Что такое плотность бетона?

Стройматериал, состоящий из цемента, песка, битума, гравия, воды и прочих дополнительных компонентов называют – бетон. Кроме наполнения, на качество бетона напрямую влияет его плотность, указывающая на соотношение массы к единице объема в кг/м3 или т/м3.

От плотности раствора зависит прочность, качество и долговечность готового сооружения. Для строительства  учитывают это значение по нескольким причинам:

• напрямую влияет на удобство заливки сложных конструкций;
• имеет влияние на смешивание компонентов раствора между собой в однородную массу;
• определяет долговечность конструкции.

Выбирая стройматериал, стоит учитывать для каких целей он будет использоваться.

Бетон классифицируют в зависимости от плотности. Из них выделяют 5 типов:

1. Утяжеленный. Показатель от 2500 кг/м3 и выше. К нему относят: сталебетон, баритовый, магнетитовый. Они получили такое название от применяемого наполнителя (сталь, магнетит, железо). Применяется для возведения стратегических, оборонных сооружений, защиты от радиации.
2. Тяжелый. Показатель варьируется от 2000 до 2500 кг/м3. В основу входит известняк, плотный песок, гранит и прочие горные породы. Используют для возведения несущих конструкций зданий, сооружений, опор мостов, заливки фундаментов многоквартирных домов, защитных, оборонных сооружений, защиты от радиации.
3. Облегченный. Показатель от 300 до 2000 кг/м3. Основа – щебень. Используется для постройки жилых домов, фундаментов, несущих стен, обустройства придомовой территории.
4. Легкий. Плотностью от 500 до 1800 кг/м3. Состав включает керамзит, пемзу, другие пористые материалы. Актуально использовать в зонах с высокой сейсмической опасностью. Его разделяют на 2 вида:

• конструктивно-теплоизоляционный — плотность 500 – 1400 кг/м3;
• конструктивный – плотность 1400 – 1800 кг/м3. Этот бетон широко используют для постройки жилых домов, школы, производственных зданий и других объектов.

5. Особо легкий. Показатель плотности до 500 кг/м3. К нему относят газо- и пенобетоны с основным наполнителем перлитом или арболитом. Применяется для постройки стен домов, балок перекрытий, для дополнительной теплоизоляции.

Вид бетона выбирается исходя из назначения при строительстве. Например, большая плотность тяжелых бетонов обеспечивает повышенную стойкость к механическим нагрузкам, износу, выдержку любых погодных условий, множественных перепадов температур, влагостойкость, морозоустойчивость.

Каждый тип бетона имеет свою марку и класс, которые указывают на максимально выдерживаемую нагрузку в килограммах на метр кубический.

Марка обозначена латинской буквой М с цифрами (М100, М150, М500 и т.д.), указывающие на усредненное значение выдерживаемой нагрузки в кг/м3.

Класс – показывает выдерживаемое давление с погрешностью 13,5%. Имеет обозначение буквой В и цифрой, указывающей на максимально выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа).

Пример: бетон класса В75 соответствует М100 может выдерживать 98,23 кг/см2.

Класс показывает наиболее достоверный показатель прочности бетона.

Таблица плотности бетона по маркам

Покупая бетон специалисты учитывают его марку, отражающую основные показатели материала: состав, качество и объемный вес (плотность). Для более точного определения плотности используют таблицу ниже:

Что отражает плотность

Плотность отражает вес единицы раствора в заданном объеме. Показатель обозначается латинской D, показывает массу раствора на один кубический метр объема (кг/м3).

На показатель плотности бетонного раствора влияют свойства компонентов раствора: цемента, песка, воды, наполнителя и пропорции, в которых они замешиваются.

Высокое значение указывает на способность выдерживать нагрузки и стойкость к различному роду повреждениям, устойчивость к деформации, сопротивляемость нагрузкам. Более плотные (тяжелые) бетоны используются для строительства сложных объектов, более легкие для отделочных работ, среднего значения для общегражданских объектов.

Также показатель характеризует:

• возможность заливки сложных конструкций;
• способность смешиваться до однородной массы;
• долговечность конструкции или сооружений.

Что такое объемный вес бетона

Объемный вес бетона – показатель массы готовой конструкции из бетона, который определяет вес застывшего материала в определенном объеме. Значение колеблется в зависимости от выбранного материала наполнителя и его пористости.

На показатель влияет:

• вид наполнителя;
• использовался ли газ при застывании раствора;
• как уплотнялся раствор при заливке;
• марка цемента в смеси.

Чем более пористый материал используется для смеси, тем менее прочный будет раствор и сооружение из него.

Как увеличить плотность бетона

Долговечность сооружений из бетона зависит от качества и плотности стройматериала. На плотность оказывают воздействие компоненты раствора, наполнитель, свойства всех компонентов. Получить необходимую плотность материала можно, придерживаясь следующих правил:

• Использовать мелкий наполнитель для уменьшения пустот в железобетоне;
• Снизить количество воды, при этом сохранить подвижность состава для возможности заливки сложных форм конструкций. Для сохранения подвижности часто добавляют пластификаторы. Они снижают объем воды в растворе, делая его более плотным;
• Уплотнить, используя арматуру или вибратор. Из подручных средств можно использовать лопату. Протыкая раствор, позволяет выходить воздуху и воде;
• Искусственно подогреть смесь для испарения влаги. Влага испарится, сделав бетон более плотным, в то же время более тяжелым;
• Для уплотнения использовать безусадочный, расширяющий материал. Например, портландцемент, глина, глиноземистый цемент. Эти материалы малопористые, но обладают хорошими эксплуатационными свойствами, сохраняют качество бетона;
• Для незначительного увеличения плотности, можно менять соотношение компонентов с добавлением гипса или бетонированной глины.
• В промышленных условиях применяется вакуумирование. Для него необходимо специальное оборудование, поэтому в быту не используется.

Важно помнить, что плотность и прочность бетонного раствора изменчива. Большое количество воды делает состав менее плотным, при этом более пористым.

Для получения качественного бетона стоит использовать цемент высокой марки.

Пример расчета плотности самостоятельно

Зачастую на стройплощадках проводят самостоятельный замес раствора бетона. Особенно при небольших объемах стройки.

Чтобы построить объект, соответствующий параметрам, необходимо соблюсти технологию и правильный расчет плотности смеси.

Ниже приведем пример для самостоятельного расчета.

Для расчета можно использовать онлайн-калькулятор, задав значения необходимого объема раствора.

Также можно воспользоваться формулой из учебника по физике:

p=m /V

Где m – масса раствора (кг, т), V – объем, залитый раствором (м3).

Например, раствором массой в 200 кг залили 2 кубометра объема. Плотность составит:

P = 200/2 = 100 кг/м3.