El concreto es un material de construcción que consiste en un aglutinante, arena y rellenos, que se convierte en piedra como resultado de la solidificación. Ninguna construcción moderna puede prescindir del concreto, ya sea la construcción de rascacielos o la creación de caminos de jardín. Debido a sus propiedades y durabilidad, el hormigón ha sido utilizado durante mucho tiempo por el hombre para obtener el diseño de la forma y resistencia requeridas. Sin embargo, hay una advertencia: solo el concreto hecho correctamente cumplirá con todos los requisitos. ¿Cómo hacer concreto, que no solo será fuerte, sino también duradero? Vayamos a la esencia de este problema y descubramos todos los detalles para hacer la mezcla de concreto correcta.
El ingrediente más importante es el cemento
En el concreto de cualquier marca, el cemento siempre actúa como un aglutinante. Hay muchos tipos de cemento, como el cemento Portland, el cemento Portland escoria, los cementos de endurecimiento rápido y otros. Todos ellos difieren tanto en la calidad de la unión como en las condiciones de uso del producto final. El cemento Portland es el más utilizado en la construcción. Todos los cementos utilizados para la construcción se dividen en marcas que indican la carga máxima en el producto terminado en megapascales. En doméstico: se agregan la letra D y el número que indica el porcentaje de impurezas. Por ejemplo, el cemento portland M400-D20 es un material, cuyo producto final soportará una carga de 400 MPa, que contiene hasta un 20% de impurezas.
Datos sobre las marcas de cemento requeridas para obtener una marca de concreto dada, en condiciones normales de endurecimiento:
En la fabricación de concreto de alta calidad, 300 y más, por razones económicas es necesario usar la marca de cemento, que es 2 - 2.5 veces más alta que la marca de concreto.
En la construcción de hogares, la marca Portland 400 se usa a menudo, su fuerza es suficiente para este propósito. En la construcción industrial, los cementos de la marca 500 se utilizan con mayor frecuencia y, cuando se esperan cargas pesadas, se utilizan cementos especiales de alta ley. Para calcular correctamente las proporciones de concreto, es necesario tener información precisa sobre la marca y la calidad del cemento a partir del cual se construirá.
Otro aspecto importante es la frescura: el cemento tiene una vida útil de almacenamiento y finalmente pierde sus propiedades. Cemento fresco - polvo suelto, sin grumos y juntas. Si ve que hay piezas densas en la masa de cemento, entonces no se debe usar dicho cemento en el trabajo, ya que ha absorbido la humedad y ya ha perdido sus propiedades de unión.
Arena: qué sucede y qué se necesita
La arena también puede ser diferente. Y el resultado final depende directamente de la calidad de este componente.
Según el tamaño de partícula, las arenas se dividen en:
Delgada (menos de 1. 2 mm) ).
Muy pequeño (1. 2 - 1. 6 mm).
Menor (1. 6 - 2. 0 mm).
Promedio (1. 9 - 2. 5 mm).
Grande (2. 5 - 3. 5 mm).
En la fabricación de concreto, se utilizan todos los tipos de arena, pero si hay mucho polvo o partículas de arcilla en la arena, esto puede afectar significativamente las características de la mezcla. Esto es especialmente cierto en el caso de la arena fina que contiene un porcentaje significativo de polvo en la composición, es de poca utilidad para la preparación del concreto y se usa como último recurso.
¿Cómo preparar un concreto de buena calidad y, al mismo tiempo, no hacer dinero con arena? Todo es simple: debe usar arena de mar o de río: estos son los tipos más limpios de materiales de construcción que no transportan partículas de polvo o arcilla. Se debe tener cuidado para garantizar que la arena esté limpia y libre de contaminación orgánica. La arena profesional puede estar muy sucia; a menudo no se utiliza en la construcción sin preparación previa, incluido el lavado y la sujeción. También puede contener una gran cantidad de basura orgánica: raíces, hojas, ramas y corteza de árboles. Al golpe de tal impureza en el hormigón, es posible la aparición de vacío en el espesor, debido a lo que sufre la durabilidad.
Otro parámetro importante a considerar es la humedad de la arena. Incluso el material de aspecto seco puede contener hasta un 2% de agua y húmedo, todo el 10%. Esto puede interrumpir las proporciones de concreto y causar una disminución de la resistencia en el futuro.
Piedra triturada y grava: los rellenos más populares para concreto
El relleno principal para concreto de todos los grados es piedra triturada o grava - roca triturada. La piedra triturada más utilizada. También se divide en fracciones y tiene una superficie rugosa y desigual. Al seleccionar la composición del concreto, también se debe tener en cuenta que los guijarros de mar o de río no pueden servir como sustituto de los escombros, ya que la superficie lisa y pulida al agua afecta significativamente la adhesión de la piedra a los otros componentes de la mezcla.
La piedra triturada se divide en las siguientes fracciones:
Muy pequeña: 3 - 10 mm.
Fino - 10 - 20 mm.
Promedio - 20 - 40 mm.
Grande - 40 - 70 mm.
Para que el concreto permanezca en reposo durante muchos años y no se derrumbe, recuerde que el tamaño máximo de las piedras en grava no debe exceder 1/3 del espesor mínimo del producto futuro.
Se tiene en cuenta otro factor, como el vacío del relleno: el volumen del espacio vacío entre los escombros. Es fácil de calcular: tome un balde de volumen conocido, llénelo con escombros hasta el borde y vierta agua en él con un recipiente de medición. Sabiendo cuánto líquido ha entrado, podemos calcular el vacío de los escombros. Por ejemplo, si en un cubo de 10 litros de escombros han subido 4 litros de agua, entonces el vacío de estos escombros es del 40%. Cuanto menor sea el vacío del relleno, menor será el consumo de arena y, lo que es más importante, el cemento.
Para maximizar el llenado de vacíos, debe aplicar diferentes fracciones de piedra triturada: pequeña, mediana, grande. Debe tenerse en cuenta que las multas deben ser al menos 1/3 del total de escombros.
Además de los escombros de granito y la grava, dependiendo del propósito del hormigón, se utilizan arcilla expandida, escoria de alto horno y otros rellenos de origen artificial. Para concreto liviano, se utilizan virutas de madera y espuma de poliestireno triturado. Para hormigón ultraligero - gases y aire. Sin embargo, la creación de concreto liviano y ultraligero está asociada con una serie de dificultades, y es poco probable que sea posible producir un producto de este tipo fuera del taller industrial.
Según la densidad, todos los agregados para el hormigón se dividen en porosos (2000 kg / m 3 ) y densos (2000 kg / m 3 ). Además, no olvide que los rellenos naturales tienen una pequeña radiación de fondo, que es inherente a todas las rocas de granito. Por supuesto, esto no es una fuente de contaminación por radiación, pero aún así vale la pena recordar acerca de esta propiedad de la piedra natural como relleno de concreto.
Agua: requisitos para hacer concreto
El agua no es un componente menos importante que el cemento o la arena. Por regla general, puede tomar una simple verdad: cualquier agua adecuada para beber también es adecuada para mezclar concreto. En ningún caso no puede usar agua de una fuente desconocida, aguas residuales después de la producción, pantanos y otras aguas, en cuya calidad no está seguro. La composición química y otros indicadores de agua pueden afectar en gran medida las características de resistencia del concreto terminado.
Tabla No. 1. Consumo de agua (l / m 3 ) con diferentes granos de relleno:
| Nivel de plasticidad del hormigón | Grava | Piedra triturada | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 mm | 20 mm | 40 mm | 80 mm | 10 mm | 20 mm | 40 mm | 80 mm | |
| Muy plástico | 215 | 200 | 185 | 170 | 230 | 215 | 200 | 185 |
| Plástico medio | 205 | 190 | 175 | 160 | 220 | 205 | 190 | 175 |
| Plasticidad baja | 195 | 180 | 165 | 150 | 210 | 195 | 180 | 165 |
| No plástico | 185 | 170 | 155 | 140 | 200 | 185 | 170 | 155 |
Es importante recordar que el cálculo de la composición del concreto incluye toda la humedad presente en los materiales de construcción antes de que se mezclen. Si, por ejemplo, la escoria de alto horno se planifica como relleno, entonces su humedad también es importante: de hecho, se trata de agua "extra", que es difícil de tener en cuenta, pero que simplemente puede arruinar la solución preparada.
Otro indicador importante depende de la cantidad de agua: la plasticidad del hormigón terminado. Para obtener concreto plástico, el agua debe ser agregada estrictamente de acuerdo a la norma. Superar la tasa requerida también es perjudicial, así como la falta de agua: el hormigón se divide y pierde su calidad. Al mezclar la mezcla de concreto, la plasticidad del concreto está determinada por el "ojo". Si el concreto se desliza espontáneamente con una pala horizontal, entonces se considera muy plástico. Si de una pala se arrastra solo cuando está ligeramente inclinada, entonces el concreto se considera plástico medio. Cuando el concreto no se desliza hacia abajo incluso con una pala arqueada, se considera poco plástico. Cuando el hormigón se encuentra en una pala con una loma, no se considera plástico. Es imposible hacer concreto demasiado líquido ya que pierde sus cualidades.
Resistencia y grado de concreto
El grado de concreto es la capacidad del producto terminado para soportar una carga de 1 cm 2 sin daños. La marca de hormigón se determina el día 28 después de su fabricación. El hecho es que el concreto más rápido gana fuerza en 7 días. Durante este tiempo, puede ganar hasta un 40% de fuerza. Después de 7 días, un buen conjunto de fuerza sube a 28 días.Después del paso de 28 días, el aumento de la fuerza disminuye considerablemente, pero continúa durante algún tiempo.
Gráfico de la resistencia del concreto, en condiciones normales.
Cómo calcular la composición del concreto
Para calcular correctamente la composición del concreto, es importante tener ciertos datos.
Estos incluyen:
- Grado de concreto requerido;
- Ductilidad requerida de la mezcla;
- Grado de cemento;
- Datos sobre la composición granulométrica de arena y escombros.
Hay dos formas de calcular la composición del concreto: en función de la relación de peso de cemento, arena y escombros y la relación de volumen de estos materiales. Tanto en el primer como en el segundo caso, el cemento siempre se toma como una unidad (por una parte), y todos los demás componentes de la mezcla de concreto como parte del peso o volumen de cemento.
Cálculo de la composición del concreto en peso
Calculemos la composición para producir concreto de plasticidad media, cuya marca de resistencia será M200 durante 28 días.
Suponga que tenemos:
- Cemento Portland M400;
- Piedra triturada de fracción media;
Para comenzando necesitamos determinar la relación agua-cemento (W / C). V / C es la proporción del peso de agua y cemento, que es necesaria para la preparación de concreto de cierta resistencia. Este indicador está determinado por las fórmulas o empíricamente. Ofrecemos valores ya encontrados de V / C, que se recopilan en forma de una tabla.
Tabla No. 2. Valores de W / C para varios grados de concreto.
| Grados cemento | Grados de concreto | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | ||
| 300 | 0.75 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.40 | - | |
| 0.80 | 0. 70 | 0. 60 | 0. 55 | 0. 45 | - | ||
| 400 | 0.85 | 0.75 | 0.63 | 0.56 | 0.50 | 0.40 | |
| 0 , 90 | 0,80 | 0,68 | 0,61 | 0,55 | 0,45 | ||
| 500 | - | 0,85 | 0,71 | 0,64 | 0.60 | 0.46 | |
| - | 0.90 | 0,76 | 0,69 | 0,65 | 0,51 | ||
| 600 | - | 0.95 | 0.75 | 0.68 | 0.63 | 0.50 | |
| - | 1 | 0.80 | 0.73 | 0.68 | 0.55 | ||
 - indicadores de grava.  - Indicadores para escombros. |
Conociendo el grado requerido de concreto y el grado usado de cemento, encontramos el valor de W / C. En este caso, será de 0,63.
Ahora, en la tabla No. 1, encontramos la cantidad necesaria de agua para producir concreto de plasticidad media, con un tamaño de grava de 40 mm. Como resultado, obtenemos un valor de 190 l / m 3 .
Después de eso podemos calcular la cantidad de cemento que necesitamos por 1 m 3 de concreto. Para ello, 190 l / m 3 se dividen por 0,68 y obtienen 279 kg. cemento De la tabla No. 3 encontramos las proporciones de la mezcla de concreto, para el grado requerido de concreto M200 y el grado de cemento M400.
Tabla No. 3. Proporciones en peso de cemento, arena y escombros.
| Marca de concreto | Grados de cemento portland | |
|---|---|---|
| 400 | 500 | |
| Proporciones en peso, cemento: Arena: Piedra triturada | ||
| 100 | 1: 4.6: 7.0 | 1: 5.8: 8.1 |
| 150 | 1: 3.5: 5.7 | 1: 4.5: 6.6 |
| 200 | 1: 2.8: 4.8 | 1: 3.5: 5.6 |
| 250 | 1: 2 , 1: 3.9 | 1: 2.6: 4.5 |
| 300 | 1: 1.9: 3.7 | 1: 2.4: 4.3 |
| 400 | 1: 1.2: 2.7 | 1: 1.6: 3.2 |
| 450 | 1: 1.1: 2.5 | 1: 1.4: 2.9 |
La relación C: P: U será 1: 2.8: 4.8. Si necesitamos cemento 279 kg, entonces 279 * 2.8 = 781 kg. Arena y 279 * 4.8 = 1339 kg. escombros En total, resulta que para la preparación de 1 m 3 concreto de plasticidad media y marca M200 de Portland Portland M400 y piedra triturada de fracción media, es necesario:
279 kg. cemento
781 kg. arena
1339 kg. escombros
190 l. el agua
En el hogar, a menudo se usa una cubeta de 10 litros para medir diversos materiales a granel. Para facilitarle la medición de materiales, le proporcionaremos datos sobre la masa de un material contenido en una cubeta de 10 litros:
- Cemento - 13 - 15 kg, depende del sello.
- Arena - 14 - 17 kg, dependiendo de la humedad.
- Piedra triturada o grava - 15 - 17 kg, dependiendo del tamaño de la fracción.
Debe entenderse que el método de este cálculo es ligeramente inferior a los métodos utilizados en la construcción de objetos grandes, pero esto es mucho mejor que el principio: tengamos más cemento para hacerlo más fuerte.
Además del uso de proporciones en peso, también se usan las proporciones de la composición del concreto en volumen. Sin embargo, este método es menos preciso.
Tabla No. 4. Relaciones volumétricas de cemento, arena y piedra triturada para concreto de diferentes calidades:
| marca de cemento Portland | Marca de hormigón | Proporciones por volumen, l | Volumen de hormigón, l, a consumo 10 l. cemento | ||
|---|---|---|---|---|---|
| cemento | arena | escombros | |||
| 400 | 100 | 1 | 4.1 | 6.1 | 78 |
| 150 | 1 | 3.2 | 5.0 | 64 | |
| 200 | 1 | 2.5 | 4.2 | 54 | |
| 250 | 1 | 1.9 | 3.4 | 43 | |
| 300 | 1 | 1.7 | 3.2 | 41 | |
| 400 | 1 | 1.1 | 2.4 | 31 | |
| 450 | 1 | 1.0 | 2.2 | 29 | |
| 500 | 100 | 1 | 5.3 | 7.1 | 90 |
| 150 | 1 | 4.0 | 5 , 8 | 73 | |
| 200 | 1 | 3.2 | 4.9 | 62 | |
| 250 | 1 | 2.4 | 3.9 | 50 | |
| 300 | 1 | 2.2 | 3.7 | 47 | |
| 400 | 1 | 1.4 | 2.8 | 36 | |
| 450 | 1 | 1.2 | 2.5 | 32 | |
| La cantidad de agua no se especifica y depende de la consistencia y plasticidad deseadas del concreto. |
Cómo amasar concreto
Hay un método de amasado manual y uno mecanizado que usa hormigoneras y mezcladoras.
Método manual de amasado del hormigón
Consideremos el método manual de amasado, como el más popular en la construcción de viviendas. Para la correcta mezcla de la mezcla, se necesita un recipiente en el que se mezclarán todos los componentes. Esto puede ser una lata regular o un contenedor especialmente recolectado. Toda la arena necesaria para amasar se vierte en ella, y el cemento se vierte en el surco en el medio. Después de la arena se mezcla bien con cemento, para obtener una masa gris homogénea. Luego, el material resultante se humedece con agua y nuevamente se mezcla bien. Más tarde, se agrega piedra triturada y la mezcla se interfiere con el estado en que la solución cubrirá cada piedra del relleno. Al mismo tiempo, se agrega agua gradualmente, cuya cantidad depende de la plasticidad requerida. Una vez que la mezcla se vuelve homogénea y todas las piedras agregadas se cubren con mortero, el concreto está listo para ser colocado.
Con el método de amasado manual, hay un punto importante, a saber, la velocidad de colocación del concreto. Incluso con un ligero retraso, el concreto del canal puede exfoliarse (parece que el agua sale de arriba) y perder algunas de sus propiedades. Por lo tanto, es importante colocar rápidamente el hormigón en el encofrado.
La mejor manera de preparar el concreto será un método mecánico de amasar con una hormigonera. Se garantizarán las ventajas de este método para obtener una mezcla homogénea y una alta calidad del concreto resultante.
Hormigón amasado en una hormigonera
Para amasar en una hormigonera, primero vierta el cemento y vierta un mínimo de agua. Después de recibir una emulsión homogénea, se agrega arena al mezclador a la tasa de proporción. A continuación, la solución interfiere con la adición de la cantidad necesaria de agua. Después de recibir la solución, se puede verter un relleno en la hormigonera.
La ventaja del método mecánico de mezclar es que el concreto no se separa y puede permanecer en el mezclador giratorio por hasta una hora sin perder sus propiedades. Sin embargo, el mezclador no debe colocarse lejos del lugar de colocación, para evitar la pérdida de hormigón de sus propiedades durante la entrega.
Al seguir estas simples reglas, obtendrá material estructural confiable, que con el paso de los años se volverá más fuerte.
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