Встретились недавно с товарищем по дачному поселку и поспорили, обсуждая правильность выбора цементного раствора. Он утверждал и доказывал, что важнее прочностные показатели. Я настаивал, что плотность бетона более показательна. И ведь каждый выдавал неоспоримые, казалось бы, аргументы. Вот и решил я разобраться детальнее в вопросе и понять, кто из нас был ближе к истине. Вот такие результаты моих поисков получились.
Понятия удельного веса и плотности
Измеряется плотность бетона в кг/м³. То есть, чем выше показатель, тем больше весит кубометр состава. Фактически на массу оказывает влияние каждый компонент и методика приготовления раствора (количество воздуха в рабочей смеси и пористость монолита). Но в большей степени зависимость рассматривается относительно минеральных компонентов:
- природа гравия или щебня;
- зернистость песка и камней;
- объемная доля наполнителя в рабочей смеси.
Для проектировщиков важно такое понятие, как удельный вес. В народе его часто путают с плотностью бетона (кг/м³), только здесь показатель нужно дополнительно умножить на ускорение свободного падения (кгс/м³). Это понятие напрямую связано с прочностью затвердевшей массы: чем выше, тем больше. Здесь даже своя классификация бетона имеется:
| Класс/марка | Плотность (в кг/куб.м) | Краткое описание |
| Особо легкий/М50-М75 | Менее 500 | Базовый наполнитель – перлит либо арболит. Примеры: газобетон, пенобетон для перегородок и утепления стен. |
| Легкий/М100-М200 | От 500 до 1800 | Наполнитель выбирается чаще пористый типа керамзита или пемзы. Здесь кроме теплоизоляционного производится конструкционный блок (с большей плотностью). |
| Облегченный/М200-М300 | От 300 до 2000 | Щебень/гравий заметно утяжеляет состав, который хорошо подходит для возведения фундаментов и перекрытий. |
| Тяжелый/М200-М400 | До 2500 | Основные минеральные компоненты – это песок, известняк, гранит или доломит (дробленый), металлическая стружка. Такой плотности бетон актуален для строительства ответственных объектов и несущих конструкций (опорные элементы крупных зданий). |
| Особо тяжелый/М400 и выше | Свыше 2500 | Этот состав в городском и частном секторе не используется из-за излишне высоких показателей прочности. Достигается это посредством железной руды, стальных опилок, барита, магнетита. Основной спрос наблюдается в сфере атомной промышленности, стратегического строительства. |
Из таблицы видно, что от плотности бетона (кг/м³) зависит не только удельный вес и прочность итогового продукта. Показатель также является одним из определяющих критериев относительно применения того или иного раствора. То есть многие технические характеристики взаимозависимы с массой кубометра.
Специалисты, как оказалось, на практике для проведения расчетов чаще пользуются так называемыми коэффициентами плотности бетона армированного железом. Здесь также прослеживается зависимость от минерального компонента (кубометр в тоннах):
- 0,1-1,4 – вес шунгизита;
- 0,3-1 – вес пеносиликата;
- 0,8-1 – вес керамзита дополненного перлитом;
- 0,8-1,2 – тот же в смеси с кварцевым песком;
- 0,8-1,5 – с керамзитовой пылью;
- 0,8-1,6 – вес пемзы;
- 1,2-1,6 – вес туфа.
При более детальном рассмотрении плотности и заполнителя
выделяются такие группы материалов, как:
| Тип бетона | Масса кубометра (в кг) |
| Железобетон | 2500 |
| Гравийный или щебневый | 2400 |
| Туфобетон | 1200-1600 |
| Пемзобетон | 800-1600 |
| На вулканическом шлаке | |
| На керамзите той или иной фракции | 500-1800 |
| Керамзитобетон с кварцевым песком | 800-1200 |
| Керамзитобетон на перлитовом песке | 800-1000 |
| Шунгизитобетон | 100-1400 |
| Перлитобетон | 600-1200 |
| Шлакопемзобетон или термозитобетон | 1000-1800 |
| Пенобетон и газобетон на шлаке и пемзе | 800-1600 |
| На гранулированном доменном шлаке | 1200-1800 |
| Аглопоритобетон на котельном шлаке (топливном) | 1000-1800 |
| На зольном гравии | 1000-1400 |
| Газозолобетон и пенозолобетон | 800-1200 |
| Газобетон и пенобетон, силикатные аналоги | 300-1000 |
| На вермикулите | 300-800 |
Существует еще одно понятие – средняя плотность бетона. По этому параметру также проводится классификация бетона. В документации значение маркируется как «D». В выше представленной таблице именно эта плотность и указана.
Можно ли повлиять на массу кубометра
На практике допустимо повышение плотности путем внесения изменений в базовый состав материала. Направляются действия на снижение нормы цементного вяжущего и объема воздуха в составе. Добиться желаемого результата можно разными способами:
- использовать крупный заполнитель разной фракции;
- заменять обычный цемент на более прочный (например, пуццолановый);
- добавлять меньшее количество воды (для вязкости применять пластификатор);
- применять гидравлические присадки (расширяются) и поверхностно-активные добавки (уплотняют структуру);
- подливать жидкое стекло;
- уплотнять рабочую массу с целью выведения воздуха из раствора;
В этом видео показан простой способ уплотнения бетонного раствора с помощью перфоратора:
- ускорять процесс водоотдачи путем повышения температуры окружающей среды.
Относительно крупного заполнителя есть один важный момент. На практике доказано, что использование гравия или щебня с высокими прочностными характеристиками не способствуют эффективному повышению средней плотности бетона. Но благодаря такому наполнителю монолит становится более прочным на предмет нагрузки на растяжение, ударов. Также наблюдается больший срок службы.
Если рассматривать технически процесс затвердевания цементного раствора, то одним из сопровождающих явлений является водоотдача. Одновременно с этим происходит повышение плотности бетонной смеси. В случае с глиноземистым типом вяжущего наблюдается его расширение, что исключает появление новых пор и пустот в монолите. Это обосновывает повышенные показатели прочности готового продукта.
Напротив, для снижения веса нужно использовать обычный портландцемент, пористые наполнители крупной фракции, менять водоцементное соотношение. Под последним подразумевается снижение порции вяжущего и увеличение объема добавляемой воды. Но в каждом случае важно учитывать такой эффект, как снижение прочностных показателей затвердевшего монолита.
Коротко о главном
Плотность бетона – это масса одного кубометра того или иного образца.
Показатели плотности оказывают влияние на удельный вес и прочность конечного результата.
Для проектных расчетов используется коэффициент плотности, который определяется весом кубометра того или иного минерального заполнителя.
На повышение плотности можно повлиять путем снижения количества и размера пор и подборки заполнителя разной фракции с высокой прочностью, на понижение наоборот – повышается содержание воздуха.
Путем внесения изменений в рецептуру можно повлиять не только на плотность, но на прочность конечного результата в ту или иную сторону.
Напишите в комментариях, как думаете – в частной стройке обязательно нужно обращать внимание на плотность бетона, или эта характеристика материала чаще нужна при проведении большого объема работ?
