Удельный вес бетона: цифры и факторы, их особенности
На что влияет плотность (она же — удельный вес) бетона? От чего она зависит? Каков, например, удельный вес бетона М200? Какие значения плотности характерны для ячеистых и легких бетонов? Давайте разбираться.
Зачем это нужно
А в самом деле — к чему эта информация?
Причин для любопытства несколько.
- Расчет фундамента для монолитного или каркасно-монолитного строения привязан к несущей способности грунта и общей массе сооружения. Зная общий объем каркаса, стен и перекрытий, их вес можно вычислить лишь при известной плотности.
- При оценке нагрузки на несущие железобетонные конструкции приходится учитывать их собственный вес.
- Наконец, при транспортировке железобетонных конструкций (стеновых панелей, плит перекрытия, балок и т.д.) желательно хотя бы грубо оценить их массу, чтобы выбрать подходящий вид транспорта и погрузочной техники.
Уточним: для стандартных изделий расчет обычно не требуется.
Информация о габаритах и массе конструкции предоставляется продавцом.
Факторы
Какими факторами определяется удельная плотность бетона?
- Прежде всего — типом и количеством заполнителя. Очевидно, что удельный вес 1 м3 бетона с гранитной щебенкой и кварцевым песком будет больше, чем у керамзитобетона или смеси на перлитовом песке. Какими могут бетоны по типу заполнителя?
Тип | Особенности |
Особо тяжелые | В качестве крупнофракционного заполнителя используются тяжелые и особо твердые минералы (гематит, барит и т.д.). Нередко для заполнения применяется железная руда, и даже чугунная дробь.Связующее — цемент высоких марок. Плотность лежит в диапазоне 2500 — 3000 кг/м3. Сфера использования — только и исключительно промышленные объекты. |
Тяжелые | Заполнители — кварцевый песок, щебень скальных и осадочных пород. Плотность — 1800-2500 кг/м3. Сравнительно невысокая цена кубометра при достаточной прочности делают этот тип строительных материалов наиболее востребованным в домостроении. |
Легкие | Плотность от 500 до 1800 кг/м3 обеспечивается легкими пористыми заполнителями — туфом, керамзитом, пемзой. |
Особо легкие | Плотность — меньше 500 кг/м3. Заполнение — вермикулит, перлит, шлак. Сфера применения — теплоизоляция, заполнение монолитных каркасов. |
- Для ячеистых бетонов не менее важным фактором является степень поризации, количество пор в объеме материала.
- Наконец, класс (марка прочности) тоже оказывает определенное влияние на плотность. Вполне предсказуемо — ведь класс бетона определяется соотношением его компонентов, различающихся физическими характеристиками.
Цифры
Чтобы своими руками рассчитать массу конструкции, необходимо вычислить ее объем и умножить на плотность. Инструкция проста; однако она подразумевает, что плотность нам известна.
Выше были приведены границы значений для бетонов разных типов. Давайте конкретизируем их для каждого отдельного случая, использовав несколько независимых источников информации.
Типы заполнителя
В СНиП 2.03.01-84, посвященном бетонным и железобетонным конструкциям, наряду с большим перечнем прочих справочных значений приводится удельная масса бетона для разных заполнителей.
Заполнитель (крупная и мелкая фракции) | Плотность, кг/м3 |
Щебень скальных пород, кварцевый песок, стальная арматура (железобетон) | 2500 |
Щебень скальных пород, кварцевый песок (без армирования) | 2400 |
Туф, кварцевый песок | 1200 — 1600 |
Керамзит, кварцевый песок | 800 — 1200 |
Керамзит, перлитовый песок | 800 — 1000 |
Приведенный в документе список, однако, не содержит упоминаний о некоторых довольно распространенных типах заполнения.
Спешим восполнить пробел:
- Пемза — 800 — 1600 кг/м3.
- Вулканический шлак — 800 — 1600 кг/м3.
- Шунгизит — 1000 — 1400 кг/м3.
- Перлит — 600 — 1200 кг/м3.
- Гранулированный доменный шлак — 1200 — 1800 кг/м3.
- Топливный (котельный) шлак — 1000 -1800 кг/м3.
- Зольный гравий — 1000 — 1400 кг/м3.
- Вермикулит — 300 — 800 кг/м3.
Обратите внимание: разброс параметров связан как с разным процентным соотношением связующего с заполнителем, так и с непостоянными физическими характеристиками самих материалов.
Например, плотность вермикулита, вспучивающегося при нагреве, зависит от степени его термообработки.
Марка прочности
Как уже упоминалось, марка прочности связана с плотностью, причем нелинейно. Она увеличивается с повышением содержания связующего; до определенного предела повышение марки способствует уплотнению материала и повышению удельного веса.
Однако цементный камень легче минералов скальных пород; именно поэтому после марки М350 дальнейшее увеличение прочности на сжатие приводит к падению плотности бетона.
Марка прочности, класс | Плотность, кг/м3 |
М100 (В7,5) | 2495 |
М200 (В15) | 2430 |
М250 (В20) | 2350 |
М300 (В22,5) | 2390 |
М350 (В25) | 2500 |
М400 (В30) | 2375 |
М500 (В40) | 2300 |
Ячеистые бетоны
Как узнать плотность пено- или газобетона?
Основной фактор, определяющий ее (а заодно теплоизоляционные свойства и прочность материала) — степень поризации. Тип минерального наполнителя практически не влияет на удельный вес.
Капитан Очевидность подсказывает: марка ячеистых бетонов по плотности соответствует весу кубометра материала в килограммах.
Так, газобетон D600 обладает плотностью 600 кг/м3.
Универсальный метод
Как узнать плотность любого материала с неизвестным составом и прочими характеристиками?
- Взвешиваем фрагмент конструкции.
- Погружаем его в воду (например, в полное ведро с подставленным под него тазом).
- Любым способом (пусть даже литровыми банками) измеряем объем вытесненной жидкости.
- Пересчитываем объем в кубометры (в одном кубическом метре 1000 литров).
- Делим массу фрагмента в килограммах на его объем в кубометрах. Результатом и будет фактическая плотность материала.
Заключение
Надеемся, что предложенные вниманию читателя материалы и справочные данные окажутся полезными. Видео в этой статье, как обычно, содержит дополнительную тематическую информацию. Успехов!