Что такое плотность бетона и как она меряется

Плотность бетона – его ключевой показатель, в большинстве случаев определяющий основные свойства готовых монолитных изделий. Первым делом – их стабильность и способность сопротивляться факторам находящимся с внешней стороны (избыточной влаги, морозам). Собственно поэтому вес раствора и приготовленного бетона, как и марку, следует выбирать заблаговременно, смотря на эксплуатационные условия.

Как и для прочих физических тел, плотность смеси цемента или камня указывает, сколько весит единица объема. В документах она приводится в кг/м3 или т/м3, реже – в г/см3, но разница тут только в порядке цифр, численные же значения остаются по существу похожими, так что смотреть будет очень легко. Официально в маркировке объемный вес отмечается литерой D и указывается собственно в кг/м3. Рекомендуем также познакомиться с критериями плотности и веса композиционного материала из бетона и стали.

Плотность завязана на показателе сопротивления сжатию, которые находятся в прямой зависимости от нее. В случае же с ячеистыми бетонами она может одновременно характеризовать пористость, а еще звуко- и теплоизоляционные свойства камня. Но тут уже действует обратный принцип, другими словами с увеличением объемного веса монолита растет его стабильность, однако при этом уменьшается энергетическая эффективность сооружаемых построек. Сознание данных связей дает возможность не ошибиться с выбором строительного материала для любых работ.

Как оказать влияние на объемный вес?

Плотность бетонного монолита в большинстве случаев определяется характеристиками элементов смеси. Собственно их выбору необходимо уделять свое внимание, дабы получить на выходе желательный вес раствора бетона. Причем собственно состав и соотношения в рецептуре – абсолютно не единственный основной фактор.

Больше половины массы бетона приходится на большой заполнитель, благодаря этому изначально нужно установить его свой вес и даже насыпную плотность. Последняя покажет, сколько в середине осталось пустот с воздухом для песка и цемента, впрочем масса камней даст куда более серьезную разницу. Если например в состав В25 входит гранитный или щебень доломитовый прочностью М600, его своя плотность будет так велика, что бетон выйдет не ниже D2200-2400. А пемза, керамзитовый песок и туф дадут лишь легкий вид монолита не тяжелее 1,6-1,8 т/м3.

Немного поменьше на изменение плотности цементного камня оказывает влияние вид вяжущего компонента. Так, к примеру, для создания тяжёлых бетонов применяют следующие его виды:

• Портландцемент – наиболее распространенный вариант, выделяющийся наиболее тонким помолом.
• Пуццолановый зольный – особенный вид цемента, снижающий водопотребность смеси и, исходя из этого, уменьшающий результаты ее испарения.
• Глиноземистый – в сравнении с ПЦ даёт в 1,5 раза меньшую пористость монолита.

Чтобы в конце концов получить бетон с требуемыми значениями плотности и прочности, всегда берут цемент наиболее высокой марки – в основном, на 2-3 класса (данную разницу в растворе «съедят» недорогие элементы вроде песка и воды).

Кол-во жидкости в готовой смеси определяет будущую пористость монолита, так как пузырьки воздуха в цементной матрице появляются уже после испарения влаги. Собственно поэтому строители профессионалы не советуют доливать воды больше, чем нужно для нормальной гидратации, чтобы не уменьшить характеристики прочности и плотность бетона. Разумеется, одно только это не освободит декоративный камень от воздушных пор, но ощутимо уменьшит отношение их числа ко всему объему.

Плотность цементного монолита можно менять и при помощи иных элементов раствора, однако уже не так ощутимо. К примеру, увеличение веса вызывает использование заполнителей очень маленьких фракций. И необходимо помнить о специализированных пластификаторах, улучшающих текучесть смеси, одновременно уменьшая кол-во жидкости в ней (как это проявится на количестве пор, мы уже рассмотрели).

Технология укладки и дальнейшая обработка отливки также могут сделать больше объемный вес бетона. Необходимый эффект дают:

• Штыкование.
• Виброуплотнение.
• Прогрев монолита.

Для некоторых растворов также может использоваться вакуумирование – убирание воздуха и излишка воды из смеси до ее отвердевания. Правда, их приготовление просит применения силикатного цемента, а сама технология довольно трудна. Зато в результате получается сделать больше плотность монолита приблизительно на 20 %.

Строгого деления бетонов по соответствию объемного веса и прочностных показателей не существует, потому как на последние оказывают влияние и свои характеристики используемых заполнителей (сопротивление на сжатие, фракционный состав). Однако в целом смотреть можно на общепринятые значения.

D2500-6000 кг/м3 – марки очень тяжёлых бетонов для строительства спецсооружений. Тут большой вес готового монолита формируют как раз применяемые заполнители с приличной массой:

• Барит.
• Лимонит.
• Магнетит.
• Доменный скрап.
• Железные опилки.

D2200-2500 кг/м3 – такая плотность тяжёлого бетона, чаще подбираемого для строительства ответственных конструкций. Когда его готовят применяется самый заурядный раствор с добавлением щебня или гравия и песка. Марочная стабильность отвечает М300-М800, гарантированная лежит в границах от В20 до В60.

D1600-2200 – легкий монолит (в большинстве случаев марок М200-М600), который отыскал повсеместное использование в стандартном домостроении и работах по отделке. При подобной плотности, не обращая внимания на наименование группы, стабильность готового камня отвечает очень большим классам В20-В40.

При конкретных условиях вполне возможно получить общестроительные бетоны с меньшей марочной прочностью, а вот облегченые с большей – уже навряд ли. Но где нибудь на пересечении 2-ух различных классов плотности все возможно. К примеру, создать бетон марки М200 (В15) с весом 1 м3 от 2200 кг и выше (как у М300) получается благодаря применению гравия мелкой фракции или щебня из гранита. М100 и совсем относится к промежуточным вариантам, другими словами оказаться может как тяжёлым, так и «в лагере» очень легких смесей.

В данную группу включаются все разновидности бетонов плотностью от 0,5 до 2 т/м3. Но этот диапазон чрезмерно велик, чтобы не ошибиться с выбором. Стоит еще сказать, что в подобных вариантах объемный вес определяет и сферу использования строительных материалов. Его снижения можно достичь тремя любыми способами:

• Применять легкие заполнители, дабы получить разные варианты бетона весом 1,2-1,8 т/м3 с марочной прочностью от М100 (В7,5) до М350 (В25).
• Убрать или сделать меньше кол-во очень маленьких фракций в растворе – это даст новую структуру акрилового камня с большим количеством больших внутренних пустых мест, не заполненных песком, но и снизит его стабильность.
• Применить любую технологию увеличения пористости.

Последний метод даёт очень легкие материалы с ячеистой или поризованной структурой, благодаря этому их стоит рассматривать отдельно. Тут бетонная марка по средней плотности тоже будет меняться в границах от D200 до D1200, оказывая воздействие не только на крепость готовых изделий, но и на их результативность как утеплителей. При подобных условиях разумнее использовать дополнительную классификацию по назначению:

• Утеплительные бетоны имеют объемный вес не выше 400 кг/м3 и плохую прочность до В1,5-В2.
• Теплоизоляционно-конструкционные (переходная форма) идут плотностью 400-600 кг/м3 и могут ограничено применяться для строительства внешних стен, потому как на сжатие держат до 3,7 МПа.
• Конструкционные – при весе более 700 кг/м3 отлично воспринимают ощутимые нагрузки, подходящие М50-М100, но еще хранят способность частично сохранять тепло в здании.