять на плотность (объемный вес)

Плотность данного материала больше всего зависит от свойств компонентов раствора. Именно поэтому их нужно подбирать с особым вниманием, чтобы в итоге получился материал требуемой плотности. На данный параметр материала влияют многие аспекты.

Для получения раствора требуемой плотности нужно:

  • Использовать наиболее мелкий по размерам наполнитель. Благодаря этому удается уменьшить количество пустот в ЖБИ.
  • Уменьшить количество воды. Но необходимо учитывать, что подвижность раствора должна быть нормальной. С густым и тяжелым раствором тяжело работать, в частности при заливке сложных по форме и больших по размерам конструкций.
  • Уплотнять раствор механическим способом или вручную. Уплотняется вибраторами или арматурой.
  • Искусственный подогрев залитой смеси. Это позволяет влаге быстрее испаряться, при этом увеличивается масса и плотность материала.
  • Выбирать расширяющийся или безусадочный цемент. К примеру, можно использовать глиноземистый цемент или портландцемент. Благодаря этому материал будет с небольшой пористостью, а его качество не ухудшится.
  • Использование пластификаторов. Добавки позволяют уменьшить требуемое для изготовления раствора количество воды и сохранить его подвижность. Благодаря этому удастся повысить плотности материала.
  • Вакуумирование. Данный технологический процесс довольно сложный, поэтому он используется только в промышленном производстве.

Вес бетона в зависимости от его марки

Приведенная ниже кг м3 таблица отображает приблизительный вес материала в зависимости от его марки. Проще говоря — это средняя плотность бетона.

Маркировку смеси всегда указывают в нормативной документации.

Самые распространенные марки:

  • М100. Используют во многих подготовительных работах. К примеру, для обустройства подготовки слоеной подушки пред заливкой монолитного или сборного фундамента. Также из него делают основу для укладки бордюров в процессе строительства автодорог. Плотность бетона м100 составляет в пределах 2,33 — 2,35 т/м3.
  • М150. Из него делают основание для легких построек: сараев, гаражей и т.д. Также его используют в качестве основания для автодорог. Бетон М150 используют и для заливки стяжек под некоторые напольные покрытия. Плотность бетона м150 варьируется в пределах 2,36 — 2,37 т/м3.
  • М200. Наиболее популярная во многих сферах смесь. Он считается тяжелым, так как его удельный вес составляет 2375 кг/ м3 бетона. Ему характерно оптимальное соотношение прочности, морозостойкости, качества и стоимости. Из него делают фундамент, дорожки для пешеходов, тротуары, лестничные марши, плиты и другие ЖБИ. Плотность бетона м200 составляет 2,37 – 2,39 т/м3, поэтому он способен выдерживать сильные перепады давления.
  • М250. Бетон М250 по свойствам фактически идентичен описанной выше маркировки, но она отличается большей прочностью. Благодаря этому материалу удается делать плиты с высокой несущей способностью. Поэтому бетон м250 довольно популярен в строительстве.
  • М300. Данный материал подходит для заливки фундаментов, стен, заборов лестниц. Плотность бетона м300 варьируется в пределах 2,4-2,41 т/м3.
  • М350. Такому материалу характерна большая прочность, поэтому из него изготавливают сложные конструкции, бассейны и взлетные полосы в аэропортах. Плотность бетона м350 составляет 2,42-2,43 т/м3, причем средняя плотность бетона м350 больше чем у материала м400.
  • М400. Этот раствор применяют в изготовлении различных балок, свай, перемычек и остальных элементов несущих конструкций строений. Из него делаю также плотины, тоннели, мосты, коллекторов и т.д. Плотность бетона м400 в среднем составляет 2,43 т/м3.

Марка считается одним из главных параметров данного материала, потому что она отражает его способности выполнять различные функции. Именно из-за этого нужно первым делом обращать внимание на марку раствора во время покупки. Данный материал имеет много различных характеристик: подвижность, водонепроницаемость, морозоустойчивость и т.д. Но они часто отходят на второй план.

Прочность смеси в процессе твердения изменяется: до максимального значения она доходит не сразу, а только после окончания периода затвердевания (28 суток). Например, через четыре дня после заливки фундамента она будет одной, а через 8 дней другой. За данный период он может набрать 70 % прочности. Набор прочности не останавливается даже после 28 суток, потому что через 6 месяцев она становиться еще больше.

Как определить вес самостоятельно

Определить массу этого материала самостоятельно возможно, но нужно знать его тип и структуру. Ниже можно ознакомиться с массой данного материала по заполнителю.

Читать еще:  Вес газоблока (газобетонного блока, газобетона)

Особо тяжелые виды

Этот материал отличается большим удельным объемным весом выше 2500 кг/м3 бетона. Такого показателя удается добиться с помощью добавления в раствор магнезитовых, баритовых и других заполнителей, которым характерен большой вес. В строительстве частных домов их почти не используют, потому что они предназначены для строительства объектов и сооружений, к которым предъявляются большие требования к прочности и безопасности. Эти материалы бывают следующих марок: М400 и более. Конечно, в среднем плотность бетона М400 составляет 2430 кг, но она может быть выше.

Тяжелые виды
Сегодня являются самыми востребованным во многих областях строительства. Из тяжелых бетонов делаю фундаменты и несущие элементы. В них добавляют крупный и очень тяжёлый наполнитель. Приблизительная пропорция компонентов: заполнитель – 1150 — 1300 кг, цемент — 250 – 450 кг, песок – 600 – 750 кг, вода 150-200 л. Плотность тяжелого бетона варьируется в диапазоне — 1800 – 2500 кг/м3 бетона. К примеру, плотность бетона М300 соответствует этим параметрам.

Данные материалы является пористыми. В их состав входят облегченные заполнители (например, им может являться керамзит) и песок

600 кг. Из этих растворов часто изготавливают блоки. Плотности бетона этого типа — 500 -1800 кг/1м3.

Особо легкие виды

Материалы этого типа отличаются небольшой удельной массой — 500 и менее кг/м3 бетона. Подобным материалом является ячеистый, арболитовый, вермикулитовый, керамзитовый и перлитовый раствор. Заливаемые из этих растворов конструкции часто усиливают арматурной решеткой. Ими утепляют и усиливают стены, потолки, полы, трубопроводы и т.д. Они бывают следующих марок: М50–М75.

Плотность бетона кг/м3 — Таблица, классификация, марки!

Классификация бетона по плотности:

  1. Плотные (1,8-2,5 т/м3)
    В этих растворах пространство между зернистым наполнителем полностью заполняют вяжущие компоненты и воздух (в небольшом количестве). Соответственно и удельный вес у них выше. Например, плотность бетона в30 составляет 2,43 т/м3;
  2. Поризованные (0,7-1,4 т/м3)
    В данных растворах пространство между зернистым наполнителем заполняют вяжущее компоненты и образованные путем пенообразования или газообразования воздушные пузырьки;
  3. Ячеистые (0,4-0,5 кг/м3);
    В отличие от предыдущего типа, в этом материале присутствуют добавки из кремнезема и равномерно расположенные поры;
  4. Крупнопористые (0,8-1,2 т/м3);
    В состав этих смесей входит крупнозернистые и мелкозернистые наполнители. При этом пространство между крупнозернистым заполнителем частично заполняется мелкими фракциями и вяжущим компонентом.

От пористости материала напрямую зависит его удельный вес: чем больше в его структуре воздуха, тем он легче.
Ниже на картинке отражены виды бетонов по структуре и плотности.
Зависимость плотности и марки прочности

Непосредственной зависимости прочности и объемного веса нет. Плотность бетона кг м3 во многом зависит от марки цемента (или иного связывающего вещества). Для приготовления плотного материала с высокой несущей способностью нужно использовать портландцемент высокого класса (на два–три уровня больше).
Зависимость плотности данного материала от наполнителя
Вес готовой конструкции также зависит от массы наполнителя и армирования. Например, плотность железобетона зависит от сечения используемой арматуры.

Во время выбора данного материала нужно учитывать, что его масса и прочность непосредственно зависят друг от друга. Нужно помнить также, что при большем весе кубометра материала, его пористость ниже, а также меньше его теплоизоляционные и звукопоглощающие характеристики. К примеру, большая плотность тяжелого бетона говорит о том, что в нем почти нет пор.

Related Posts

Критерии выбора защитных средств для бетонных конструкций Добавки в бетон для гидроизоляции применяемые в строительной…

В строительстве термин «зимние условия» не соответствует общепринятому календарному понятию. Началом зимних условий в строительстве…

Для предотвращения коррозии арматуры в железобетонных изделиях предусмотрен такой не хитрый способ как защитный слой.…

Показатели удельного и объемного веса бетона

В проведении строительных или ремонтных работ больших объемов существенное значение имеет вес сухого и застывшего бетона, так как он определяет нагрузку на опору. Масса 1 кубометра важна не только для бетонирования, но и организации транспортировки (перемещения) в пределах строительной площадки. При выборе марки и приготовлении своими руками можно регулировать вес монолита за счет соответствующих материалов, изменяющих плотность.

От чего зависит вес?

Постоянной составляющей является портландцемент. Свежий состав обладает плотностью в пределах 1100-1200 кг/м3. Цементный порошок длительного хранения имеет удельный вес до 1 500 кг/м3. Для расчета при производстве ж/б изделий берется усредненный параметр 1300 кг/м3.

Определяющее значение на общий показатель нагрузки на основание оказывает объемный вес наполнителя. Можно использовать пустотелый керамзит, легкий туф или много песка, гранитного щебня, увеличивающих плотность бетонного раствора.

По признаку, определяющему вес бетона, его разделяют на такие виды:

  1. Теплоизоляционный. Относится к особо легким маркам с плотностью не более 500 кг/м3. Основную долю занимают пено- и газобетоны, смеси с большим содержанием пористого материала.
  2. Легкий. Категория с удельным весом 500-1800 кг/м3. Имеет характеристики, схожие с 1 группой, так как применяются одинаковые наполнители: арболит, керамзит, перлит. В состав 1 куба кроме цемента входит 600 кг промытого песка. Готовые изделия реализуются в виде строительных блоков.
  3. Тяжелый. Большой вес (2500 кг/м3) придает щебень, барит или гравий. Эти марки имеют более высокую жесткость, но зато снижается морозостойкость монолита. Приблизительное соотношение компонентов: цемент – 250-450 кг, щебень/гравий – 1150-1300 кг, песка – 600-750 кг, деминерализованной воды – порядка 150-200 л.
  4. Особо/супер тяжелый. Объемная масса (выше 3000 кг/м3) достигается использованием металлических наполнителей. Применяется в сооружениях радиационной защиты. Имеет самую высокую стоимость.

При проектировании строительного объекта для выбора вида раствора рассчитывается не только вес кубометра бетона по нагрузке на основание, но и специфика его применения и эксплуатации (ответственная конструкция, защитное покрытие от агрессивных воздействий, динамические и статические усилия).

Влияния на фактический вес

Для формирования структуры бетона с расчетным удельным весом и высокой прочностью монолита главным условием выступает максимальное заполнение цементным тестом пространства между частицами наполнителя сложной формы. Песок одной крупности включает в общей массе до 40 % пустот. Если использовать разную фракцию, то их останется намного меньше. Соблюдение определенного соотношения тщательно отсеянных по размеру крупинок песка при полном перемешивании позволит оставить минимальное количество (порядка 10 %) пустот для последующего заполнения их цементным тестом.

Такое же влияние на объемный вес 1 куба оказывает применение в пропорции 60 % на 40 % крупного щебня и мелкого гравия. Камушки разной величины плотнее соприкасаются жесткими гранями, а более мелкие полости заполняют песчинки. Общая масса 1 куба хорошо перемешанного в миксере бетона возрастает. Увеличивается прочность и жесткость полученной конструкции.

Пользуясь справочной таблицей, нужно учитывать, что вес одного кубометра приводится в ней в усредненном значении. Точная масса зависит от качественного перемешивания, тщательности проведенной обработки вибратором (удаление воздуха), оставшихся пустот при заливке (густое армирование). Влияние оказывает количество внесенной воды – при ее избытке затвердевший бетон становится более рыхлым. Сухой объемный вес уменьшается по сравнению с расчетным показателем при потере влаги.

На конечную массу заливки повлияет внесение пластифицирующих добавок. Они уменьшают трение между твердыми частицами и способствуют более плотному расположению в образуемой структуре.

Вес 1 кубометра разных марок

Для упрощения расчетов вес смеси приводится в таблицах на 1 куб раствора. Для стандартного приготовления масса конечного продукта находится в пределах 1800-2500 кг.

Согласно справочным данным (кг):

  • М100 имеет вес 2 494 кг;
  • М200 – 2 432;
  • М250 – 2 348;
  • М300 – 2 389;
  • М350 – 2 502;
  • М400 – 2 376;
  • М500 – 2 980.

Точно определить удельный вес кубометра бетона, можно только измельчив его до однородного порошкообразного состояния и взвесив с минимальной погрешностью. Технически такую задачу сложно выполнить без лабораторного оборудования. Поэтому в практическом строительстве используют характеристику объемной плотности раствора конкретной марки. Для товарного продукта допустимые значения вычисляются обычным делением массы 1 куба изделия на объем (габарит), который оно занимает в пространстве.

Виды железобетона, их удельный вес и плотность в кг на 1 м3

В масштабном строительстве железобетон применяется чаще других материалов и служит для изготовления несущей основы таких крупных объектов, как мосты, многоэтажные здания и другие конструкции. Его популярность обеспечена высокой прочностью и устойчивостью к деформации и разрушению. Однако армированный материал имеет и свои недостатки — высокая плотность железобетона обусловливает довольно большие показатели удельного веса.

Основные свойства материала

Обычный бетон имеет неплохие характеристики и обладает высокой устойчивостью при сжатии, но при этом он практически не переносит растяжения, изгибы и другие виды деформационного воздействия, что делает его очень непрактичным материалом при строительстве железнодорожных, автомобильных мостов, несущих балок и перекрытий. В этом случае его принято укреплять армирующим компонентом. В зависимости от требуемой прочности используют арматуру различного диаметра.

Металлическое армирование способно укрепить бетонную конструкцию, увеличить ее прочность и устойчивость к растрескиванию, тем самым продлив срок ее использования в два-три раза. В классическом варианте железные прутья располагаются в виде трехмерной сетки, иногда производят железобетон с чередующимися тонкими и более толстыми элементами или обвязывают прутья тонкой проволокой.

Железобетонные элементы конструкций в зависимости от технологии изготовления могут быть сборными и заливными. К сборным относятся готовые отлитые плиты или балки, которые подвозятся на объект при помощи подъемного крана и монтируются с использованием специального раствора.

Заливные элементы, как правило, производятся непосредственно на месте постройки. В специальные отделения устанавливается армирующая металлическая сеть и заливается цементным раствором.

Такой способ считается более удобным и менее трудоемким. Кроме того, литое сооружение обладает более высоким качеством по сравнению со сборным. Подавляющее большинство современных зданий строится с использованием обоих типов железобетонных изделий.

Читать еще:  Архитектурный бетон

На этапе проектирования конструкции инженерами производится огромное количество расчетов, учитываются самые незначительные показатели и свойства каждого используемого материала и детали. Едва ли не самым важным параметром для качественного строительства является плотность железобетона в кг/м3. От этого значения зависит вес конструкции в целом и ее отдельных деталей, что необходимо знать при расчете давления на фундамент здания. Кроме того, эта величина определяет энергозатратность строительства, количество используемой техники и ее характеристики, а также время работы и трудоемкость.

Виды железобетона

Плотность армированного бетона зависит от исходных материалов, входящих в его состав. Существует следующая классификация разновидностей этого стройматериала:

    Особо тяжелый тип этого материала обладает самой высокой плотностью. Удельный вес железобетона на 1 м3 достигает 2500 кг. При его изготовлении используют специальные заполнители, имеющие высокую плотность и вес, и в зависимости от их вида особо тяжелый бетон подразделяют на лимонитовые, магнетитовые, баритовые и другие разновидности. В индивидуальных постройках подобные марки бетона не используются, их применяют только в строительстве глобальных сооружений, которые в процессе эксплуатации будут вынуждены выдерживать огромные нагрузки — чаще всего это железнодорожные и автомобильные мосты.

  • Следующая разновидность имеет чуть меньшую плотность в 2200 кг/м3. В качестве заполнителей используется гравий или щебень.
  • Облегченный бетон обладает такой же плотностью, но изделия из него получаются гораздо легче благодаря наличию сквозных полостей, которые дополнительно армируются толстой металлической проволокой. Вес 1 м3 железобетона при разборке равен приблизительно 1800 кг.
  • Особо легкий железобетон отличается самым низким объемным весом — до 500 кг/м3. Такой материал может быть арболитовым, керамзитовым, перлитовым и ячеистым. Популярность набирает полистиролбетон — он легок в обращении и обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.
  • Различные виды железобетона обладают разными характеристиками, это обусловливает их использование в специфических областях строительства.

    Для индивидуальной постройки, например двухэтажного дома, используют чаще всего армированный облегченный и легкий бетон. Однако, разумеется, каким бы «легким» ни был этот материал, он все равно требует включение в работу подъемного механизма.

    Особенности расчета плотности

    Стоит учитывать, что использование вибрационных машин и столов, уплотняющих жидкий бетон, повышает плотность и вес готового изделия примерно на 100 кг/м3. Обычно расчет этих величин ведется в зависимости от марки бетона и типа армирующего компонента.

    Армирование производится в виде трехмерного каркаса сетчатого вида, размер ячейки в зависимости от вида ЖБА колеблется в пределах от 10 до 20 см.

    Показатели определенной марки бетона

    По таблице можно вычислить необходимое количество материалов для производства железобетонных изделий.

    Исходя из приведенной таблицы, можно рассчитать вес необходимого для работы цемента. Чтобы вычислить массу железобетона в 1 м3, необходимо высчитать количество арматуры исходя из выбранной схемы армирования. Общий вес всех необходимых компонентов за исключением воды и будет удельным весом ЖБИ.

    Классическая схема внесения компонентов выглядит следующим образом:

  • цемент — 26%;
  • песок — 13%;
  • щебень — 53%;
  • вода — 7%;
  • воздух — 1% (даже при использовании вибромашин в растворе остается небольшое количество воздушных пузырьков, но допустимое количество не более 1 процента всего объема раствора — тогда оно не скажется на качестве бетона).
  • Если самостоятельный расчет представляет определенную сложность, можно воспользоваться специализированными программами по калькуляции состава и пропорций тяжелых, облегченных и легких бетонов. Это не избавит от необходимости вычисления армирующего компонента, но основные параметры будут получены.

    Расчетная плотность будет несколько отличаться от фактической. Дело в том, что при изготовлении монолитных заливных изделий, как и при сборке уже готовых плит и балок, в толще раствора образуются воздушные каверны, это значительно уменьшает среднюю плотность железобетона и снижает его качество, повышая хрупкость. Чтобы этого избежать, используют специальную вибротехнику — погружные машины для габаритных изделий и столы для небольших плит, например, для изготовления тротуарной плитки.

    Разновидности заполнителя

    В зависимости от заполнителя отличается и плотность готового продукта. Таблица демонстрирует усредненные показатели плотности бетона с различными составляющими.

    Каждую из разновидностей бетона можно дополнительно армировать металлическими прутьями. В зависимости от их толщины величина шага армирующей сетки плотность бетона, указанная в таблице, и, соответственно, удельный вес увеличатся.

    Применение в строительстве

    Железобетонные конструкции используются в подавляющем большинстве случаев строительства — они обладают повышенной прочностью, которую к тому же можно контролировать путем увеличения диаметра арматуры и ее количества. Для изготовления различных строительных элементов применяются разные виды железобетона:

    1. М 200 (средняя плотность 2390 кг/м3) — используется для мощения тротуарных дорожек, бетонной стяжки пола в жилых и производственных помещениях, а также при изготовлении лестниц, подпорных стен и ленточных фундаментов для небольших сооружений, например флигеля, сарая или гаража.
    2. М 250 (2397 кг/м3) — его можно применять для тех же целей, что и предыдущий, но ввиду чуть большего показателя плотности из него могут производиться заборы и перекрытия, на которые не идет особая нагрузка. Кроме того, этот вид бетона используют для заливных фундаментов.
    3. М 300 (2407 кг/м3) — из этого бетона можно изготавливать плиты под перекрытия, а также монолитные фундаменты и стены.
    4. М 350 (2412 кг/м3) подходит для всех типов фундаментов, для плит, балок, ригелей и колонн с большой нагрузкой, а также для заливки бассейнов и взлетных полос.
    5. М 400 (2420 кг/м3) — бетон этой марки является самым прочным и не используется в частных постройках. Из него производят мосты, гидротехнические сооружения повышенной прочности и другие важные стратегические объекты.

    Для различных строительных объектов применяют арматуру разного диаметра. Все зависит от требуемых параметров прочности и устойчивости к нагрузкам и деформационным воздействиям. Так, для отмосток зданий и мощения тротуаров чаще всего используют металлические пруты диаметром 8 мм, размещая их сеткой с шагом в 20 см.

    В ленточных и заливных фундаментах диаметр арматуры увеличивают до 12−16 мм, а размер металлической сетки уменьшают на 2−3 см. Так же поступают и с опорными балками и плитами. Для перекрытий, несущих стен, колонн и консолей применяют стержни 16−18 мм диаметром, сгущая их количество до шага сетки в 13 см.

    Для изготовления арматуры обычно используется сталь с удельным весом в 7850 кг/м3. Учитывая это значение, легко высчитать плотность.

    Вес 1м3 железобетона при разборке ж/б конструкций также необходимо знать, чтобы заранее определить объем работ и финансовые затраты по разборке, перевозке и утилизации строительного мусора как побочного продукта. Подобные расчеты могут делать как сами хозяева здания, так и работники специальных сервисов. Специалисты замеряют все параметры и вычисляют объем изделий. В таких расчетах плотность железобетона условно принимают в 2500 кг/м3. Приблизительная масса рассчитывается умножением объема на плотность.

    Дальнейшие вычисления предполагают подсчет финансовой составляющей исходя из тарификации транспортировки, погрузки/разгрузки и утилизации строительных отходов. То же самое выполняется и при закупке необходимых строительных материалов перед началом работ — рассчитывается количество, общая стоимость и расходы на доставку.

    Удельный вес железобетона в 1 м3

    В строительстве наряду с обычным, даже прочным бетоном, применяются железобетонные (ЖБИ) изделия и конструкции, которые обладают повышенной прочностью. При всех достоинствах этого стройматериала большая плотность железобетона обеспечивает ему единственный недостаток – большую массу изделий. Кроме того, вес изделиям значительно прибавляет арматура внутри затвердевшего бетонного раствора. Поэтому при проектировании сооружений с использованием ЖБ необходимо принимать во внимание это их особенность, задавая более широкие критерии прочности сопутствующим конструкциям. Состояние плотности строительных материалов в сравнении с железобетоном

    Характеристики бетонов

    Нормативный удельный вес железобетона прямо пропорционален его плотности, поэтому существует соответствующая классификация материала:

    1. Особо тяжелый железобетон имеет высокий удельный объемный вес ≥ 2500 кг/м ³ . Такая плотность задается добавлением магнетитовых, лимонитовых, баритовых и еще ряда заполнителей с высокой удельной массой. Особо тяжелые марки железобетона в индивидуальном строительстве не используются;
    2. Тяжелый бетон имеет плотность ≥ 2200 кг/м 3 с заполнителем в виде щебня или гравия;
    3. Облегченный (или легкий) бетон имеет плотность ≥ 2200 кг/м 3 и дополнительно армируется. Облегченными называются изделия из армированного бетона со сквозными полостями, что уменьшает среднее значение веса до 1800 кг/м 3 ;
    4. Изделия жби из легкого (или особо легкого) бетона имеют удельный вес ≥ 500 кг/м 3 изготавливаются из ячеистого, арболитового, вермикулитового, керамзитового, перлитового или полистиролбетона. Изделия и конструкции из легкого бетона разрешается усиливать армированием.

    Реальная плотность бетона в изделии, усиленном арматурой, зависит от ряда факторов, в том числе и от технологии заливки. При виброуплотнении бетонной смеси конструкция становится тяжелее приблизительно на 100 кг/м 3 .

    Уплотнение бетона погружным глубинным вибратором

    Армирование бетона

    Неармированный бетон имеет бо́льшую хрупкость, чем ж/б изделия, то есть, выдерживая нагрузки на сжатие, он подвержен разрушению при нагрузках на изгиб и кручение. Но изгибающие и крутящие нагрузки – это стандартные усилия, которые должны выдерживать такие бетонные конструкции, как мостовые пролеты, балки, перекрытия. Поэтому для придания этим изделиям необходимой прочности в бетон добавляют арматуру.

    Армирование повышает механическую прочность в три и более раз, а закрепление этих характеристик производится применением различных схем армирования. Стандартное армирование бетонных узлов – это трехмерная металлическая сетка с ячейками 100-150 мм, в которой стержни сетки перевязываются мягкой вязальной проволокой меньшего диаметра, чтобы при расчете прочности конструкции можно было не учитывать ее влияние на конечный результат.

    Читать еще:  Асфальтобетонное покрытие: виды, укладка, ремонт

    Плотность железобетона

    Для расчета плотности в кг на один кубический метр берется пропорциональное соотношение составных компонентов минус присутствие воды. Примерную плотность видно в таблице ниже:

    Чтобы более точно определить вес 1 м3 изделия из железобетона, нужно учитывать схему и плотность армирования.

    Для конструкций разного функционального назначения применяется арматура разного диаметра и разные схемы укладки. Примерную плотность железобетонных элементов можно взять из таблицы:

    Как рассчитать вес куба железобетона

    Если количество арматуры и плотность известны, рассчитать массу 1 м3 ж/б изделия просто – это разница между общим объемом и объемом арматуры, умноженная на удельную массу всех стройматериалов. Сводная таблица характеристик железобетона

    » alt=»»>
    Реальный пример:

    Ленточное бетонное основание на бетоне M 300, армированное прутьями Ø 16 мм. Объем арматуры: ∏ х r 2 – L, или 3,14 – (0,008) х 2 х 16 = 0,003 м 3 . Оставшиеся 0,997 м 3 объема – бетон. В этом случае вес арматуры будет равен 0,003 х 7850 = 23,6 кг, масса бетона равна 0,997 х 2400 = 2392,8 кг. После сложения получается результат, равный 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м 3 . Обычно показатели переводят в тонны, поэтому плотность ж/б изделия будет равна 2,416 т/м 3 .

    В реальных расчетах применяются коэффициенты плотности ж/б материала, которые зависят от заполнителей:

    1. Керамзитовый заполнитель может иметь вес 1-м м 3 в пределах 0,8-1,0 т при добавлении перлита;
    2. 0,8-1,2 т при добавлении песка кварцевого;
    3. 0,8-1,5 т при добавлении керамзитовой пыли;
    4. Вес туфа – 1,2-1,6 т для одного кубометра;
    5. Вес пеносиликата – 0,3-1,0 тонны в кубометре;
    6. Масса шунгизита – 0,1-1,4 тонны в кубометре;
    7. Масса пемзы – 0,8 дo 1,6 т/м 3 .

    Расчет плотности бетона в компьютерной программе

    При сносе или при разборке сооружения с целью повторного использования узлов также необходимо оперировать удельной массой ЖБИ, чтобы знать, какие объемы материалов нужно будет убирать. Так как такие операции довольно сложные технически, их проводят специалисты с выездом на место сноса для оценки объемов работы. Примерные расчеты можно сделать своими силами, зная общие характеристики объекта и строительных материалов, из которых он построен.

    Объемная масса ж/б при разборке принимается равной 2500 кг/м 3 , и это значение нужно умножить на результаты реальных замеров объекта. Это и будет объем строительного мусора, который необходимо убрать со стройплощадки.

    Чем отличается расчетная и практическая плотность железобетона

    Реальное значение плотности железобетонного сооружения, состоящего из множества узлов, немного меньше расчетного параметра, так как физический объект имеет определенное количество полостей и пустот, которые невозможно участь и предвидеть в математических расчетах. Закупоривание воздуха в бетонном монолите – это реальная неизбежность, но объем воздушных пустот можно уменьшить виброуплотнением бетона в опалубке или в форме. Реальная и расчетная прочность армированного бетона

    » alt=»»>
    Важно: Конечный разрешенный объем воздуха, не ослабляющий показатели прочности и плотности железобетона, должен быть не больше 1% от общего объема элементов или конструкции. Несоблюдение этого критерия приведет к преждевременным разрушениям железобетонных элементов, появлению в них микротрещин и деформаций, вызывающих необратимые негативные процессы.

    Чтобы правильно рассчитать удельную массу армированной бетонной конструкции, массовые (весовые) коэффициенты арматуры и бетонной массы складываются. Результаты сложения необходимо разделить на полный объем изделия или армированной конструкции. Если использовать даже такой упрощенный метод расчета плотности железобетона, то можно минимизировать применение сложных вычислений с задействованием компьютерных программ и алгоритмов высшей математики, что, в свою очередь, минимизирует возможность ошибок при оперировании сложными формулами.

    Классификация и таблица плотности бетона

    Плотность бетона – это величина, которая определяется отношением массы вещества к занимаемому им объему и выражается в кг/м3, /м3 или г/см3. Для удельного показателя бетона используются единицы измерения в килограммах на кубический метр и условное обозначение в документации буквой D.

    Высокий показатель плотности бетона обеспечивает материалу долговечность и износостойкость. Плотность помогает определить допустимый уровень нагрузок и перегрузок, которые выдерживает бетон.

    От чего зависит плотность

    Плотность бетона оказывает влияние на прочность, зависит она от соотношения компонентов в составе и их качества. Прочность материала зависит от наличия пор и их количества. Если пористость бетона высокая, то и объемный вес будет небольшим.

    На показатель оказывают влияние многие факторы:

    • свойства наполнителя и размеры фракций в составе;
    • используемый объем воды при замешивании;
    • метод отвердения – естественным путем или при подогреве;
    • механическое уплотнение смеси.

    В таблице представлено соотношение классов и марок по средней плотности бетона.

    Как повлиять на плотность (объемный вес)

    Чтобы получить оптимальную плотность бетона в кг/м3, можно воспользоваться любым из существующих методов:

    1. Добавление наполнителя с более мелкими фракциями позволяет уменьшить число пустот, предупредить появление прослойки с воздухом. Советую посмотреть, как правильно замесить бетон.
    2. Снижение количественного содержания воды. Однако при замесе бетонной смеси нужно обеспечивать ей текучесть. Если раствор получается слишком густым, он существенно усложняет работу. В частности, с нестандартными конструкциями и при больших объемах.
    3. Ручное или механическое уплотнение – после заливки раствора в нём нужно сделать несколько отверстий для беспрепятственного выхода воздуха и воды на поверхность. В качестве инструмента можно использовать любой удобный, например, лопату или вибратор.
    4. Искусственный подогрев способствует более быстрому испарению воды, как следствие повышению массы и удельного веса застывшего бетона.
    5. Выбор в пользу расширяющего или безусадочного вещества для получения цемента с минимальной пористостью, но высокого качества.
    6. Добавка пластификатора в составе помогает снизить количество жидкости при той же текучести, Что способствует повышению плотности.
    7. Вакуумирование – способ, который возможно реализовать лишь в масштабах промышленности.

    Вес бетона в зависимости от его марки (средняя плотность бетона)

    В таблице ниже есть описание различных марок бетона по средней плотности в кг/м3. К каждому товару идёт нормативная документация, в которой можно найти маркировку. Наиболее известными марками считаются:

    • M100 – подходит для выполнения дополнительных и вспомогательных работ. Может служить основой при установке бордюрного камня, прокладывании трасс и автомагистралей, кладется в основу под сборный фундамент или монолит. Удельный вес этого типа в среднем 2,34 т/м3;
    • М150 подходит для строительства небольших и облегченных сооружений, автомобильных дорог, монтажа стяжек пола. Плотность марки М150 может быть от 2,36 д 2,37 т/м3;
    • M200 – одна из самых востребованных марок, которой можно найти применение практически в любой сфере. Плотность тяжёлого бетона М200 – показатель 2,375 т/м3. Он в меру прочный, имеет оптимальное соотношение цены и качества, не боится сильных морозов. Используется для закладки фундамента, в производстве плиток, пешеходных дорожек, плит и ступеней для лестничных пролетов и различных железобетонных конструкций. Марке М200 не страшны значительные изменения давления;
    • M250 – вид, по качеству и характеристикам схожий с маркой М200, но имеет еще более высокую прочность. Изготовленные из него плиты получают хорошую несущую способность, постоянно используются в строительстве;
    • М300 – марка с плотностью 2,4-2,41 т/м3, используется в производстве лестниц, свай, заборов, балок, стен, при закладке фундамента;
    • М350 – используется для возведения необычных, упрочненных сооружений, бассейнов, взлетных полос для самолетов из-за его большого удельного веса. Плотность марки 2,42-2,43 т/м3, что в среднем гораздо выше, чем у марки М400;
    • M400 – марка, созданная специально для производства различных несущих конструкций будущих сооружений. Цемент нужен для изготовления балок, свай, перемычек, коллекторов, мостов, тоннелей, плотин. Его удельный вес 2,4 т/м3.

    Для производства элементов, испытывающих сильнейшие нагрузки, используется марка М450 или В35. Плотность бетона В35 составляет 2500 кг/м3.

    Основным параметром для выбора цемента служит именно марка, она способна сразу сказать о многих его качествах и свойствах, возможностях выполнять определённые функции. Поэтому при выборе цементной смеси нужно сразу спрашивать его марку (подробнее). Существует множество различных характеристик бетона, которые не менее важны, включая стойкость к морозам, подвижность, водонепроницаемость и другие. Но часто на них обращают внимание уже вторым делом.

    Процесс отвердевания цементной смеси длиться 28 суток. За весь период будущий бетон будет менять свою прочность, максимально твердым он станет лишь в конце. На каждом отрезке времени за этот период твердость будет меняться. Практически за один месяц цемент может стать прочнее на 70%. Спустя полгода прочность будет еще выше.

    Как определить вес самостоятельно

    Узнать вес бетона можно и самостоятельно, если знать его структуру и тип или посчитать на калькуляторе.

    Из таблицы ниже можно узнать удельный вес различных типов бетона в зависимости от вида наполнителя.

    Таблица плотности и пористости бетона:

    В зависимости от плотности все материалы делятся на такие типы по ГОСТ:

    1. Плотные от 1,8 до 2,5 т/м3 – в них между зернистыми гранулами присутствуют ещё вяжущие вещества и пузырьки воздуха в незначительном количестве. Отсюда и более высокая плотность.
    2. Поризованные 0,7-1,4 т/м3 – в их составе также можно найти вяжущие вещества, а также пузырьки воздуха, которые были созданы методом пено- или газообразования.
    3. Ячеистые 0,4-0,5 т/м3 – в этих разновидностях поры расположены равномерно, в составе присутствует диоксид кремния. Например: полистиролбетон.
    4. Крупнопористые 0,8-1,2 т/м3 – смесь состоит из мелко и крупнозернистых ингредиентов, между которыми пространство заполняется мелкофракционными наполнителями и вяжущим веществом.

    Заполнители цемента тоже могут влиять на его классификацию. Они формируют его жесткий скелет, уменьшают усадку, предотвращают возникновение трещин.

    Пористость цемента нужно знать для определения его удельного веса. Если в составе содержится много воздуха, то такие разновидности будут более легкими, весят меньше других.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector