Доброго времени суток, дорогие товарищи!
Сегодня поговорим про бетон без щебня. Пескобетон или мелкозернистый бетон. Разберемся, насколько это практичная технология.
Чем отличается бетон с щебнем от бетона без щебня.
Зачем щебень в бетоне. И что будет, если его туда не класть.
Раствор - это бетон без щебня
Пескобетон - это раствор
Раствор это не бетон
Бетона без щебня не бывает
Часто в комментариях, и вообще, строительной среде можно услышать подобные выражения.
Дяди Васи с лёгкостью разбрасываются подобными фразами и сеют заблуждения в неокрепшие умы.
Сегодняшней статьей хочу расставить все точки в этом вопросе. Приведу все необходимые ссылки.
Начнем с базового. Что такое бетон?
Открываем ГОСТ 26633-2015 "Бетоны тяжелые и мелкозернистые"
Бетон - искусственный камневидный строительный материал, получаемый в результате формования рационально подобранной и уплотненный бетонной смеси.
Что такое бетонная смесь смотрим в ГОСТе 7473-2010 "Смеси бетонные"
Бетонная смесь - готовая к применению перемешанная однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды с добавлением или без добавления химических и минеральных добавок, которая после уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон.
Под вяжущим здесь понимается цемент. При затворении бетонной смеси водой начинается реакция гидратации цементного камня. При этом цемент, как бы прорастает в заполнитель, скрепляя его между собой.
Соотношение кол-ва цемента к количеству воды называется водоцементным. Часто обозначается, как в/ц. При этом требуются корректировки по влажности заполнителей. Так так в процессе гидратации участвует не только вода затворения, но и влага из заполнителей.
Водоцементное соотношение очень сильно влияет на марку и класс получаемого бетона.
Возвращаемся в бетонным смесям.
Бетонные смеси по ГОСТу 7473-2010 бывают трех типов.
- Бетонные смеси тяжелого бетона (БСТ)
- Бетонные смеси мелкозернистого бетона (БСМ)
- Бетонные смеси легкого бетона (БСЛ)
Разберемся подробнее, что это за бетоны.
Возвращаемся к ГОСТу 26633-2015
Бетон тяжелый - бетон плотной структуры средней плотностью более 2000 до 2500 кг/м3 включительно на цементном вяжущем и плотных крупном и мелком заполнителях
В качестве плотных заполнителей может выступать песок, отсев, щебень, гравий.
Самый обычный, распространенный и привычный нам бетон.
Если к сочетанию слов тяжелый бетон, мы вроде бы как привыкли и понимаем о чем речь, то при упоминании мелкозернистого бетона, многие люди впадают в ступор. Даже чисто семантически, набрав в поисковой строке Яндекса "мелкозернистый бетон" сложно с ходу найти достаточное количество адекватной информации.
Но в ГОСТе всё есть.
Бетон мелкозернистый - бетон плотной структуры средней плотностью более 2000 до 2500 кг/м3 включительно на цементном вяжущем и плотном мелком заполнителе.
Выходит, что смесь песка и цемента, затворенную водой, можно считать бетоном?
И да, и нет.
Откроем учебник В. Б. Ежова "Технология бетона, строительных изделий и конструкций"
В разделе, посвящённом мелкозернистым бетонам нет строгих определений с указанием плотности.
Аналогично, подобных упоминаний не удалось найти в древнем, но авторитетном учебнике Баженова.
И даже в учебном Тамбовском пособии
Однозначного ответа на вопрос откуда взялась эта строгость требований к плотности в ГОСТе у меня нет. Но есть предположение, что при его написании руководствовались точкой зрения, что мелкозернистый бетон - это частный случай тяжелого бетона.
Такая точка зрения встречается например в учебном пособии "Бетоны и строительные растворы" Корчагина, Однолько, ТГТУ, 2004.
Вероятно, это является некоторым ключевым фактором для того чтобы при расчетах присваивать класс мелкозернистому бетону. К слову, классы и марки на сжатие у мелкозернистых бетонов точно такие же, как и у обычных тяжелых.
В чем же проблема плотности мелкозернистого бетона?
Чтобы признать бетон мелкозернистым по ГОСТу, его средняя плотность должна быть от 2000 до 2500 кг/м3.
Хочу обратить особое внимание, что речь идет именно о средней плотности бетона.
Вопросу измерения плотности бетона посвящен отдельный ГОСТ 12730.1-2020 "Бетоны. Методы определения плотности"
Как бы качественно мы не старались уложить и уплотнить бетонную смесь, сделать это идеально и избежать образования микропустот практически невозможно. Пустоты (поры) образуются по разным причинам.
- Избыточное содержание воды. Высокое в/ц. Часть воды, которая не прореагировала с цементном камнем при реакции гидратации остается в теле бетона и формирует полость.
- Недостаточное уплотнение бетонной смеси. Пузырьки воздуха попавшие в бетонную смесь при укладке запираются в теле бетона и формируют поры.
- Наличие воздухововлекающих добавок. Например, ПАВы, строительное мыло, добавки для кладочных и штукатурных растворов.
- Воздухововлечение при вибрировании. Парадоксально, но уплотнение смеси, например, глубинным вибратором, позволяет вывести большое кол-во воздуха, но при этом вовлекает некое кол-во нового воздуха.
Следует четко различать плотность среднюю и истинную.
Средняя плотность - отношение массы бетона (образца) к его общему объему (с порами)
Для того, чтобы измерить среднюю плотность бетона необходимо промерить геометрические размеры образца. Вычислить его объем, взвесить, поделить и получить плотность. Тем самым мы получим плотность образца со всеми его порами и пустотами.
Истинная плотность - отношение массы бетона (образца) к его истинному объему (без пор).
Таким образом, для расчета истинной плотности необходимо при расчете брать объем образца за вычетом суммы объемов всех пор, пустот и полостей.
Т. е., истинная плотность бетона - это плотность самого получившегося бетона. Самого вещества.
Очевидно, объем пор и пустот не поддается простому вычислению и может разве что условно нормироваться. Для расчета истинной плотности бетона по ГОСТ 12730.1-2020 используется специальный метод связанный с измельчением в ступе и измерениях в пикнометре.
Но это уже тонкости. Для тех кому интересны детали технологии измерения, можно самостоятельно ознакомиться в ГОСТе.
Возвращаемся к расчету плотности мелкозернистого бетона.
Для того, чтобы набрать плотность 2000-2500 кг/куб давайте рассмотрим особенности рецептуры.
Нам потребуются
- Портландцемент (наиболее часто, это будет М500 Д20 ЦЕМ 2/А-И 42,5)
- Песок (карьерный, речной)
- Вода
- Опционально, специальные добавки
В помощь к этому непростому делу, возьмем следующий источник.
Методическое пособие "Рекомендации по подбору составов для бетонных смесей для тяжелых и мелкозернистых бетонов", разработанное в НИИЖБ имени А.А. Гвоздева АО "НИЦ СТРОИТЕЛЬСТВО" в 2016 году.
Открываем раздел 6 "Расчет и подбор состава мелкозернистого бетона нормального твердения".
Рассмотрим таблицу.
Нас интересует график номер 3.
Мы видим, что с ростом кол-ва цемента, по отношению к воде, увеличивается прочность. (Иначе говоря, с убавлением кол-ва воды из смеси)
Например, для получения бетона класса B20 нам необходимо набрать 26МПа.
Ориентируясь на график мы видим, что для этого нужно добиться Ц/В в районе 1,5.
Или В/Ц = 0.6.
Т. е. 0.6кг (л) воды на 1кг цемента.
Теперь нам нужно как-то определить сколько песка ко всему этому нужно добавить.
Руководствуемся следующей таблицей
Находим столбец с нужным нам В/Ц 0,6.
И подбираем необходимую нам степень удобоукладываемости.
Данный показатель указывает не только на то, как легко будет укладывать бетонную смесь, но и на то, как легко будет ее замешать.
Удобоукладываемость в нижних строчках с индексом Ж (означает, жесткие смеси) практически невозможно замешать на стройплощадке.
Удобоукладываемость с индексом ОК (означает, осадка конуса) - это уже вполне рабочие смеси для частного домостроения.
Подвижность определяют с помощью специального конуса.
В живую это выглядит как-то так.
Подробнее о методах измерения подвижности бетонных смесей и иных показателей можно почитать в ГОСТ 10181-2014 "Смеси бетонные. Методы испытаний"
Итак, выберем, например, желаемую подвижность П-2 (ОК 5-9см).
При нашем В/Ц 0,6 по таблице(см. 3 картинки вверх) потребуется 3,8кг песка на 1кг цемента.
Не забываем, что если при замесе используется сильно увлажненный песок, то это следует учесть и использовать чуть меньшее количество воды затворения.
Итак, мы получили рецептуру для мелкозернистого бетона с классом B20, подвижностью П2.
1кг цемента, 0,6кг воды, 3,8кг песка
А что там у нас с плотностью?
Вроде бы как, все в порядке. Наша строчка вторая.
И вроде бы как, мы проходим в ГОСТовский критерий по плотности 2000-2500кг/м3.
Но есть некоторые нюансы. Таблица называется "ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ значения средней плотности мелкозернистой бетонной смеси".
Это означает, что подобные значения могут быть и не достигнуты.
Большую роль здесь играет уплотнение бетонной смеси. То самое кол-во пустот (пор) о котором мы говорили чуть выше.
Также, очень важно понимать, что речь идет не просто о каком-то песке в составе бетонной смеси, а о весьма конкретном песке с модулем крупности М=2,5. С минимальным нормированным содержанием илистых и глинистых частиц.
Очень странно рассчитывать на то, что частному заказчику местные камазисты завезут именно такой песок. Может, конечно, и повезти, но кто готов взять за это ответственность?
Чего нельзя сказать о крупных производителях сухих пескобетонных смесей. Их производственные площадки совершенно точно оборудованы довольно точными дозаторами, ситами и всем необходимым, для того, чтобы произвести смесь более менее нормированными и прогнозируемыми характеристиками.
Заглянем в их рабочую документацию.
Возьмем для примера пескобетонную смесь от крупного завода "ЦЕМЕНТУМ" (Ранее, "Хольцим"). Крайне распространенная смесь, которой я лично пользовался очень много раз.
Находим документацию на сайте производителя и открываем технический лист на данную смесь.
Марка М300 - это грубый эквивалент класса В22,5. Прочность на сжатие, необходимая для данного класса бетона необходима в районе 29МПа.
Отдельного внимания заслуживает толщина слоя 10-100мм.
В общем и целом, не вижу противопоказаний к использованию и больших слоев. Например, для изготовления ступеней, перемычек, железобетонных балок и прочего.
Откуда же взялось данное ограничение?
И неужели, мне нужно срочно вытащить все пескобетонные балки сечением 200х200 из своего дома?
Давайте разбираться.
У меня есть на этот счет предположение.
Находим на сайте производителя данные декларации о соответствии.
ООО "ЦЕМЕНТУМ Центр" задекларировала свою сухую смесь, как "смесь строительную для напольных работ"
Под эту же категорию были проведены соответствующие испытания.
Зачем-то, кстати, приплели ГОСТ по сухим смесям на гипсовом вяжущем
Так вот, насчет толщины слоя и возможности изготовления более крупных элементов из пескобетона. Так как работы по обустройству пола обычно проводятся без использования вибраторов для укладки бетона, ограничиваясь простым заглаживанием правилом(шпателем, кельмой), то вероятно именно с этим связана указанная толщина слоя. При ручном заглаживании смеси невозможно полноценно уплотнить всю толщу бетонной смеси.
При должном уплотнении смеси глубинным вибратором, на мой скромный взгляд, никаких проблем из-за укладки бетоном слоем толще 200мм нет. Равно как их не возникает при укладке обычного тяжелого бетона или мелкозернистого бетона не из готовых смесей.
Но как же так, спросите вы. Ведь даже на упаковке со смесью красуются три ключевых способа применения
- СТЯЖКА
- ОТМОСТКА
- КЛАДКА
Аналогично, в техническом листе приводятся подробные инструкции по применению сухой смеси для каждого из этих трех способов.
Однако и тут есть, что ответить.
Рассмотрим чуть подробнее технический лист.
"И других бетонных конструкций в жилых и общественных зданиях, как внутри, так и снаружи помещений"
Прямого запрета на использования в других конструкциях от производителя нет.
Важно сейчас немного под другим углом взглянуть на ситуацию. Не смотреть на материал и думать куда бы его пристроить, а посмотреть на задачу, которую нужно решить, определить какие свойства должны быть у материала, который ее решит.
Наверное, основной вопрос этой статьи - это вопрос о том, можно ли использовать мелкозернистый бетон (пескобетон) для изготовления балок, колонн, перемычек, плит, армопоясов и других элементов в частном домостроении.
И если мы провели сбор нагрузок, сделали расчет и установили, что для изготовления железобетонной перемычки 200х200 необходимо использовать бетон класса В20 два прута 10мм арматуры А500С в нижней зоне, два прута 8мм арматуры В500С в верхней зоне, с шагом хомутов 500мм и нижним защитным слоем 30мм, то мы смело можем брать бетон, который отвечает данным характеристикам, или превосходит их. Класс бетона В20 предполагает прочность на сжатие 26МПа.
В характеристиках пескобетона М300 в мешках 30МПа.
Можем смело брать и использовать.
Но дотошный читатель точно уцепится за характеристику "прочность на изгибе"
Ведь она всего 5 МПа.
Действительно, бетон сам по себе гораздо хуже работает на растяжение и на изгиб, чем на сжатие.
Сама природа изгибающей деформации такова, что при ней образуется сжатая зона и растянутая.
При самом простом случае, например, однопролетная балка. Сжатая зона будет вверху, а растянутая внизу. Но иногда бывает и наоборот. Например, в консольных балках. Там растянутая зона вверху, а сжатая внизу.
По факту, в подавляющем большинстве случаев в железобетонных конструкциях растяжение воспринимает арматура в растянутой зоне.
Да, сам бетон тоже работает на растяжение и изгиб, но значительную и преобладающую роль будет играть арматуру. Это прямое следствие из того, что модуль упругости бетона и арматуры отличается примерно в 10 раз в пользу арматуры.
Прочностью же бетона на растяжение и изгиб в расчете железобетонных конструкций можно вообще пренебречь.
Единственный случай, где эта характеристика будет важна - это, наверное, только неармированные бетонные конструкции, работающие на изгиб и растяжение. Но таких технических решений, особенно в балках, лучше избегать, ибо применимы они только на очень небольших пролетах.
Но все таки, неужели мелкозернистый бетон, вообще ничем не отличается от обычного тяжелого бетона с крупным заполнителем?
Пожалуй, лучшим будет в этом ключе еще раз процитировать учебное пособие УФУ за авторством В.Б.Ежова "Технология бетона, строительных изделий и конструкций" 2014г
Пожалуй, здесь всё предельно понятно и пояснения нужны только по вопросу тиксотропии.
Бетонная смесь во время укладки находится как бы в пограничном агрегатном состоянии. Что-то среднее между твердым телом и жидкостью.
Тиксотропия - это способность бетонной смеси разжижаться при динамическом механическом воздействии, а затем сгущаться обратно. Это может быть использование глубинного вибратора, виброрейки, вибростола. Более того, таким же воздействием будет являться и интенсивное заглаживание поверхности бетонной смеси правилом, гладилками или шпателями.
Высокая тиксотропия, наряду с подвижностью делают бетонную смесь более удобоукладываемой.
Рассмотрим еще один источник. Методические указания к лабораторной работе по курсу ,,Технология бетона строительных изделий и конструкций" Кравцов А.И. ОГУ 2000г.
Я немного подробнее раскрою эти тезисы.
Как видим, с прочностью на изгиб у мелкозернистых бетонов дела обстоят получше, чем у тяжелых бетонов аналогичного класса.
В прикладном плане, работать с мелкозернистым бетоном легче.
Поверхность легче загладить, она более гладкая, ввиду отсутствия крупного заполнителя. На ней не возникает бугров. Не нужно потом затирать все "вертолетными" шлифмашинами и алмазными чашками.
Мелкозернистая бетонная смесь легче перекачивается разными видами бетононасосов, да, что уж там. Ее даже лопатами в тачки грузить легче.
Невозможно не упомянуть и о логистической составляющей. Если речь идет о сухих смесях в мешках, они безусловно будут дороже, чем товарный бетон привезенный миксером. Как правило, раза в полтора - два.
Но есть некоторые преимущества, которые перебить не сможет ни один миксер.
Например, возможность в любой момент поставить на паузу бетонные работы. Главное, технически рассчитать наиболее ненапряженные участки для организации холодных швов в теле бетона. Либо это может быть разделение по изделиям, монолитным участкам. Вы можете привезти сухую смесь и залить сегодня одну перемычку, завтра другую, послезавтра какую-то балку, порожек, ступень, а оставшуюся смесь использовать в качестве кладочного раствора.
Другой неочевидный плюс. Внезапно, оказавшийся актуальным во время моей стройки. При возведении второго этажа я использовал сухую смесь в качестве кладочного раствора, для заливки перемычек, балок и монолитных участков. Благодаря обустроенному подъезду к дому, я заказывал доставку манипулятором и паллеты с пескобетоном оказывались сразу на втором этаже и удалось избежать ручного подъема мешков на второй этаж. Что особенно не добавляет здоровья при стройке в одни руки. Но даже если вы строите с наемной бригадой которую вам, ввиду человеческой злобы, совсем не жалко, взгляните хотя бы на цены. Выгрузка 1 паллеты с 1,5 тоннами пескобетона на второй этаж в нашем регионе - Московская область, стоит в пределах 400р. Стоит ли это вашего здоровья - решать вам.
Но самый главный комфорт - это то, что у вас не горит время на работу с бетоном. Не капает простой миксера, вы не носитесь, как угорелый, надрывая все мышцы, лишь бы бетон не начал застывать до завершения укладки.
Ниже приведу видео, как я с товарищами обустраивал бетонную лестницу в тридцатиградусную жару, принимая 2,5м3 ведрами из миксера.
И как всегда, нельзя рассматривать вопрос планово-экономического обоснования в отрыве от географии и актуальной рыночной конъюнктуры.
Многое зависит от региона, где вы находитесь. В разных регионах стоимость песка, щебня, бетона, доставок может отличаться очень существенно.
При использовании мелкозернистых бетонов расход цемента на кубометр бетонной смеси будет больше на 20-40% в сравнении с обычным тяжелым бетоном с щебнем. На это будет влиять модуль крупности песка, наличие пластификаторов, суперпластификаторов, водоредуцирующих добавок.
Долгое время существовала концепция, что суть крупного заполнителя в тяжелом бетоне - это именно заполнитель - более доступный прочный нерудный материал, позволяющий снизить стоимость бетона.
Но на примере своего региона мне довелось столкнуться с некоторым противоречием этому всему.
Стоимость камаза песка у нас - 11000р с доставкой, камаза с известняковым щебнем, применение которого в бетоне несколько сомнительно и неоднозначно - 17000р, а стоимость камаза гравийного щебня - 24000р.
В данном контексте - дорогой щебень и весьма дешевая доставка манипулятором сразу на второй этаж, плюс понятные и прогнозируемые характеристики сухой смеси, я принял решение о целесообразности использования мелкозернистого бетона в мешках.
До меня доходила информация о том, что в ряде регионов стоимость щебня ниже, чем стоимость песка. В этих регионах совсем другая математика. И делать вывод о целесообразности применения мелкозернистых бетонов нужно делать взвешивая все эти факторы.
Надеюсь, мне удалось пролить свет на вопросы применимости мелкозернистых бетонов в частном домостроении. Будет здорово, если этот материал кому-то будет полезен.
Если он как раз оказался полезен именно вам, прошу обозначить это лайком или комментарием. Приглашаю также посетить мой канал. У меня видео и некоторое кол-во статей про строительство моего дома.
Огромное спасибо за внимание! С наилучшими пожеланиями!
