Цемент для строительства растворов

Как существенно сэкономить на строительстве. Советы профессионала

Цементный раствор — основа всех строительных работ. Замены этому материалу нет. С каждым годом появляются новые цементные составы улучшенного качества. Для масштабного строительства раствор выпускают на специальных бетонных заводах с применением высокотехнологичного оборудования.

В частном строительстве можно приготовить цементный раствор самостоятельно: как вручную, так и с помощью бетономешалки или строительного миксера. Если придерживаться несложных правил по подбору и подготовке компонентов раствора и их замешиванию, получится крепкое и долговечное бетонное покрытие.

Умение самостоятельно приготовить цементный раствор в домашних условиях пригодится каждому, кто планирует заняться строительством или ремонтными работами. Клейкая масса, затвердевающая со временем, необходима и для кладки кирпичей, и для создания каменных декоративных композиций, и даже для того, чтобы заделать дыру в стене.

Казалось бы, что здесь особенного — замесить цементный раствор: засыпал, перемешал и готово! Однако, не так все просто. Сегодня журнал Reconomica знакомит вас с секретами профессионала в этом деле, которые позволят не только получить качественный материал, но и сберечь силы, время, сэкономить деньги.

Виды цемента

Наиболее востребованным в строительстве является портландцемент. Для его изготовления обжигают природное сырье, а затем полученный цементный клинкер тонко размалывают.

Добавление небольшого количества гипса (около 5%), шлаков и горных пород (до 10-15%) позволяют удешевить портландцемент без существенного влияния его технические характеристики. Но если цемент предназначен для обустройства дорожных покрытий с высокой степенью морозостойкости, добавляется только гипс.

Портландцемент применяется для создания ответственных конструкций и оснований, подвергающихся высоким нагрузкам. Кроме того, в строительстве используется целый ряд цементов со специфическими характеристиками, изготовленных на его основе. Это портландцемент:

• с гидравлическими добавками;
• гидрофобный;
• пластифицированный;
• шлаковый.

Также существует глиноземный цемент, быстро твердеющий в воде, устойчивый к агрессивным средам – применяется для аварийных работ. Для строительных растворов и бетонов низких марок прочности допускается использование смешанных цементов – в их состав кроме цементного клинкера входят различные минеральные добавки, вяжущие вещества (шлаки, известь) в больших количествах.

В зависимости от показателя давления (кг/см3) при сжатии бетонного образца, определялась марка прочности цемента – от 100 до 600. Сегодня присваивают класс прочности от 22,5 до 52,5 (в соответствии с выдержанным давлением, измеряемым в МПа).

Древнерусский раствор оказался лучше современного цемента

Древнерусский строительный раствор оказался по нескольким параметрам лучше, чем современный цемент. Подробностями строительства крепостей на Руси в XVI-XVII веках руководитель исследования поделился с корреспондентом Infox.ru.

Российские историки уже давно занимаются изучением истории и техники древнерусского строительства. Как пояснил корреспонденту Infox.ru кандидат исторических наук Константин Носов из Российской академии государственной службы при президенте РФ в Москве, «все каменные или кирпичные сооружения на Руси строились с использованием специального строительного раствора». Изучение состава этого раствора помогает ученым не только понять методику строительства, но и точнее датировать архитектурный памятник, создать похожий раствор для проведения реставрационных работ, определить, где именно добывались составляющие раствора, и отнести архитектурный памятник к определенной строительной школе.

Впервые этим вопросом историки занялись еще в 1930 году, однако до сих пор про растворы известно немного. По словам Носова, дело в том, что до настоящего времени ученые использовали каждый свой метод анализа, да и обработали небольшое количество образцов. В основном исследователей интересовали домонгольские сооружения: ученые исследовали около 90 древнерусских памятников, из которых 70 датируются XI-XIII веками.

13 образцов на анализ

Команда российских ученых под руководством Носова решила провести комплексный анализ образцов раствора более позднего периода. Ученый лично взял 13 образцов строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков в Нижнем Новгороде, Коломне, Зарайске, Серпухове, Борисовом городке, Смоленске и Вязьме. Для сравнения он также изучил образцы современного раствора в Смоленске и средневековых укреплений в Англии и в Уэльсе (замок в Чепстоу, городские стены в Конуи и в Кембере). Сложность работы заключалась в том, чтобы найти тот участок крепости, где не проводились реставрации и не применялись более поздние растворы (например, в случае с Московским Кремлем найти кладку конца XV века практически невозможно, так как крепость слишком часто ремонтировалась).

Что такое строительный раствор?

Строительный раствор состоит из двух компонентов: вяжущего вещества и заполнителя. Иногда к ним подмешивают и специальные добавки. На Руси в качестве вяжущего элемента использовалась известь: известняк, мел и другие карбонатные породы обжигались в специальных печах. К полученной смеси добавляли воду, в результате чего образовывалась гашеная известь, получалось этакое строительное «тесто». Однако такой материал быстро трескался. Поэтому к извести добавляли заполнитель, например песок, значительно улучшавший качество строительного раствора.

Ученые определили прочность разных строительных растворов, процентное соотношение вяжущего элемента и заполнителя, их состав и дополнительные примеси (например обломки кирпича или кирпичная мука, шлак, раковины и т. д.).

Как и из чего строили в XVI веке?

В Смоленске Носов брал четыре образца раствора из разных мест. Оказалось, что их составы довольно сильно отличаются между собой. Как пояснил ученый корреспонденту Infox.ru, видимо, у древних мастеров не было устоявшейся рецептуры приготовления этого вещества, и каждый раз получалось по-разному.

Образец современного раствора, использованный реставраторами, оказался весьма похож на древнерусский, однако оказался плохо перемешан. Зато средневековые образцы из Уэльса и Англии очень похожи на русские растворы XVI-XVII веков.

Несмотря на все полученные данные, ученым еще предстоит выполнить большую работу, чтобы сделать выводы об общей эволюции строительных растворов на Руси и их использовании в культовых, военных и гражданских сооружениях. По словам Носова, также интересно было бы сравнить древнерусские растворы с итальянскими, так как в Россию приезжали и иностранные мастера, например Аристотель Фиораванти (примерно 1415—1486), который построил Успенский собор в Москве.

Статья об исследовании строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков опубликована в журнале «Российская археология» (№ 1, 2009).

От чего зависит вес цемента?

Удельный вес строительного материала по СНиП II-3-79 — это физическая величина, показывающая отношение веса материала к объему, которое он занимает. Сухой цемент занимает значительно меньше места, чем цементный раствор, поэтому из одного килограмма цементного вяжущего получится несколько кг цементно-песчаной смеси.

Удельный вес цемента зависит от многих факторов:

• марки и состава;
• степени помола компонентов;
• способа производства;
• длительности хранения.

Вес свежего цементного порошка (при условии соблюдения температурного и влажностного режима хранения) составляет 1200 кг/м3. Это минимальный показатель, обусловленный тем, что частицы свежепомолотого материала имеют положительный и отрицательные электрические заряды. За счет разности зарядов частицы отталкиваются друг от друга, плотность порошка уменьшается, а значит, снижаются весовые показатели.

В дальнейшем цементный порошок фасуется, транспортируется, хранится. Электрические заряды исчезают, уходит вовлеченный при производстве воздух и плотность материала повышается. Строители говорят: цемент слёживается. В среднем вес одного кубометра вяжущего через полгода после выпуска при правильном хранении составляет 1550 кг.

При нарушении условий хранения материал может впитывать влагу, что приводит к повышению плотности и соответственно веса. Чем мельче помол порошка, тем больше воды он впитывает и тем больше его масса. Учитывая, что мелкий помол имеют высокие марки цемента, то чем выше марка, тем требовательнее материал к условиям хранения. В зависимости от марки один кубический метр (м3) цемента может давать разницу при взвешивании до 400 кг/м3. Именно поэтому при приготовлении раствора учитывается не только вес, но и марка. Например, для марки М200 соотношение цемент/песок будет 1 к 3, а при использовании марки М400 — 1 к 2,2.

При грубых расчетах строители используют средний показатель — 1300 кг/м3. Исходя из этого, можно рассчитать, что стандартный мешок на 50 кг содержит примерно 0.04 м3 сухого вяжущего. Параметр имеет решающее значение при заказе транспорта для доставки стройматериалов, т. к. вместимость машины или объем багажника всегда считается в м3 или литрах.

Пропорции цементных растворов

Вес мешка с цементом указан на таре, а вот о плотности производители умалчивают. При этом плотность порошка может изменяться даже в пределах одной марки до 50% в зависимости от условий и продолжительности хранения. Для приготовления цементно-песчаного раствора или бетонной смеси нужно научиться одну величину переводить в другую.

Для замешивания бетона на основе портландцемента М500 пропорция компонентов по ГОСТ 27006-2019 будет такой:

• 1 часть вяжущего;
• 2 части мелкого наполнителя;
• 4 части крупного заполнителя.

Из рецептурного соотношения легко определить объем каждого компонента. Для этого нужно общий объем раствора разделить на количество частей. Например, если нужен 1 м3 смеси, то одна часть — это 1/7 = 0,142 м3. То есть 1 часть любого из компонентов равна этому показателю. Учитывая, что плотность цемента 1300 кг/м3 рецептура в привычных килограммах будет выглядеть следующим образом:

• 184 кг вяжущего или 3,68 мешка по 50 кг;
• 213 кг мелкого наполнителя;
• 197 кг крупного заполнителя (гравия).

Если используется другой крупный заполнитель, то ;вес последнего компонента будет отличаться: гранит — 192 кг, известняк — 183 кг, бут — 213 кг, базальт — 241 кг.

Для расчета количества мешков цемента нужно полученный вес разделить на количество килограммов в мешке. Например, для замешивания 1 кубометра бетона потребуется 4 мешка по 50 кг или 8 мешков по 25 кг.

Где взять рецепты бетонных смесей и ЦПС для составления пропорции компонентов и расчета? Рецептура для каждого типа раствора рассчитывается индивидуально, но обязательно с учетом ГОСТ 27006-2019. Рецепт должен быть таким, чтобы обеспечить приготовление раствора с заданными техническими характеристиками.

Основные виды растворов готовят по такой рецептуре с соотношением цемент/песок/щебень:

1. Бетон М100 — 1/4,5/7 на портландцементе М400 или 1/5.8/8 на портландцементе М500.
2. Бетон М250 — 1/2/4 на портландцементе М400 или 1/2,5/4,5 на портландцементе М500.
3. Бетон М400 — 1/2,3/7 на портландцементе М400 или 1/1,5/3,2 на портландцементе М500.

Эту рецептуру можно использовать для производства товарного бетона, применяемого при строительстве домов, заливки фундаментов и чаш бассейнов, тротуарных дорожек, изготовления бордюрного камня, буронабивных свай.

Сколько весит 1 куб готового раствора?

Вес одного кубометра готового строительного раствора имеет значение при его транспортировке или подачи на высоту, когда подбирается грузоподъемность автомобиля или производительность бетононасоса. Вес жидкого бетона и цементно-песчаного раствора зависит от плотности компонентов, входящих в его состав и пропорции, в которой они использовались. При использовании тяжелых крупных заполнителей, таких как гранит, базальт, магнетит вес 1 м3 бетонной смеси может в 2-3 раз отличаться от массы раствора, замешанного на гравии.

Средний вес 1 кубического метра бетонной смеси по ГОСТ 7473-2010, замешанного на гранитном заполнителе, в зависимости от марки и класса прочности будет следующим:

• М100 (В7.5) — 2494 кг;
• М200 (В15) — 2432 кг;
• М250 (В20) — 2348 кг;
• М300 (В22,5) — 2389 кг;
• М350 (В25) — 2502 кг;
• М400 (В30) — 2376 кг;
• М500 (В40) — 2980 кг.

Вес 1 м3 бетонного раствора, замешанного на других заполнителях по СНиП II-3-79:

• железобетон — 2500 кг;
• туфобетон — 1200. 1400 кг;
• пемзобетон — 800. 1600 кг;
• на вулканическом шлаке — 800. 1600 кг;
• керамзитопенобетон — 500. 1800 кг;
• шунгизитобетон — 100. 1400 кг;
• перлитобетон — 600. 1200 кг;
• термозитобетон — 1000. 1800 кг;
• на доменных гранулированных шлаках — 1200 кг;
• вермикулитобетон — 800. 1000 кг;
• газо-, пенобетон, пеносиликат — 300. 1100 кг.

Вес 1 куба строительных растворов по СНиП II-3-79 составляет:

• цементно-песчаный (ЦПС) — 1800 кг;
• цементно-песчано-известковый — 1700 кг;
• известково-песчаный — 1600 кг;
• цементно-шлаковый — 1400 кг;
• гипсовый — 1000 кг.

Расчет цемента для транспортировки

При транспортировке мешков цемента или насыпного порошка важно знать, сколько материала поместиться в той или иной машине. Например, для перевозки 10 м3 цемента потребуется два КАМАЗа грузоподъемностью 7 тонн или один 15-тонник.

Не менее важное значение имеет транспортировка материалов непосредственно на стройплощадке. При отсутствии бетононасоса материалы для замешивания раствора подаются, как правило, ведрами. Один кубический метр сухого цемента — это 84 10-литровых ведра или 50 20-литровые бадьи.

Для расчета того, сколько мешков можно привести в багажнике легкового автомобиля, нужно знать объем 1 мешка и вместимость багажника. Удельная плотность сухого цементного порошка — это вес 1 м3 материала. Средний показатель плотности составляет 1300 кг/м3. Для определения объема цемента в 50-киллограмовом мешке нужно решить пропорцию:

50 кг — Х%, отсюда Х = 3,85%. Именно такой процент от 1 кубометра содержится в мешке. Берем полученный процент от кубометра и получаем величину в привычных кубометрах — 0,0385 м3 или 38,5 литров. Зная объем багажника машины, можно рассчитать, сколько мешков туда теоретически можно загрузить. Именно теоретически, т. к. в реальных условиях нужно учитывать грузоподъемность автомобиля и способ укладки мешков с цементом.

Фасовка цемента

Производители фасуют цемент в мешки по 5, 10, 25 и 50 кг, давая покупателю возможность выбрать наиболее удобный и экономичный вариант. Если при расчете пропорции получилось, что для строительно-монтажных работ нужно 5,2 мешка цемента по 50 кг, то целесообразно купить 5 мешков по 50 и один 10 кг. При расчетах не нужно забывать о технологических потерях и к любому полученному результату прибавлять 5-7%.

Расход цемента для кладочного раствора

Для кладки несущих стен используют раствор М100 на цементе не ниже М400(у нас в продаже есть М400Д0 в мешках, а также навалом и в биг-бегах), а для самонесущих более низких марок. Для повышения производительности труда в них добавляют пластификаторы повышающие пластичность смеси.

Кирпичные стены выкладываются на растворе, который состоит из портландцемента, чистого речного песка в соотношении 1:6 или 1:3. Кроме того, в смесь добавляют минеральные и химические добавки, улучшающие морозостойкость и пластичность.

Свойства цементного раствора

Если осуществляется кладка кирпича марки 75, то оптимально использовать цементный раствор аналогичной марки. При этом, рабочее соотношение, входящих элементов должно оставаться следующим:

• одна доля цемента;
• пять долей песка;
• три части в общем составе воды.

Кроме того, в самой цементной кладке можно преобразить цвет. Это делается с помощью добавления в цемент сажи или синтетического красителя. Однако, следует помнить, что при избыточном введении в цементный раствор сторонних эмульгаторов, он будет терять свои прочностные характеристики.

Часто при добавлении воды в раствор он показывает низкие связующие свойства. Поэтому для повышения вязкости необходимо дополнительно внести в цементную смесь песок и цемент в соответствии с рабочими пропорциями.

Чем отмыть цемент, средство для удаления

Если цементный раствор уже успел застыть, отмыть его будет нелегко. Можно попробовать смочить его водой с помощью губки и почистить шпателем. Но при таком методе царапается поверхность.

Можно воспользоваться специальным средством, предназначенным для чистки кафеля, растворителем для клея или средством для мытья унитазов. Их наносят на поверхность и смывают через несколько дней.Сейчас выпускается специальное средство для удаления цементного раствора, в составе которого содержится соляная кислота.