Цементная смесь с щебнем

Бетон из пгс: практические рекомендации по изготовлению

Бетон — основной материал, который применяют при строительстве жилых и производственных зданий, прокладке транспортных магистралей, возведении мостов, платин, укреплении дамб и тоннелей. От прочности бетона зависит безопасность и долгий срок службы, возводимых сооружений.

Конструкционный бетон состоит из цемента, воды и твердых заполнителей. Повышенные требования к прочности и надежности фундаментов, монолитных конструкций, дамб, плотин, тоннелей успехом выполняет бетон на основе песчано-гравийной смеси (ПГС).

Основные виды ПГС

Песчано-гравийная смесь – неорганический сыпучий строительный материал.

По процентному содержанию зерен гравия в смеси различают:

• Природную (натуральную) песчано-гравийную смесь (ПГС) с содержанием гравия 10–20%;
• Обогащенную (отсортированную) песчано-гравийную смесь (ОПГС) с содержанием гравия 15–75%.

По происхождению и месту залегания природный вид смеси подразделяется на три типа:

• Горно-овражный, в котором присутствуют включения горной породы, а зерна гравия отличаются остроугольной формой.
• Озерно-речной с гравием более плавных форм и небольшим содержание глины и ракушника.
• Морской тип отличается однородным составом, твердыми включениями округлой формы и минимальным содержанием примесей.

Горно-овражную ПГС не используют для производства бетона из-за ее неоднородной структуры. Такой смесью засыпают котлованы, основания под транспортные магистрали, траншеи при укладке трубопроводов, используют как, дренажный слой в канализационных системах.

Бетон для строительных конструкций, требующих особой прочности, готовят из речной или морской обогащенной смеси песка и гравия.

Допустимые размеры зерен твердых фракций в ПГС по ГОСТ 23735–2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ» (вступил в действие 1.07. 15) составляют:

Согласно с ГОСТ 23735–2014 размеры зерен гравия в ОПГС не должны превышать: 10 мм; 20 мм; 40 мм или 70 мм. В особых случаях допускается максимальный размер гравия до 150 мм.

Характеристики гравия, входящего в ОПГС, такие как прочность, морозостойкость, содержание примесей, проверяют по ГОСТ 8267–93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ».

Качество песка (состав, калибр зерен, содержание пылевых и глинистых примесей) в обогащенной песчано-гравийной смеси, которую используют для приготовления бетона, должно соответствовать ГОСТ 8736–93 «Песок для строительных работ».

Бетон из ПГС – где и как можно использовать?

Песчано-гравийная смесь стоит в одном ряду с основными наполнителями другого вида (щебнем, гравием, строительным мусором, шлаком), предназначенными для производства тяжелого бетона.

Принципиальная разница состоит в том, что для изготовления гостовского бетона используется гостовские наполнители и гостовский песок, а для изготовления тяжелого бетона примерно соответствующего ГОСТ, применяют смесь крупного и мелкого заполнителя в виде песчано-гравийной смеси «ПГС».

Пропорции компонентов для изготовления смеси

Гранитным отсевом можно заменить песок в растворе полностью или частично. При полной замене пропорции цемента и отсева составляют от 1:6 до 1:8. Для приготовления смеси лучше использовать цемент марок М400 или М500. В первом случае получится бетон марки М150, во втором – М250. И тот, и другой подходят для использования в качестве напольного покрытия, но второй предназначен для бо́льших нагрузок (например, для устройства пола в гараже).

При частичной замене гранитным отсевом песка соотношения цемента, песка и отсева будут следующими: 1:3:3 или 1:4:4. Для приготовления бетона можно дополнительно использовать щебень. В этом случае соотношения цемента, песка, отсева и щебня будут следующими: 1:3:1:3 или 1:3:2:3. Отсев в смеси заполняет пустоты между зернами щебня и практически не влияет на изменение объема бетона.

Вода, ее качество и количество

От качества применяемой для затворения строительных растворов и бетонов воды во многом зависят их конечные прочностные характеристики. Она не должна содержать посторонних механических примесей и органических включений, содержащихся в открытых водоемах, морской воде и трубопроводах технического водоснабжения, а также следов жира и нефтепродуктов.

Количество воды при замешивании.

Для изготовления должна применяться вода из системы питьевого водоснабжения. Особенно это касается бетона с использованием отсева, в котором возможно присутствие пыли и мелкодисперсных частиц породы, битого бетона и кирпичной крошки, глины и земли. Так же как и основные наполнители — щебень и песок — отсев должен быть тщательно промыт в емкости или из шланга.

При замесе должна соблюдаться установленная для требуемой марки бетона пропорция воды. Она характеризуется водоцементным отношением — количеством воды в литрах от массы цемента. Для рассмотренного выше примера бетона М150 это соотношение составляет 0,75 при использовании цемента М400 и 0,85 для М500. Первоначально в сухую смесь добавляется около 80% объема воды, после перемешивания постепенно вводят остаток до получения однородной вязкой массы.

В некоторых случаях, особенно при заливке сложной или объемной опалубки, добавлением избыточной воды пытаются повысить текучесть и укладываемость бетона, что при затвердевании может привести к сильной усадке, трещинообразованию и крошению состава.

Состав и технология производства

Перед началом строительных работ анализируют конечные свойства бетона из пескобетона м300 и щебня. Пропорции необходимо соблюдать точно. Иначе марочные показатели утратятся. Смешивать песок и цемент М500 следует 1 к 2,5 (данный показатель может увеличиваться до 3). Количество воды сложно предусмотреть заранее. Важно ориентироваться на влажность песка. Строители рекомендуют использовать 0,2 части жидкости и одну смеси из цемента и песка. Благодаря этому удастся получить необходимые физические и механические свойства состава. В раствор можно добавить пластификатор. Достаточно 2% сыпучего вещества от общего объема. Компонент необходим для сохранения прочности и формы покрытия. Чрезмерное количество приводит к ухудшению качества раствора. Сколько добавлять щебня в пескобетон М300 напрямую зависит от типа поверхности. Компонент увеличивает адгезию и делает плоскость износостойкой.

У профессионалов есть проверенные пропорции. Они дадут необходимый результат. Важно применять качественный цемент. Рекомендуется марка М500. Также следует взять песок крупной фракции. Его добывают на речках.

Важно правильно замесить раствор. Сухие ингредиенты вмешиваются постепенно, до достижения однородности. С водой сложно переборщить, если вливать ее маленькими порциями. Можно использовать раствор густой консистенции. Она должна легко ложиться на поверхность и быстро высыхать. Если переборщить с водой, то последний процесс затягивается.

В сочетании с пескобетоном применяют крупнофактурные наполнители. При сочетании песка, цемента и щебня будет получено крепкое покрытие. Выбор можно остановить на других природных материалах. К примеру, гравий также обеспечивает необходимый уровень адгезии. Прочность будет получена при четком соблюдении норм и правил смешивания.

Изготовление бетона: технология смешивания

Смешивание больших партий проводят с помощью бетономешалок, поскольку вручную вымешивать раствор трудно. Кроме того, при таком смешивании почти невозможно гарантировать однородность массы. Вот алгоритм работы:

• Цемент и отсев отмеряют согласно ранее сделанным расчетам. Каждый компонент просеивают, чтобы убедиться, что в материале нет камней, мусора и других нежелательных примесей.
• Сухие материалы в заданных пропорциях загружают в бетономешалку и тщательно смешивают.
• Вода добавляется небольшими порциями и тщательно перемешивается. Избыток воды приведет к появлению трещин на монолите, поэтому спешить с ее добавлением не стоит.

3. ПОДБОР СОСТАВА СМЕСИ

3.1. Подбор состава цементоминеральных материалов (ЩПЦС) следует производить заранее до начала строительства по ГОСТ 23558 и настоящим Рекомендациям.

При подборе следует стремиться получить смеси оптимального непрерывного зернового состава с наибольшими прочностью, плотностью и требуемой морозостойкостью при минимальном количестве вяжущего, что достигается правильно подобранным содержанием в смеси щебня, песка, цемента, воды и ПАВ.

3.2. Подбор состава смеси осуществляют в следующей последовательности: проведение подготовительных работ (получение исходных материалов, подготовка необходимых форм для изготовления образцов и т.п.); испытание исходных материалов; назначение не менее трех составов смесей для экспериментальной проверки с тремя расходами цемента; расчет оптимального зернового состава смесей; экспериментальное определение оптимальной влажности и максимальной плотности; изготовление и испытание образцов всех запланированных серий с тремя расходами цемента; обработка результатов испытаний; расчет производственного состава смеси.

3.3. Подготовительные работы. Выбор форм для образцов.

Для подбора состава смесей и контроля качества производственной смеси используют следующие формы, приборы и способы изготовления образцов.

Для пескоцементных смесей используют цилиндр диаметром и высотой 50 мм. Уплотняют трамбованием гирей 2,5 кг, падающей с высоты 30 см, 20 ударами или прессованием на прессе под давлением 20 МПа (200 кгс/см 2 с выдержкой 3 мин).

Для щебеночно-песчано-цементных смесей (цементо-минеральных материалов — ЩПЦМ) с максимальным размером щебня 20 мм используют цилиндр диаметром и высотой 100 мм. Уплотняют трамбованием гирей 2,5 кг, падающей с высоты 30 см, 120 ударами или прессованием на прессе под давлением 20 МПа (200 кгс/см 2 ) с выдержкой 3 мин.

Для цементоминеральных материалов с максимальным размером щебня 40 мм и содержанием в смеси фракции 20 — 40 мм до 30 % используют те же формы, методы и режимы уплотнения, что и для смеси с максимальным размером зерен 20 мм. Большее количество крупного щебня в ЩПЦС использовать не рекомендуется.

Допускается использовать формы-кубы с ребром 100 мм при наличии в смеси щебня и с ребром 70 мм для песчаных смесей. Смесь уплотняют методом вибрации с пригрузом давлением 40 г/см 2 до полного оседания пригруза и появления влаги (ориентировочное время вибрирования — 50 — 60 с). На конкретных материалах целесообразно уточнить переходный коэффициент от прочности образца-цилиндра к образцу-кубу на стадии подбора состава смеси.

За базовый принимается образец с размером стороны 100 мм. При испытании смесь засыпают в три приема, штыкуя каждый слой 25 раз металлическим стержнем диаметром 12 мм, в форму малого прибора — в один прием, штыкуют 25 раз.

После этого смесь уплотняют одним из вышеуказанных способов. Изготовленные образцы хранят в камерах нормального твердения. Испытания образцов проводят на прессах согласно ГОСТ 23558.

3.4. Испытание исходных материалов.

Перед подбором составов смесей все исходные материалы следует испытать и установить соответствие их свойств требованиям действующих стандартов.

3.5. Назначение составов смесей для экспериментальной проверки.

Назначить три состава смеси с тремя расходами цемента, предположительно обеспечивающими проектные значения прочности и морозостойкости. Ориентировочные расходы цемента приведены в табл. 2 .

Дозировка вяжущего, % для получения обработанного материала марки (МПа)