Водоцементное отношение для цементного раствора

Водоцементное отношение для бетона - что это такое?

Водоцементное отношение – это отношение объема воды к массе цемента в бетонном замесе. От величины данного параметра напрямую будет зависеть непроницаемость бетона. В строительстве водоцементное отношение высчитывается по формуле в/ц = масса воды/масса цемента, обычно равно 0.25, что в пропорциях получается как 1:4.

Некоторые добавляют воду в соотношении 0.35-0.6 для облегчения работы с раствором, что сказывается на прочности кладки или монолита. Поэтому если есть необходимость сделать раствор более текучим, но сохранить прочность, можно использовать специальные пластификаторы.

Соотношение песка, воды и цемента влияет на стойкость бетона к усилию на сжатие. Чем больше воды в смеси, тем менее прочным будет бетон, более проницаемым и менее плотным, что соответствующим образом сказывается на прочности и долговечности всего здания или конструкции. Лишняя вода, которая не вступила в реакцию, в процессе застывания бетона будет испаряться и может стать причиной появления трещин, пустот, иных дефектов.

Бетон затвердевает при прохождении химической реакции воды с цементом и песком – реакции гидратации, сопровождаемой выделением тепла (теплота гидратации). Для получения качественного раствора для каждого кг цемента берут 250 миллилитров воды.

Содержание

1 Предварительный расчет
2 Требования к материалам
3 Определение количества воды
4 Жесткий бетонный раствор
5 Пробный замес
6 Советы по работе с бетоном М75

Предварительный расчет

Для расчета потребности материалов берут распространенное соотношение 1:3:5

– первая цифра указывает на вес цемента, вторая обозначает песок и третья гравий. Воду добавляют в соотношении 0.25 к весу цемента. Погрешность может составлять около 10%.

Перед тем, как готовить бетон, необходимо посчитать, сколько всего понадобится смеси для выполнения работ. Так, если заливается ленточный фундамент, то значение (по проекту) периметра здания умножают на высоту основания (все расчеты в метрах). В других случаях используют подходящие методы вычисления объема. Полученное число умножается на 250 килограммов, ведь именно столько цемента нужно для замеса куба бетонной смеси хорошей жесткости.

Остальные ингредиенты вычисляют по пропорции, умножая на 3 для песка и на 5 для гравия. Кубический метр бетона в таком случае будет весить около 2.5 тонн.

Требования к материалам

Итоговое качество и характеристики полученной смеси напрямую зависят от качества материалов и того, насколько правильно соблюдается водоцементное соотношение. Цемент может быть разных марок, как и бетон, но это далеко не одно и то же. Для замеса бетона марки М75, к примеру, берут цемент марок М200-М300 (превышает показатель примерно в 2.5-3 раза).

При покупке цемента

обязательно нужно обращать внимание на дату производства – чем больше срок хранения, тем хуже качество цемента. После полутора лет хранения цемента в идеальных условиях для выполнения серьезных работ он непригоден. Чтобы проверить качество цемента в бытовых условиях, можно насыпать его на сухую ладонь и сжать ее в кулак – цемент оптимального качества почти полностью «вытечет» сквозь пальцы. Портландцемент М400 В качестве вяжущего средства для приготовления бетона М600.

Песок лучше выбирать мелкозернистый

– до 1.25 миллиметров, что позволит понизить объем воздушных промежутков. В песке не должно быть пыли, других включений органики. Фракция щебня/гравия не должна превышать треть ширины опалубки. Для приготовления жесткого бетона недопустимо использовать щебенку известковых пород.

Если планируется выполнять армирование, фракция частиц должна быть равна максимум четверти наименьшего размера конструкции и трем четвертям просвета между стержнями арматуры. Несоблюдение этих правил приведет к появлению пустот в бетонном монолите, что значительно понизит прочность и долговечность конструкции.

Определение количества воды

Водоцементное отношение для бетона очень важно. Без воды не пройдет реакция затвердения цемента и не удастся получить желаемый результат. Для прохождения реакции достаточно воды в объеме, равном четверти веса цемента. Но мешать такую смесь достаточно сложно, поэтому обычно воду берут в большим объемах, повышая его текучесть (пластичность).

С добавлением воды в смесь нужно быть очень осторожным, так как лишняя вода способствует заполнению смесью формы самотеком, просачивается через опалубку, долго испаряется, способствует появлению пор в бетоне, распространению трещин. Бетон точно не будет прочным, если в раствор влито много воды.

Для того, чтобы цементный раствор поддавался укладке и плотно заполнял форму, гарантируя максимальную прочность, обычно берут показатель 0.6. Нужно отметить, что такое водоцементное отношение актуально для бетона марки М75: для приготовления кубического метра раствора берут около 150 л (кг) воды.

Чтобы понять, сколько воды нужно, желательно понять принцип ее действия в растворе. Вода нужна для двух функций: прохождения химической реакции схватывания и отвердевания цемента (около 30% от общего веса воды, что используется) и придания текучести бетону (чтобы с ним можно было работать). Таким образом, большая часть воды нужна для повышения комфорта работы со смесью – ее-то и можно уменьшать: добавлять пластификаторы, работать с жестким бетоном, трамбуя его специальными вибраторами или вручную.

Жесткий бетонный раствор

Жесткие смеси готовят прямо на объекте, так как они быстро твердеют и требуют обязательной трамбовки. В индивидуальном строительстве чаще всего используют цемент марки М75, который демонстрирует достаточную прочность и сравнительно невысокую стоимость. Ведь по мере увеличения марки цемента растет и его цена.

Жесткий бетон содержит небольшой объем воды в составе. В процессе укладки требует мощного механического уплотнения, прессования или трамбовки. Для приготовления жесткой смеси берут сравнительно немного цемента. Использование такого бетона актуально для создания сборных железобетонных конструкций в условиях заводов, оборудованных мощными машинами для уплотнения. В индивидуальном строительстве такие бетоны редко применяют.

Нужную прочность получают посредством соблюдения пропорций ингредиентов в бетоне. Чтобы понять, подойдет ли выбранная пропорция для приготовления прочного бетона и выполнения работ, желательно сделать пробный замес.

Пробный замес

Чтобы в домашних условиях приготовить бетон нужной консистенции и характеристик, выполняют пробный замес. Сначала все работы выполняются с использованием мастерка или лопаты совкового типа, потом же, после определения нужной пропорции, используют бетономешалку.

В емкость или на стальной лист, подготовленную площадку насыпают лопату цемента, 3 полных лопаты песка, увлажняют смесь, тщательно перемешивают лопатой. Далее всыпают крупную фракцию в объеме 5 лопат, добавляют по чуть-чуть воду и мешают, пока не получится вязкая консистенция. Воду лучше лить из емкости, чтобы определить нужный объем.

Потом бетонную смесь берут в руки, делают шар, кладут на любую площадку. На руках явных следов цемента быть не должно, а ком затвердеет и сохранит форму – значит, замес правильный. Такой бетон соответствует марке М75. Если же ком плывет – в нем много воды. Расслоение говорит о недостаточном объеме воды.

Если есть время ожидать затвердения раствора, можно провести другую проверку: залить бетон, выждать нужный период, потом ударить по монолиту зубилом в попытках расколоть. Если зубило вошло в толщу максимум на 5 мм, водоцементное отношение правильное, это бетон М75. И кусочки от монолита откалываться не должны.

В процессе замеса нельзя забывать про важный момент – в готовую смесь добавить можно будет только воду, остальные ингредиенты должны добавляться в определенной последовательности. Если становится ясно, что замес не удался, придется повторить все сначала – возможно, увеличив долю цемента.

Советы по работе с бетоном М75

В процессе замеса и укладки жесткие цементные смеси требуют знания правил работы с ними. Бетон марки М75 довольно часто применяется в частном строительстве, так как демонстрирует хорошие показатели усилия на сжатие (до 75 килограммов силы на квадратный сантиметр площади). Этого достаточно для гарантии надежности и долговечности конструкции. Нагрузки на изгиб/растяжение компенсируются армированием.

О чем нужно помнить:

Для снижения нагрузки берут небольшую бетономешалку и ручной вибратор с наконечником соответствующего диаметра.
Между слоями, залитыми в разное время, схватывание будет плохим. Поэтому необходимо армирование либо заливка (засыпка) за один раз.
При ручной трамбовке больше 30 сантиметров слоя заливать нежелательно.
После заливки и трамбовки смесь укутывают гидроизоляцией – накрывают полиэтиленовой пленкой, к примеру, чтобы избежать преждевременного схватывания бетона. Зимой конструкцию нужно утеплить.
Опалубка должна быть очень прочной, чтобы выдержать заливку и вибрацию, трамбовку.
После демонтажа опалубки вид фундамента будет не очень эстетичным – это нормально, все несовершенства будут сглажены отделочными работами.

Водоцементное отношение – очень важный параметр для замеса правильной бетонной смеси с нужными характеристиками. Поэтому всегда до начала приготовления раствора нужно все тщательно просчитывать, чтобы получить желаемый результат.

Водоцементное отношение для бетона — нормы (таблица) и расчет

Главная » Характеристики и свойства бетона

Вода – неизменный компонент любого бетона. К ней определяются определенные требования – низкая кислотность, отсутствие солей и органических добавок, таких как грунт, жиры, нефтепродукты и т.д. Но для качественного бетона важным моментом является и водоцементное соотношение – количество жидкости и цемента, которые нужно добавить для получения конкретного объема раствора.

Содержание

Почему это важно?
Расчет количества воды
Распространенные ошибки
Вывод

Почему это важно?

Под водоцементным соотношением понимают отношение массы воды к массе цемента, необходимого для приготовления рабочей смеси. Если в бетон добавить жидкости больше, чем нужно, его качество резко ухудшается, показатели бетона М400 могут соответствовать марке М200. После укладки монолит расслаивается, при этом его прочность снижается в несколько раз. Тем не менее, без воды невозможна гидратация цемента, поэтому она должна присутствовать. По водоцементному соотношению бетонной смеси требования изложены в ГОСТ по каждому конкретному виду цемента. Снижение прочности бетона в зависимости от марки и В/Ц соотношения представлено в графике.

Этот же процесс можно увидеть по таблице:

Нелинейность характеристик связана с тем, что химический процесс отвердевания бетона достаточно сложен. Например, влага, которая не участвует в гидратации, остается несвязанной, в результате чего в монолите остаются капилляры и поры, снижающие его плотность и прочность. При этом поры к поверхности бетона расширяются, поэтому он начинает крошиться за счет снижения водопроницаемости. Если влага остается в толще бетона до морозов, она неизбежно замерзнет и начнет разрывать конструкции изнутри, уменьшая прочностные характеристики. При этом лишняя вода влияет на подвижность раствора, которая тоже должна быть оптимальной. Зависимость высоты конуса от водоцементной смеси и пропорций других компонентов можно увидеть в следующей таблице:

Это означает, что правильно подобранное водоцементное соотношение – гарантия того, что бетон будет отвечать заявленным характеристикам.

Расчет количества воды

Согласно общепринятому правилу, для полной гидратации портландцемента ему потребуется всего 25% воды от его массы. Но на практике применить такую смесь невозможно, поскольку она окажется излишне жесткой, поэтому для получения достаточной пластичности потребуется больше воды. Чтобы получить пластичный, удобный для укладки раствор, необходимо показатель водоцементного отношения для бетона должен быть в рамках от 0,4 до 0,75. При меньшем значении его подвижность будет слишком мала и при укладке могут оставаться полости, если значение будет превышать максимальное, цемент расслоится, его прочность резко снизится, особенно это касается бетонов высоких марок.

От коэффициента В/Ц соотношения зависят свойства бетона. Если конструкции эксплуатируются в сложных условиях без дополнительной гидроизоляции, водоцементное соотношение не должно превышать 0,4, такой бетон используется, например, для производства тротуарной плитки. Для заливки фундаментов требуется большая подвижность смеси, поэтому допускается верхняя граница 0,75. Если бетонный монолит или конструкция требуют повышенных показателей морозостойкости, В/Ц не должно превышать 0,5.

Для изготовления бетонной смеси используется портландцемент высокой активности марок М400 или М500. Показатель соотношения воды к цементу, в зависимости от его вида, марки или класса бетона, можно определить по таблице:

Класс бетона (марка)	ПЦ 400	ПЦ 500
В 7,5 (М100)	1,3	—
В 12,5 (М150)	0,85	—
В 15 (М200)	0,69	0,79
В 20 (М 250)	0,57	0,64
В 22,5 (М300)	0,53	0,61
В 25 (М300-М350)	0,5	0,58
В 27,5 (М350)	0,48	0,55

Очевидно, что чем выше марка бетона, тем больший расход цемента требуется при меньшем количестве жидкости, нужная подвижность в этом случае достигается за счет применения пластификаторов – присадок, повышающих подвижность бетона без добавления воды. К примеру, для изготовления бетона М300 на 100 кг цемента потребуется 100·0,53=53 л воды для ПЦ 400 или 100·0,61=61 л для ПЦ 500.

Распространенные ошибки

При самостоятельном изготовлении бетонной смеси нередко допускаются ошибки, существенно снижающие ее качество. Самая распространенная из них – превышенное водоцементное отношение. Это связано с тем, что очень важно правильно уложить, а затем уплотнить бетонную смесь, что легче сделать при большей подвижности, которая достигается добавлением лишней воды. Но при этом существенно снижается качество материала – первый признак, выступление жидкости на поверхности после укладки.

Добиться того же эффекта без превышения количества воды можно при помощи пластификаторов.

Еще одной распространенной ошибкой является неправильный уход за бетоном. Процесс гидратации цемента должен проходить при постоянной температуре и максимальной влажности. Поэтому его требуется регулярно смачивать или укрывать полиэтиленом. В этом случае плотность и прочность получившегося бетона будет в несколько раз превышать аналогичный показатель монолита, высушенного без соблюдения этих условий за счет появления микрополостей и капилляров.

При этом нужно осознавать, что изменение свойств бетона не находится в линейной зависимости от внешних факторов и состава. При сниженном показателе водоцементного соотношения смесь быстро схватится в течение первых трех дней, но такой бетон будет иметь меньшую прочность, чем тот, который был приготовлен с повышенным соотношением воды и цемента, при условии, что соблюдались все технологические условия. Поэтому при изготовлении бетонных смесей подбирать варианты с оптимальным значением водоцементного отношения.

При высоких водоцементных отношениях пространство между двумя цементными зернами так велико, что оно не может быть заполнено при полной гидратации цемента. Остается избыточная вода, которая испаряется и оставляет пустоты (поры, капилляры).

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Рейтинг

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

0 26 168 просмотров

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Свободная вода в цементном растворе: почему это так важно?

Свободная вода (или свободная жидкость) не самое известное свойство цементного раствора, и его часто упускают из виду. Иногда содержание свободной воды может быть критическим.

Прежде всего - что это? Свободная вода определяется как вода, не необходимая для гидратации цемента. Когда поток цементного раствора прекращается, свободная вода отделяется в верхней части цементного столба. Цементный раствор в основном состоит из сухого цемента, смешанного с водой в правильном соотношении.

Проблемы с бесплатной водой

Бесплатная вода вызовет у вас проблемы, и они могут иметь решающее значение. Разделение жидкости может происходить в верхней части длинной колонны или в карманах скважин с большим уклоном. Эти карманы способствуют утечке газа в кольцевом пространстве и другим проблемам с потоком в кольцевом пространстве.

Нетрудно представить, что большое количество свободной воды в сильно наклонной скважине может привести к коммуникационному каналу на верхней стороне ствола скважины.

Проблемы со свободной водой будут усугубляться длительным временем загустевания, которое часто происходит в самой верхней части отверстия. Канал может вызвать притоки газа или нежелательные перетоки в скважине. Если проблема не будет обнаружена сразу, это может привести к увеличению давления в кольцевом пространстве (SCA) позже в течение срока службы скважины.

Кроме того, это может привести к отсутствию защиты цементного листа на обсадной колонне и проблемам с коррозией, которые со временем приводят к образованию отверстий в обсадной колонне. Мы также наблюдали обрушение обсадной колонны из-за реакции воды с пластом.

Совет по прочтению: Цементные пробки: рутина или кошмар?

Как правило, операторы допускают очень низкие значения содержания свободной воды в растворах, используемых при работе с более глубокой обсадной колонной или хвостовиком (часто нулевые), особенно в наклонно-направленных скважинах или при наличии газа в секции.

Высокое содержание свободной воды также часто является признаком нестабильности суспензии с проблемами осаждения.

Больше или меньше воды – испытание цемента

Естественная пропорция смеси воды и цемента составляет около 44% воды по массе цемента. Таким образом, если у вас есть 1 кг сухого цемента, количество воды для наилучшей гидратации и отверждения составляет 440 г (или 0,44 литра).

Свободная вода — это стандартный лабораторный тест, проводимый для цементных растворов (подробно описанный в API RP 10B). По сути, это смешивание цементного раствора, затем дайте ему отстояться в течение двух часов, прежде чем измерять процентное содержание свободной воды - в основном визуально почти прозрачная вода поверх раствора.

Испытание можно проводить либо при комнатной температуре вертикально и под углом, либо при температуре и условиях в скважине. Обычно у вас будет больше свободной воды при более высоких температурах.

Я бы предположил, что значения выше 2% являются признаком неправильной конструкции навозной жижи.

Загрузите бесплатную электронную книгу: Рекомендации по установке цементных пробок.

Существует ли идеальное сочетание?

Наиболее важным аспектом смешивания цемента является получение однородного раствора за счет использования надлежащего количества добавок и воды. Вы можете смешивать цементные растворы, используя больше воды, чтобы получить более легкий раствор или раствор с меньшей плотностью, или меньше воды, чтобы получить раствор с более высокой (или более тяжелой?) плотностью.

В обоих случаях вы обычно добавляете химикаты, которые минимизируют последствия «неправильного» водоцементного соотношения.

Но «идеальную» смесь цемента, воды и химикатов можно найти только в результате тщательных лабораторных испытаний. Из-за непостоянства качества цемента вам потребуется специальный тест для каждой работы с цементом.

Подробнее: Упрощенный подход к тестированию цемента перед каждой работой

Заключение

Вам придется иметь дело со свободной водой в цементе, хотите вы этого или нет. Главное — знать, почему и когда это важно, и относиться к этому соответствующим образом.

- Комментарии или вопросы? Пожалуйста, дайте нам знать, добавив в поле для комментариев ниже.

Вы также можете ознакомиться с этим бесплатным справочником:

Водоцементное отношение | Водоцементное отношение | Пример расчета водоцементного отношения

Содержание поста

Что такое водоцементное отношение ?

Это отношение массы воды к массе цемента добавляется в бетон. Водоцементное отношение напрямую влияет на прочность бетонной смеси . Типичное водоцементное отношение для различных марок бетона варьируется от 0,40 до 0,60.

Важность водоцементного отношения

В бетоне наиболее важным компонентом, влияющим на свойство бетона, являются цемент и вода.

В бетоне соотношение из веса воды к весу цемента называется отношением воды к цементу (вес/ц). Цемент и вода являются двумя основными ингредиентами , ответственными за связывание всего вместе.

Бетон

Водоцементное отношение является предельным коэффициентом для прочности и долговечности бетона при правильном отверждении .

Например, если Соотношение В/Ц равно 0,40 , что означает, что на каждые 100 фунтов цемента, использованного в бетоне, добавляется 40 фунтов воды .

Что происходит? Если вы добавите слишком много воды Избыток воды в бетоне

Добавление слишком большого количества воды в бетонную банку приведет к усадке , к растрескиванию и к снижению общей прочности . Чрезмерное количество воды делает рыхлый бетон трудно обращаться, что приводит к сегрегации и проблемам с протеканием бетона .

Подробнее: Марки бетона – их соотношение, использование и пригодность

Что происходит? Если вы добавите меньше воды

Однако без достаточного количества воды бетон станет жестким, трудным для заполнения и компактным , а также может привести к образованию сот в бетоне. это увеличивает трудозатраты на перемещение бетона. Жесткий бетон

Как правильно рассчитать необходимое количество воды для бетона?

При правильном соотношении вода-цемент бетон становится более прочным, пористость , и цвет будет сбалансирован.

Рекомендуемое водоцементное отношение для бетона,

Для обычных бетонных работ ( sidewalks and driveways): 0.6 to 0.7
If required higher quality concrete is desired: 0.4

The practical best water-cement ratio is from about 0.40 to over 0,60.

Соотношение 0,3 сделано бетоном слишком жестким (если не используются суперпластификаторы ).
Отношение 0,8 делает бетон влажным и довольно слабый бетон .

Нормальная прочность на сжатие при правильном отверждении бетона составляет:

0,4 водоцементное отношение —> 5600 фунтов на кв.

Таблица водоцементного отношения

В следующей таблице указано водоцементное отношение для различных марок бетона в зависимости от условий воздействия,

Таблица водоцементного отношения

Водоцементное отношение Формула

Формула для соотношение воды и цемента расчет вода/цемент . Проще говоря, количество воды делится на количество цемента , и результат вычисления дает соотношение в/ц .

Его также можно рассчитать по таблице водоцементных отношений IS 10262 (2009) Таблица водоцементных отношений

Расчет водоцементного отношения

Для пример , если водоцементное отношение составляет 0,50 для бетона и добавляется цемент составляет около 50 кг (вес 1 мешка цемента)

, Вода необходимая для бетона будет

Вода/цемент = 0,50

Вода / 50 кг = 0,50

Вода = 0,50 x 50

Вода = 25 литров = 6,60 галлона

Аналогично для В/Ц = 0,40

Вода = 0,40 x 50

Вода = 20 литров = 5,28 галлона. Это факт, что вода уменьшает в бетоне, увеличивает его прочность .

Но есть какой-то предел водоцементного отношения . Минимальное водоцементное отношение составляет от 0,30 до 0,35 , после этого бетон становится слишком жестким и непрактичным для обработки.

Часто задаваемые вопросы: Водоцементное отношение

Водоцементное отношение
Это отношение массы воды к массе цемента , добавленного в бетон. Водоцементное отношение напрямую влияет на прочность бетонной смеси. Типичное водоцементное отношение для различных марок бетона варьируется от 0,40 до 0,60.

Как рассчитать водоцементное отношение

Например, если в/ц 9Соотношение 0061 составляет 0,50 для бетона и добавки цемента составляет около 50 кг (вес 1 мешка цемента)
Вода, необходимая для бетона, составит
Вода/цемент = 0,50
Вода = 0,50 x 50
Вода = 25 литров = 6,60 галлона

Водно-цементное отношение

Водно-цементное соотношение представляет собой отношение массы воды к массе цемента , добавляемого в бетон.