Цемент взлетел. А чтобы экономить, надо знать.

Привет, Мастер!

Не могу ничего сказать по поводу выкрутасов нашего рынка, в результате которых цемент в этом сезоне подорожал вдвое. Для экономистов такой поворот, может быть, и нормальный ход, для нас же с тобой - прискорбный факт. Именно так, поскольку наши с тобой доходы никто не увеличивал.

Но не спеши отчаиваться, даже у нас есть чем ответить. Давай-ка разберемся, что это такое: бетон, и как можно экономить на цементе без потери качества бетона.

В условиях производства бетона крупными предприятиями, понятно, существуют лаборатории, проводятся исследования, позволяющие определить оптимальное количество цемента при изготовлении той или иной марки бетона. У нас с тобой таких возможностей нет. Но, заметь, у нас и нет необходимости во многих видах измерений.

Наибольшие объемы в нашем случае присутствуют при возведении стен, фундамента, заливке отмостки, пола в цокольном этаже... Во всех этих случаях важен только один показатель - прочность на сжатие. В самом деле, никаких растягивающих усилий здесь нет, изгибающих - тоже.

А прочность на сжатие, пусть с большой погрешностью, можно определить даже в наших условиях. Это просто: залить кубик, выждать некоторое время и положить его под пресс. Пресса на нашей усадьбе нет, конечно, но давай не будем об этом сокрушаться, при желании всегда можно найти такой в близлежащих автомастерских, например.

Что это вообще даст? Это позволит определить, какой из кубиков (а значит, его состав) приемлем для той конструкции, которую мы возводим. Например, стена. Длина стены - 32 метра, ширина стены - 25 см. Площадь стены в квадратных сантиметрах - 80 000. А вес дома, скажем, 202 тонны. Мы это считали раньше, посмотри выпуск Фундамент. Сам посчитаю или к профи пойду? Тогда какое давление будет испытывать бетон фундамента? Правильно, 202 000 / 80 000 = 2,5 кг на квадратный сантиметр.

А если ты при испытаниях образца получил 40 кг на квадратный сантиметр? Или даже 30? Есть основания опасаться? Но разумеется, что не надо доходить до абсурда и подгонять прочность до 2,5 килограмм. Такой бетон просто сам по себе рассыплется, без всякого давления.

Площадь поверхности.

Почему так? Дело в том, что цементный клей работает именно, как клей. Для того, чтобы склеить две песчинки, он должен иметь возможность покрыть их поверхности. Иначе сказать, цементного клея должно быть достаточно для полного обволакивания этих песчинок. Если его мало, то песчинки будут либо плохо склеены, либо вообще им клея не достанется.

Значит, количество цементного клея напрямую зависит от общей площади поверхностей песчинок, то есть, наполнителя. Чем эта поверхность больше, тем больше требуется клея.

Есть книжка Технология заполнителей бетона , в которой говорится, например, следующее:
"Расход цементного теста на 1 м³ бетона тем больше, чем больше удельная поверхность заполнителя. При этом наибольшее значение имеет удельная поверхность песка: чем мельче зерна, тем больше удельная поверхность.... Удельная поверхность гравия составляет 1 - 5 см²/г, обычного песка средней крупности - 40-70, а мелкого песка - до 200 см²/г."

Совершенно очевидно, почему везде рекомендуют применять именно промытый речной песок, не содержащий пылеватых частиц.

Пустотность.

Кроме того, есть еще такое понятие, как пустотность заполнителя. При любом соотношении, даже в песке присутствуют пустые полости между песчинками. Эти полости должны быть заполнены цементным клеем. И чем больше пустотность заполнителя, тем больше требуется клея.

Еще, из этой же книги:
"Пустотность смеси заполнителей определяет расход цементного теста. Чем меньше крупного заполнителя в смеси, тем больше пустотность и расход цементного теста. Если вообще отказаться от применения крупного заполнителя, то получают мелкозернистый бетон, пустотность заполнителя для которого составит 27%, почти в 2,5 раза больше, чем при расходе на 1 м³ смеси 0,9 м³ крупного заполнителя. Соответственно возрастает и расход цемента. Поэтому, как правило, стремятся насытить бетонную смесь крупным заполнителем (не менее 0,7 м³ на 1 м³ смеси)."

Из сказанного ясно, что простой цементно-песчаный бетон нерационален в смысле расхода цемента.

А как это все относится к экономии цемента? Что же, можно всыпать меньшее количество, чем рекомендовано в таблицах, как, например, здесь? Да нет же, ведь это и есть те соотношения, которые определялись опытным путом. Правда, там одни заполнители по качеству, а у тебя, может статься, совсем другие. Но надо избегать одной из очень распространенных ошибок, когда неправильно это соотношение понимается.

Количество цемента.

Технология ТИСЭ, например, говорит: соотношение цемент/песок = 1/3. Или 1/4, или 1/5. Неважно. Важно то, что это не соотношение 1 ведро цемента на 3 ведра песка. С таким приготовлением бетона можно просто разориться, по миру пойти. Сам посуди:

Предположим, удельный вес цемента в рыхлом состоянии - 1000 кг/м³. Вес песка - 1800 кг/м³. А ну-ка, сколько будет в 1 ведре цемента? 1000 * 0,01 = 10 кг. А какой выход бетона? Если даже очень грубо, то 3 ведра (если 3 ведра песка). Иначе сказать, 0,03 м³. Тогда какой получается расход цемента на куб бетона? 10 / 0,03 = 333 кг. Это при том, что нормальный расход цемента для цементно-песчаного бетона считается не более 240 кг/м³.

А теперь учти то обстоятельство, что удельный вес цемента меняется в зависимости от его состояния. Имеется ввиду, рыхлый он или слежавшийся. Ты привез его в мешках, уложил в штабелек. Пока вез, он уплотнился (дороги наши - хороший вибратор), да лежит он у тебя, сдавленный верхними мешками. И сам ты, когда в ведро сыплешь, потрясешь его, добавишь до полного. Все, удельный вес уже не 10 кг на ведро, а 20!! Но ты продолжаешь сыпать по ведру. И расход цемента на куб твоего бетона будет уже даже не 333 кг, а все 666. Комментировать надо? Думаю, взвешивать надо.

Далее. Вот скажи, тебе обязательно иметь прочность бетона на сжатие 130 кг/см²? А что, 75 кг/см² недостаточно? В шлакобетоне, например, расход цемента на кубометр бетона самый малый, 200 кг. Оглядись вокруг, возможно, горы шлака где-то вообще бесплатно для тебя лежат.

Местный грунт.

А теперь самое интересное. Можно ли применять местный грунт в качестве заполнителя? А почему бы нет? Если грунт песчаный, если в нем не содержится или содержится, но очень мало, глины, если грунт гравийно-песчаный или даже гравий - почему бы нет? Тут и с транспортом мороки нет, и с покупкой тоже. А если предусматривать дом с цокольным этажом - так и вообще сам бог велел, ведь грунт из цокольного этажа надо куда-то девать!

Считай: для цоколя надо вынуть, вывезти, скажем, 8х8х1=64 кубометра грунта. Пусть треть от этого количества непригодна, плодородный слой. Все равно - 40 кубометров остается. А сколько надо заполнителя на стены? Объем бетона стены толщиной 25 см, скажем, (8+8+8+8)*2,5*0,25=20 кубометров, примерно столько и заполнителя требуется. И еще останется на фундамент, пол, отмостка, колодец, канализация, столбики огородные... Только, разумеется, не надо использовать в качестве заполнителя плодородный слой грунта, он не годится вообще.

Если в грунте примесь глины, то это не беда. Просто технология приготовления бетона чуть изменится. Сначала надо всыпать грунт в бетоносмеситель, затем воду. Покрути, промой заполнитель, пусть глина растворится в воде. Потом можно эту воду слить, всыпать нужное количество цемента и добавить воды.

Если глины незначительное количество, можно воду не сливать. Здесь главная фишка в том, чтобы отмыть стенки камешков, зерен наполнителя от глины. Иначе цементная паста к стенкам, покрытым глиной, не приклеится и прочность бетона будет низка. А небольшое количество глины в растворе не слишком помешает.

Если грунт пылеватый, с содержанием большого количества мелкого песка, то, конечно, придется промывать его. Можно по той же технологии, как с глиной. Грунт с водой перемешал и воду грязную вылил. Время, конечно, занимает, зато не покупать.

Сколько надо?

Но вот вопрос: как определить необходимое количество цемента для твоего грунта-заполнителя или вообще для любого? А ты вспомни, Мастер, про пустотность, только что говорили. Вспомни, что цементным тестом надо заполнить все пустоты. Но так заполнить, чтобы недостатка в тесте не было, иначе некоторые пустоты сии пустыми окажутся и прочность снизится. Но и так, чтобы лишнего цементного теста не было, в противном случае - перерасход цемента.

Значит, задача тут простая: надо определить общий объем всех пустот и дополнять цементного теста в соответствии с этим объемом. И решение совсем несложно. Я укладываю в банку (или ведро) свой заполнитель, протрясу его, чтобы уплотнилось. Затем в другую емкость наливаю воду, скажем, РОВНО 5 литров. И из этой емкости потихоньку вливаю воду в ведро с заполнителем (грунтом).

Вода заполнит все пустоты и в конце концов появится на поверхности. Вот, как только она на поверхности появилась - все, каюк, хватит. Осталось измерить, сколько у меня в мерке воды осталось. Например, осталось 3 литра. Из начального количества вычитаю остаток и получаю объем пустоты: 5 - 3 = 2 литра.

Вот столько и надо цементного теста на ведро моего заполнителя. Не цемента, заметь, а именно теста! Тогда второй этап: надо развести цемент в воде так, чтобы получилась густая сметана. Сколько кг цемента затратилось на получение 2-х литров этой сметаны? Вот столько и нужно цемента на твой грунт-заполнитель.

Для интереса можно еще не один раз повторить манипуляции с водой, но добавлять в заполнитель разные камни, кирпичный бой, гравий, щебень... Узнаешь, как изменяется пустотность и необходимость в количестве цемента. Может, у тебя щебня этого рядом горы лежат, или шлака бесхозного отвалы. Чего брезговать?

Ничего рядом нет? Может, есть смысл объявления расклеить, типа: куплю бой, лом кирпича, бетона... По 200 руб за кубометр, например. Это уж сам считай, выгодно или нет, но я так скажу: чем больше крупного заполнителя, тем меньше расход цемента, крепче бетон, и с этим нельзя не считаться.

Подобрал пустотность? А теперь еще одно. Не все еще закончилось. Экспериментировать, так экспериментировать. Сколоти 5-6 ящичков и в каждый из них залей бетон с одинаковой пустотностью заполнителя, но с разным содержанием цемента. А через неделю эти кубики со стороной 10 см давни прессом. Будешь знать, при каком содержании цемента самый прочный кубик получился. Да не забывай, что не ведрами надо цемент отмерять, а килограммами! Да записывай все, забудешь, запутаешься.

Кстати, еще вот такой факт: если есть возможность выбора крупных фракций заполнителя, то лучше выбирать тот, у которого поверхности не округлые, а ломаные. Например, лучше выбрать щебень, нежели речную гальку. Бетон крепче.

Итог.

Вобщем, все, что я тут наспех и сумбурно наколотил, можно в нескольких словах сказать:
1. Не ограничивайся рекомендациями о соотношении компонентов. Сам проверяй по пустотности необходимое количество цемента.

2. Не меряй цемент ведрами, ошибка это. Взвешивать надо. Не обязательно каждый замес, но хотя бы периодически.

3. Стремись к оптимальному количеству крупных заполнителей. Иначе сказать: стремись к наименьшей пустотности заполнителя.

По теме:
Интересная книжка, скачай: Технология заполнителей бетона (Ицкович, Чумаков, Баженов)

Статья Сергея Ружинского: Модификация соотношения Вода/Цемент (В/Ц)

ГОСТ 10180-90 (2003) Методы определения прочности по контрольным образцам.

О себе немного. Мой сезон строительства нынче не состоялся, увы. Проблемы с оформлением документов на участок, подробнее здесь. Потому занялись текущими делами, в частности, утеплением существующего брусового дома. Тоже веду съемки, надеюсь сделать фильм по этой теме, возможно, кому-то и пригодится.

Как дела у тебя, Мастер, спрашивать не буду. Понимаю: сезон, не до рассказов.

• Таблица теплопроводности некоторых материалов.
  
• Карта глубин промерзания.
  
• Нагрузочная способность грунтов.
  
• Требуемое теплосопротивление для различных регионов.
  
• Удельный вес стройматериалов.
  
• Математические формулы.
  
• Расчет теплосопротивления конструкции.
  
• Расчет сечения электропровода.
  
• Расчет теплопотерь дома.
  
• Расчет нагрузки на грунт.
  
• Карта зон влажности.
  
• Физические величины. Соотношения.
  
• Таблицы параметров стального проката.
  В основном это данные по весу того или иного изделия. Прокат ведь, как правило, по весу продается. Среди этих таблиц:
  
  • Параметры стержневой арматуры (ГОСТ 5781-82).
    
  • Параметры квадрата (ГОСТ 2591-88).
    
  • Прокат круглый (ГОСТ 2590-88).
    
  • Прокат листовой (ГОСТ 19903-74 и 19904-90).
    
  • Уголок равнополочный (ГОСТ 8509-93).
    
  • Уголок неравнополочный (ГОСТ 8510-86).
    
  • Шестигранник (ГОСТ 2879-88).
    
  • Швеллер (ГОСТ 8240-89).
    
  • Балка (ГОСТ 19425-74).
    
  • Трубы водогазопроводные (ГОСТ 3262-75).
    
  • Трубы квадратные (ГОСТ 8639-82).
    
  • Профнастил (ГОСТ 24045-94).
    

PS
- Ты, значит, нынче ничего строить не собираешься?

- С чего ты взяла? Если успею, гараж поставлю. Да и забор надо менять.

- Вот пока бы взял да окна в этом доме выкрасил. Страх божий глядеть на них...

- Страх, страх... Чего страх, нормальные окна.

- Очки-то нацепи, потом говори!

- Дык, это ж надо всю старую краску содрать, три десятка лет стоят, сколь раз красили.

- А поверху что, нельзя, что ли?

- Не. Тут надо все рамы разбирать и работать с ними. Капремонт получается.

- Я этого не говорила, это ты сам сказал.

- Эх-х, блин, то дорожку подавай, то окна... Ладно, Емеля, твоя неделя, командуй пока.

- Вот еще яблоня желтеть начала, парша одолела. Опрыскивать бы надо...

- Ну уж дудки! Это ты у нас "Мичурин", ты и поливай... Стоп! У меня ведь шуруповерт в руке:)))) Партизаны не сдаются! Да здравствует матриархат! Тьфу, блин, не мат, а... как его...