Бетон М400: высокопрочный материал для надежных конструкций

Бетон это каменный строительный материал, получаемый в результате твердения залитой в форму и уплотненной полужидкой смеси. Его приготавливают путем перемешивания сухого вяжущего вещества, фракционных заполнителей и воды. В качестве вяжущего элемента наиболее часто применяется цемент, заполнители – щебень, гравий, керамзит, галька измельченный шлак.

Кроме этого физические характеристики бетонных материалов предусматривают маркировку по водопроницаемости и морозостойкости. Первый показатель очень важен при строительстве гидротехнических и подземных сооружений, а второй в значительной мере определяет долговечность строительных конструкций, построенных в холодных и умеренных климатических зонах.

Технические характеристики бетона М400

Основные характеристики материала регламентируются ГОСТом 31108-2003 «Цементы общестроительные», ГОСТом 7473-2010 «Смеси бетонные» и рядом других нормативных документов.

Важные технические параметры, которым должен соответствовать бетонный раствор:

1. Подвижность (удобоукладываемость) — П4. Бетон может быть залит в армированные конструкции без дополнительного уплотнения, что эффективно при обустройстве фундаментов, колонн. При необходимости, путем введения добавок и изменения пропорций можно получить бетон М400 с подвижностью П3 или П5.
2. Водонепроницаемость — W6–W12. Готовые конструкции из этого раствора могут выдержать давление жидкости в 0,6-1,2 МПа. Бетон может быть использован для подводных сооружений – дамб, бассейнов.
3. Морозостойкость — F100-F300. Бетон способен выдержать от 100 до 300 циклов заморозки и размораживания (точная цифра зависит от типа и количества специальных модификаторов). Благодаря такой высокой морозостойкости раствор применяют для построек в суровом климате.
4. Плотность бетона М400 – более 2400 кг/м³, прочность на сжатие – 400 кгс/см². Эти показатели делают материал очень надежным, износостойким и долговечным.

Бетон М400 обладает отличными характеристиками, поэтому подходит для строительства большинства зданий, сооружений и конструкций в быту и промышленности. Он быстрее, чем иные марки, схватывается, а это свойство дает возможность ускорить строительные работы.

Важно! После застывания раствор превращается в нерушимый монолит, который практически не подвержен воздействию природных факторов.

Как улучшить качество затвердения

Как известно, полное затвердение бетонной смеси происходит примерно через четыре недели после укладки. Условия, в которых оно происходит, оказывают существенное влияние на прочность бетона на сжатие.

Если этот процесс происходит при жаркой погоде, то необходимо периодически увлажнять поверхность. Дополнительно можно укрывать поверхность от воздействия прямых солнечных лучей. Для этого можно применить покрытие слоем битума или воспользоваться полиэтиленовой плёнкой.

Иногда в состав смеси делают добавки для улучшения характеристик. В результате можно сократить время работы, удешевить строительство или придать бетону особые свойства.

В частности, могут применяться вещества, которые замедляют процесс отвердения. В результате этого бетонное покрытие становится более прочным.

Состав и пропорции компонентов

В состав материала входят стандартные ингредиенты: речной или карьерный песок, цемент, гравий или щебень. Готовая смесь разводится чистой водой без химических примесей.

Для улучшения технических параметров в состав также обязательно вводят пластификаторы и другие добавки. Для изготовления цветного бетона в него могут добавлять колеры.

При смешивании материала своими руками или в промышленности пользуются такими пропорциями:

• цемент – 1 часть;
• песок – 1,5 части;
• щебень – 2,5 части;
• вода – 0,5 части.

Совет! Если для стройки требуется большое количество раствора, целесообразнее будет его купить на заводе в готовом виде и доставить спецтранспортом на строительную площадку.

Стоимость

Высокую стоимость бетона объясняют множеством преимуществ. Сегодня она составляет примерно 60 долларов за один кубический метр. Этот стройматериал по своей экономичности относится к средней категории. Его продают в форме готового раствора, подвижность которого достигает три-пять пунктов. Смесь продают в большинстве специализированных магазинов для строителей. Раствор можно найти в точках производства, на предприятиях, которые выпускают изделия, конструкции из цемента.

Специалисты советуют сотрудничать с надежными поставщиками строительных материалов, поскольку визуально сложно определить тип смеси. Чтобы получить высококачественный бетон, нужно в точности придерживаться технологии и рекомендаций соблюдения рецептуры, соотношения компонентов.

Классы прочности бетона м400

Под классом прочности раствора понимают числовой параметр, определяющий его прочность на сжатие. Он подсчитывается в мегапаскалях и обозначается буквой «B».

Бетону марки М400 соответствует класс прочности 30 (B30). Это означает, что бетон может выдержать давление силой в 30 мегапаскалей после полного застывания не менее, чем в 95% случаев. Эта цифра считается очень высокой, поэтому материал относится к группе конструкционных и подходит для постройки высотных зданий.

Особенности различных марок

Каждая из используемых марок подходит для определённого круга задач. Далее будут рассмотрены те, которые применяются наиболее часто.

М50-М100

Самым слабым и ненадёжным считается бетон, марка которого М50. Однако у него имеется своя сфера применения.

Применение бетона М400

Материал используют для возведения объектов, при эксплуатации которых возникают значительные механические нагрузки, способствующие сильному напряжению монолита. Из бетона М400 строят такие конструкции:

• мосты на автомобильных трассах, железные дороги;
• эстакады для транспорта и путепроводы, виадуки;
• банковские хранилища, склады боеприпасов, оружия, военные сооружения;
• колонны, перемычки, балки;
• гидротехнические конструкции — дамбы, плотины, волнорезы, бассейны, гидроэлектростанции;
• монолитные высотные дома;
• коллекторы для коммуникаций;
• любые объекты, требующие высокой безопасности;
• лестницы и лестничные пролеты;
• строения в энергетической, машиностроительной, рудодобывающей сферах;
• канализационные туннели;
• фундаменты многоэтажных зданий;
• объекты метрополитена.

Бетон подходит для заливки прочных железобетонных конструкций, которые будут претерпевать самые серьезные нагрузки. В этом случае в его состав вместо щебня вводят гранитный наполнитель.

Приготовление бетона

Чтобы раствор, сделанный в домашних условиях, полностью соответствовал требованиям, для его замешивания придется раздобыть только самые качественные компоненты. Также важно точно соблюдать пропорции и технологию изготовления бетона М400.

Песок должен быть чистым, без примесей почвы, глины, извести, которые увеличивают вязкость и нарушают схватываемость раствора. Кроме того, при использовании грязного песка прочность бетона снизится.

Совет! Идеальный вариант – не набирать песок самостоятельно, а купить его в строительном магазине в уже очищенном виде.

В крайнем случае, подойдет карьерный или речной песок, но только хорошо промытый и высушенный. Мокрый песок перед замешиванием бетона досушивают или уменьшают норму воды в растворе. Жидкость тоже должна быть чистой, полностью свободной от химических примесей и немного теплой (не горячей).

Щебень для бетона подбирают не крупный, но и не мелкий, примерно в пределах 5-20 мм (размер отдельных элементов). Лучше брать только высококачественные сорта щебня с показателем прочности от М1100 и более, которые производятся путем дробления самых твердых пород.

Требования к цементу — самые жесткие:

• марка – не ниже, чем готовый бетон (в противном случае раствор будет иметь малый удельный вес);
• мелкозернистый сорт;
• отсутствие излишней влажности, комков;
• хранение – только в правильных условиях и не более 3 месяцев от даты производства.

После отбора компонентов приступают к их отвешиванию. Вначале соединяют цемент и песок, тщательно перемешивают массу в бетономешалке, пока она не станет однородной.

После вводят жидкость с растворенными пластификаторами, которая была строго выверена по объему заранее. От точного соблюдения нормы воды зависят прочность и морозостойкость бетона. Последним всыпают щебень, еще раз смешивают раствор, который по текстуре должен напоминать густую сметану.

По мере готовности бетон транспортируют на площадку и приступают к его заливке. Чтобы материал не затвердел слишком быстро, либо процесс его застывания не замедлился, важно работать при плюсовых температурах, но не на сильной жаре.

Совет! Помимо самостоятельного подбора компонентов и высчитывания пропорций, можно пойти иным путем – купить готовую сухую смесь в мешках и развести ее водой.

Общее понятие

Под плотностью бетона B30 или другого аналога физически подразумевается вес кубометра того или иного образца. В отношении к цементным растворам дополнительно рассматривается сразу комплекс моментов. К ним можно отнести следующее:

• содержание воздуха;
• пропорции минерального наполнителя;
• характеристики добавляемого гравия;
• твердость монолита после высыхания;
• прочностные показатели на растяжение и сжатие.

Получается, что при минимальном содержании воздушных пор наблюдаются максимальная однородность искусственного камня. Это также «говорит» о том, что данный образец обладает высокой прочностью на разрыв. А при использовании речного песка и, например, гранитного гравия состав будет отвечать более высоким требованиям, нежели из округлых зерен с известковым щебнем. Неровные грани способствуют образованию более крепких связей между отдельными гранулами. Все актуально, кроме прочего, только при условии соблюдения пропорций компонентов и сроков годности цементного вяжущего. Излишки воды и испорченный цемент любые результаты сводят к «провалам».

Пример расчета в ведрах на 1 кубометр

В домашних условиях удобнее всего отмеривать компоненты с помощью стандартного 10-литрового ведра, которое имеется у любого строителя. Каждый литр объема в ведре равен 1 дм³, то есть весь объем составит 0,01 м³ (10 дм³).

Для получения бетона, помимо 300 л (30 ведер) цемента, берут такие компоненты:

• Песок плотностью 1600 кг/м³. В литре – 1,6 кг песка. Для нормы в 630 кг объем составит 394 кг, количество ведер – 39,4.
• Щебень плотностью 1400 кг/м³. В литре – 1,4 кг. Для нормы в 1050 кг объем равен 750 л, то есть – 75 ведер.
• Вода. Всего нужно 210 л воды, или 21 ведро.

Знание указанных норм и пропорций позволит определиться с количеством компонентов, которые потребуются для заливки конструкции, а также с приблизительными затратами.

Пример расчета в бетономешалке

Стандартный объем бака бетономешалки составляет 140 л. Обычно его загружают не более чем на 2/3, чтобы дать компонентам лучше перемешаться.

Таким образом, норма загрузки составит 140х2/3 = 93 литра. При соединении коэффициентов в пропорции получают цифру 5,5 (1 часть цемента + 1,5 части песка + 2,5 части щебня + 0,5 части воды). Путем умножения на 10 литров (объем ведра) получают 55 литров, а при делении 93л/55 л высчитывают количество загрузок – 1,69 штуки.

При умножении 1,69 на пропорции получают такие нормы для одной загрузки в бетономешалку:

• цемент – 16,9 л;
• песок – 25,3 л;
• щебень – 42,3 л;
• вода – 8,5 л.