Hustota betonu – Toto je hlavní ukazatel pevnosti betonu. Fyzikální veličina, která je určena poměrem hmotnosti betonu k jeho objemu a je měřena v kg/cm3. Neplatí pro konstantní hodnoty, mění se v závislosti na kvalitativním a kvantitativním složení betonové směsi.

Jaká je hustota betonu?

Teoreticky je beton definován jako kámen získaný uměle jako výsledek tvrdnutí betonové směsi, tedy pevné látky. V praxi lze beton nazývat také betonové směsi – kapaliny, roztoky, které kromě vody v klasické verzi zahrnují cement, drcený kámen a písek. Z toho je zřejmé, že hustota betonu závisí na hustotě každé výchozí složky a jejich podílu ve směsi. Ale nejen z tohoto.

Cement, bez ohledu na jeho objem/hmotnostní podíl, je hlavní složkou, protože spojuje všechny složky dohromady a zajišťuje toto spojení, tvrdnutí do stavu cementového kamene. Jak probíhá reakce hydratace cementu a krystalizace, roztok mění svou hustotu, díky čemuž se získává pevnost. Konečný výsledek závisí nejen na značce cementu a kvalitě vody, ale také na poměru voda-cement a také na vnějších podmínkách při zrání.

V závislosti na hustotě může být beton superlehký, lehký, těžký a supertěžký. Uplatnění najdou všechny typy:

  1. Superlehké jsou dobré jako tepelně izolační materiál.
  2. Lehké – ekonomické, lehké a díky použití různých plniv a moderních aditiv lze zlepšit řadu jejich parametrů. To lze dokonce provést nezávisle, natož v high-tech výrobě. V dnešní době se kritické konstrukční jednotky vyrábějí dokonce z pórobetonu. Například podlahové panely, jejichž lineární velikost dosahuje 6 metrů.
  3. Hustý těžký beton se používá tam, kde probíhá výstavba zvláště velkých občanských staveb, ale i průmyslových, jejichž provoz s sebou nese velká přetížení.
  4. Konečně, supertěžký beton má nejvyšší hustotu. Ze všech je nejodolnější a nejdražší. Obvykle obsahuje plniva z těžkých kovů. Schopný odolat extrémním provozním podmínkám. Používá se na zkušebních pracovištích, vodních stavbách a jaderných zařízeních. Chrání před silným nárazovým zatížením a radiací mnohonásobně vyšším než je obvyklé.

Přibližnou číselnou hodnotu hustoty pro různé typy betonu lze snadno najít na internetu nebo v referenční technické literatuře.

Hustota betonu

Hustota a objemová hmotnost betonu

V reálné výstavbě mají velký význam takové parametry, jako je hmotnost jednoho metru krychlového betonu nebo jeho objemová hmotnost. S jejich pomocí se počítá statika a dynamika síly, zatížení základny a také otázky míchání a pohybu roztoku nebo směsi. Pro základní výpočty hmotnosti nebo hmotnosti potřebujete znát objem a hustotu. Při výpočtu stavebních materiálů existují různé hustoty:

  1. Pravda, odpovídající hustotě monolitu jedné nebo druhé homogenní látky.
  2. Laboratorní hustota směsi – zohledňuje hustoty složek a nezohledňuje vlhkost a vzdušný prostor.
  3. Střední hustota. Z toho je vypočítán materiál ve svém normálním přirozeném stavu, s póry, dutinami a vlhkostí. U sypkých stavebních materiálů se průměrná hustota nazývá sypná hustota, protože materiál se nalije do nádoby, jejíž velikost se bere jako míra objemu. Průměrnou hustotu lze určit experimentálně nebo lze použít empiricky stanovené tabulkové hodnoty.
  4. Teoreticky se používá i relativní hustota – poměr průměrné hustoty k hustotě vody při teplotě +4 stupně.

Varování! I při stejné kvalitě a množství složek betonové směsi nebo betonového roztoku, při stejných poměrech může výstup z míchačky vést k materiálu různé hustoty.

ČTĚTE VÍCE
Jakým nátěrem je nejlepší natřít dřevěnou podlahu garáže?

Vizuálně není těžké určit, že po promíchání směsi se její konečné množství výrazně zmenší na objemu. Faktem je, že proces míchání probíhá zhutňováním, uvolňováním z dutin naplněných plynem, které zpočátku dávají hlavní expandující účinek. Pro klasické složení betonu – cement, drť, písek, voda – je objem směsi na vstupu do míchačky o 60-70% větší než na výstupu. Přesný rozdíl závisí na vlastnostech míchačky: ruční míchačka na beton nebo výkonná technika používaná při průmyslové výrobě stavebních materiálů.

Pohyblivost kompozice také ovlivňuje hustotu. Pokud potřebujete získat těžkou betonovou směs s vysokou hustotou, výstupní objem bude menší. Pokud máme co do činění s kapalnějším roztokem, hustota se sníží a objem se zvětší.

Při míchání betonové směsi nebo roztoku je důležité správně vypočítat objem suchých složek na dávku: objem výstupní betonové směsi se vynásobí poměrem laboratorní hustoty betonu k objemové hmotnosti.

Značky betonu, hmotnost betonové směsi

Značky betonu, hmotnost betonové směsi

Hlavní užitečnou vlastností betonu je jeho pevnost, tedy schopnost odolávat mechanickému zatížení. Může být různá a stanovuje se empiricky v laboratoři: standardní krychlové nádoby se naplní betonovou směsí, která se po zalití udržuje 28 dní až do úplného vyzrání. Pevné kostky se umístí pod lis a mačkají, dokud se nezačnou hroutit. Hodnota tlaku v tomto okamžiku je zaznamenána. Testuje se mnoho vzorků se stejnými vlastnostmi a stanoví se průměrný tlak, který beton vydrží. Vyjádřeno v kgf/cm2 bude odpovídat jakosti betonu – „M“.

Například beton třídy M300 znamená, že odolá průměrnému specifickému tlaku 300 kg/cm2. Značka M300 je velmi oblíbená a odpovídá průměrné hodnotě ceny a kvality mezi lehkým betonem M100 a M200 a těžkým M400. V individuální výstavbě je tento materiál docela vhodný pro vytvoření slušných základových nebo podlahových desek. Jak asi tušíte, čím větší číslo v označení značky, tím větší hustota a tím i hmotnost betonové směsi a následně masivní betonové konstrukce.

V praxi a ve výpočtech se nepoužívá značka, ale parametr, jako je třída betonu – „B“, který neodpovídá průměru, ale zaručené hodnotě pevnosti s pravděpodobností ne menší než 0,95.

Hodnota třídy betonu může odpovídat více než jedné třídě, což je vysvětleno různými podmínkami na různých staveništích. Například tam, kde se používají vysoce kvalitní, čisté složky betonové směsi, měřené přesnými stupnicemi a proces míchání se provádí pomocí automatických míchaček betonu, bude kvalita betonu velmi odlišná od kvality získané v podmínkách ruční míchání prašných plniv. I když značka bude stejná.

Varování! Nemůžete porovnávat značku a třídu betonu se značkou a třídou cementu. Pokud je u betonu rozdíl v číselné hodnotě, pak se u cementu liší pouze jednotky měření: kgf/cm2 pro značku a MPa pro třídu.

Jak zvýšit hustotu betonu sami

Často kladené dotazy

Pokud má konkrétní objekt správný tvar, proveďte potřebná měření a proveďte výpočty pomocí geometrických vzorců. Pokud je tvar složitý, rozdělte jej na jednoduché součásti, vypočítejte jejich objemy a sečtěte je. Někdy je snazší v duchu zdvojnásobit jakoukoli část na jednoduchý údaj a nejprve vypočítat dvojnásobný objem a pak najít polovinu.

ČTĚTE VÍCE
Mohu prát svou dětskou deku v pračce?

Existuje mnoho druhů písku: říční, mořský, suchý, mokrý, křemenný, roklinový, lomový, s přísadami, čistý. Vizuálně nelze vždy určit její jakost, takže jednoduše určete objemovou hmotnost – nasypte ji do nádoby, zvažte, odečtěte hmotnost nádoby a výslednou hmotnost pak vydělte jejím objemem.

Pokud se jedná o homogenní látku, její hustota je ve standardních tabulkách. Pokud se jedná o složitou směs, použijte vzorec ze školní učebnice ρ=m/V.

Jak zvýšit hustotu betonu sami?

Nejpřímější způsob, jak zlepšit pevnostní vlastnosti betonu, je udělat vše pro zvýšení hustoty.

Podívejme se na některé způsoby zvýšení hustoty betonu, které lze realizovat jak v průmyslové výrobě, tak samostatně.

Změna kvalitativního a kvantitativního složení směsi

Hlavními materiály betonové směsi jsou cement, drcený kámen, písek a voda. Abyste mohli vybrat beton požadované hustoty, musíte správně určit požadovanou kvalitu každé složky a zvolit správný poměr.

Podíl pískové drti může být různý, ale pokud potřebujete zvýšit celkovou pevnost, potažmo hustotu, mělo by převažovat množství drceného kamene.

Vybírejte drť vyšší jakosti a frakce, stejně jako písek větší frakce. Drcený kámen je zvláště důležitý, protože tvoří většinu objemu a hmotnosti. Drcené kameny mají také stupně, které přímo závisí na jejich hustotě. Nejvyšší třída ultrapevného a hustého žulového drceného kamene je M 1200-1400. Těžké drcené kameny jsou vhodnější při výstavbě takových objektů, jako jsou hlavní silnice, mosty a letiště. Vydrží enormní zatížení a při zhutňování výkonnými válci se nedrtí. Zároveň se ale jedná o velmi drahý materiál obsahující vyvřelé horniny, často se zvýšeným radioaktivním pozadím. Častěji se používá drcený štěrk, který je levnější a má nevýznamné radioaktivní pozadí. Pokud zvolíte odolnější značku a větší frakci, můžete výrazně zvýšit hustotu.

Zvolte vyšší stupeň pojivové složky – cement.

Další jednoduchý a účinný způsob

Další jednoduchý a účinný způsob

Podstatou metody je změna poměru voda-cement.

Voda je nezbytná pro hydratační proces, který vede ke vzniku cementového kamene, její množství by mělo být 18% hmoty cementu. Ve skutečné výstavbě se však pro získání požadované zpracovatelnosti roztoků odebírá mnohem více vody. Přebytečná voda, která se nepodílí na hydrataci, se přirozeně odpařuje a způsobuje zbytečnou poréznost, která snižuje pevnost. Zejména s přebytkem vody trpí lehké druhy betonů, jejichž měrná HMOTNOST nepřesahuje 300-700 kg/m3.

Nejlepším a nejjednodušším řešením otázky změny poměru voda-cement, snížení obsahu vody při zachování mobility je přidání změkčovadla do roztoku. Plastifikační přísady udržují pohyblivost směsi nebo roztoku bez použití přebytečné vody. A moderní typ změkčovadel – superplastifikátory – také zvyšuje tak důležité vlastnosti, jako je mrazuvzdornost, odolnost proti praskání a voděodolnost. Výrobní společnosti GOODHIM mohou nabídnout následující změkčovadla:

  • GOODHIM FROST TF R, který se úspěšně používá v zimních roztocích a směsích;
  • GOODHIM INTERPLAST AT R – pro letní stavbu.

A také superplastifikátory:

Co určuje pevnost betonu?

  1. Chcete-li získat beton s požadovanou pevností betonu, musíte nejprve správně vybrat složení betonové směsi a určit poměry složek:
  2. vyberte značku cementu, která je pro tento typ konstrukce nejvhodnější; jakost cementu se zpravidla volí vyšší než jakost betonu;
  3. určit plniva – písek, drcený kámen nebo jiné přísady, jejichž parametry poskytnou požadovanou pevnost; zvýšená pevnost je usnadněna: pískem s hrubými zrny, vyšší frakcí drceného kamene a také přítomností minima prašných nečistot; pro zvýšení pevnosti by měl být podíl písku menší než drcený kámen;
  4. Při přidávání vody dodržujte poměr voda-cement, pokud směs nebo roztok ztratí zpracovatelnost, použijte změkčovadlo.
  5. Velmi důležitým faktorem je kvalita míchání. Nedostatečné promíchání vede k heterogenitě, tedy k tomu, že hustota bude v různých oblastech různá. Takový stavební materiál má špatný vliv na celou konstrukci, protože obsahuje oslabené zóny se sníženou hustotou.
  6. Pevnostní charakteristiky již položeného betonu výrazně zvyšuje jeho hutnění metodou bajonetu, hutnění a vibrací. Tím se odstraní vzduchové bubliny a přebytečná voda vyplave na povrch.
  7. Aby beton neztratil pevnost, vyžaduje neustálou péči, dokud není plně vyvinut: včasné zavlažování pro udržení vlhkého stavu, ochrana před slunečním zářením a mrazem, ochrana před mechanickými otřesy a změnami teplot.
ČTĚTE VÍCE
Jak odstranit vodní kámen z kávovaru doma?

Důležité! Správná péče o beton a použití změkčovadel zajišťuje také dodržení tak důležité podmínky, jakou je přípustné smrštění, které by nemělo překročit normovanou hodnotu 3 %. Při hydrataci cementu dochází ke smršťování a při zanedbání těchto opatření může vést k prasklinám.

Hustota betonu kg/m3

Hustota betonu kg/m3: tabulka, klasifikace, třídy

Jak již bylo zmíněno dříve, klasifikace betonu zahrnuje třídy a třídy. Existuje také rozdělení na typy: zejména lehké, lehké, těžké, supertěžké. Typ betonu jasně souvisí s jeho průměrnou hustotou: pro extra lehký beton – ne více než 800 kg/m3, pro lehký – ne více než 2000 2500, pro těžký – asi 2500 XNUMX a supertěžký – více než XNUMX XNUMX. zároveň u každé značky existuje poměrně velká odchylka v hustotě. To je způsobeno skutečností, že složení betonové směsi může zahrnovat různé zrnité složky a dokonce i různá pojiva.

Hrubé plnivo není nutně žulový drcený kámen. Uvažujme například beton oblíbené značky M300. V jeho technických údajích z různých zdrojů lze stejně pravděpodobně najít hodnotu hustoty 1800 kg/m3 a 2600 kg/m3. Rozdíl je obrovský a to je způsobeno skutečností, že v prvním případě byl plnivem dolomit, to znamená drcený vápenec, a ve druhém – žula, jejíž hustota a síla výrazně převyšuje hustotu a sílu vápencových hornin. Snižte hustotu betonu jakékoli značky:

  • lehčí přísady plniva – struska a expandovaný jílový drť;
  • lehčí pojiva nahrazující cement; například stavební sádra, jejíž objemová hmotnost je mnohem menší než objemová hmotnost cementu.

Písek, nejlépe čištěný, se vždy používal jako jemnozrnná přísada do betonové směsi. Jeho frakce nemá velký vliv na průměrnou hustotu směsi. Nyní probíhají experimenty na jeho částečné nebo úplné nahrazení hlínou, která je zásadně odlišná strukturou a v závislosti na odrůdě má jinou měrnou hmotnost. Singapurští vědci dosáhli nejlepších výsledků vytvořením ekologicky šetrného, ​​odolného betonu s přídavkem nízkokvalitního jílu. Tato hlína je předehřátá a dokáže nahradit zatím jen polovinu písku. To znamená, že beton je materiál, který je nejen praktický, ale i vědecký.

Prioritou však zůstávají tradiční betonové směsi, zejména těžké s vysokou hustotou. Jak široce se používají, zjistíte z tabulky.

ČTĚTE VÍCE
Co pomůže spojit plastové trubky dohromady?

Tabulka. Použití populárních značek těžkého betonu v závislosti na jejich hustotě.

Betonová třída Třída Hustota s těžkým plnivem, kg (m3) Možná aplikace
M100 V7,5 200 Drenážní vrstva pro základy, povrchy vozovek, obrubníky, parkoviště.
M150 V12,5 1600 – 2500 Výstavba malých objektů nepodléhajících agresivním klimatickým vlivům.
M200 V15 2500 Výroba bloků FBS, základových desek, silničních desek, základů pro víceproudé dálnice.
M250 V20 2350 Podlahové a základové desky pro lehká zatížení, cesty, plošiny.
M300 V25 2600 Základy pro objekty jakékoli velikosti, soukromé domy, opěrné a opěrné zdi, schodiště.
M350 V25 2600 Monolitické základy velkých objektů, duté podlahové desky. Silniční a letištní desky, sloupy pod významnou hmotností.
M400 V30 2470 Na sloupy, příčky, desky, schodiště, základy pro monumentální stavby.
M450 V35 2400 Kritické podpory velkých objektů: vodní stavby, stěny metra, tunely.
M500 V40 2265 – 2337 Zakládání zvláště masivních objektů, mostní opěry, frekventované dálnice, vodní stavby ve ztížených klimatických podmínkách. Podchody, bunkry, poskytující maximální ochranný účinek.

Poznámka: Všechny výše uvedené značky používají jako pojivo cement a jako hrubé plnivo drcený kámen a/nebo štěrk.

Jedním z nejdůležitějších fyzikálních ukazatelů betonových směsí je hustota betonu. Jeho hodnota je definována jako poměr hmoty k obsazenému objemu a do značné míry odráží pevnost hotové stavební konstrukce. Hustota má přímý vliv na výběr materiálu podle charakteru prováděné práce. Méně hutný beton je vhodný pro tepelnou izolaci prostor, hustší beton je vhodný pro vytváření konstrukcí se zvýšenou pevností. Čím vyšší je tento parametr, tím je konstrukce budovy odolnější a odolnější proti opotřebení.

Co označuje hustota?

Na základě hustoty betonu můžete určit hmotnost na jednotku objemu roztoku. Při prodeji výrobků je tento ukazatel označen písmenem D a měřen v kilogramech na 1 krychlový metr (kg/m³). Charakteristika přímo ovlivňuje kvalitu hotové stavby. Jeho význam závisí na:

  • snadné nalévání betonové směsi;
  • schopnost složek roztoku se vzájemně mísit do maximální homogenity;
  • zachování strukturální pevnosti po dlouhou dobu.

Vysoká hustota betonového roztoku umožňuje, aby se stavební materiál stal odolnějším proti povrchovému opotřebení a zvýšenou odolností. Také určuje, jak moc dokáže odolat přetížení nebo stresu. Jak bylo uvedeno výše, při stavbě složitých objektů se používají hustší betonové směsi. Pro méně kritické konstrukce je vhodné použít méně husté roztoky.

Na čem závisí hustota?

Klíčovými složkami každé betonové směsi jsou voda, cement a písek. Parametry hustoty jsou určeny vlastnostmi těchto složek, konkrétně:

  • poměry složek roztoku;
  • značka použitého cementu;
  • složení vody;
  • zrnitost písku;
  • objem kapaliny v připravené směsi;
  • podmínky a způsob vytvrzování roztoku (přirozeně nebo zahřátým);
  • přítomnost přísad.

Při řešení je třeba vzít v úvahu všechny tyto faktory. Kromě toho nesmíme zapomenout na koeficient smrštění stavebních materiálů.

Druhy betonu podle hustoty

V závislosti na objemové hmotnosti existuje několik typů betonu, které se liší typem kameniva a oblastí použití:

  • Extra těžký – obsahuje litinové broky, ocelové piliny, železnou rudu a další plniva s vysokou hmotností, která mu dodávají zvýšenou hustotu (více než 2500 kg/m³).Tento stavební materiál se obvykle používá pro stavbu objektů s vysokými požadavky na pevnost – např. například pro základy průmyslových budov a jaderných elektráren.
  • Těžký – nejrozšířenější typ betonu, který se hojně využívá ve stavebnictví pro stavbu základů a nosných konstrukcí. Zvýšenou hustotu v rozmezí 1800–2500 kg/m³ mu dodává kamenivo, jako je drcený kámen, vápenec a hutný písek.
  • Lehké – může být konstrukční nebo stavebně-tepelně izolační. Při výrobě se používá drcený štěrk, který mu dodává pórovitost. Průměrná hustota lehkého betonu je 500–1800 kg/m³. Používají se ke stavbě vnějších stěn a základů.
  • Zvláště lehké – porézní materiál, který obsahuje lehká plniva (nejčastěji keramzit, perlit nebo vermikulit). Hustotní charakteristiky takového roztoku nepřesahují 500 kg/m³. Jeho hlavní oblastí použití je izolace stěn a stropů, ochrana potrubních systémů.
ČTĚTE VÍCE
Jak se liší polymerní kondenzátory od elektrolytických kondenzátorů?

Předložená klasifikace umožňuje zohlednit jak přímou hustotu, tak pórovitost betonu, jeho hmotu a plnivo. Indikátory deklarované výrobcem jsou základem pro použití řešení v konkrétní stavební oblasti.

Tabulka hustoty betonu podle třídy a třídy

Při nákupu betonu se většina spotřebitelů řídí jeho značkou, která odráží hlavní vlastnosti stavebního materiálu, včetně objemové hmotnosti. Pokud potřebujete přesně určit hustotu betonu kg m³, níže uvedená tabulka vám v této věci pomůže.

Označit Třída Hustota, kg / m³
M100 V75 2340
M150 V10 2360
M200 V15 2375
M250 V20 2395
M350 V25 2420
M400 V30 2430
M550 V35 2470

Způsoby zvýšení hustoty betonu

Existuje mnoho způsobů, jak získat roztok požadované hustoty. Nejoblíbenější z nich je snížení množství vody v připravované směsi. Zde je však třeba počítat se současným snížením tekutosti betonu, což zkomplikuje stavební práce. Pro udržení optimální pohyblivosti směsi se často používají speciální přísady – změkčovadla určená ke snížení objemu vody v roztoku.

Kromě toho lze pro zvýšení hustoty použít následující metody:

  • Přidejte do roztoku nejmenší plnivo. Díky tomu je možné snížit počet dutin v železobetonové konstrukci.
  • Zhutnění směsi ručně nebo pomocí nástroje. Roztok stačí propíchnout obyčejnou lopatkou, aby se zajistilo lepší uvolnění vzduchu a vody na povrch.
  • Použití cementu, který roztahuje směs nebo vytváří minimální smrštění. Díky tomu si stavební materiál zachová svou kvalitu, ale bude méně porézní.
  • Zahřívání nalitého roztoku. Při zvýšených teplotách se vlhkost rychleji odpařuje, což zvyšuje hustotu betonu kg/m³ a zvyšuje jeho hmotnost.

Je třeba si uvědomit, že ukazatele, jako je hustota a pevnost betonových směsí, jsou extrémně variabilní. Čím více vlhkosti ve skladbě, tím méně hutný a porézní beton. Objemová hmotnost je navíc ovlivněna kvalitou použitého cementu. Při výrobě betonu je vhodné použít cement vyšší jakosti (asi o 2-3 třídy vyšší), protože rozdíl bude vyrovnán vodou a pískem.

Viktor Filoncev

Vzdělání:
NRU MSGU, Katedra pojiva a technologie betonu, 2003.

Pracovní zkušenosti:
12 let v oboru výroby betonu.

Současná aktivita:
nezávislé poradenství v oblasti stavebnictví.