Что такое водоцементное отношение: соотношение воды и цемента в бетоне
Водоцементное отношение (В/Ц) считают по массе: килограммы воды делят на килограммы цемента в том же замесе. Литр воды весит килограмм, поэтому 25 л на мешок 50 кг дают В/Ц 0,5. Объёмы, вёдра и лопаты сюда не подставляют. Обратное число, Ц/В, называют цементно-водным отношением: прочность растёт почти прямо вместе с ним.
Водоцементное отношение: формула Боломея-Скрамтаева
В Руководстве по подбору составов тяжёлого бетона (НИИЖБ, п. 4.1) В/Ц находят ориентировочно по двум формулам:
- при В/Ц от 0,4 и выше: В/Ц = А · Rц / (Rб + 0,5 · А · Rц);
- при В/Ц меньше 0,4: В/Ц = А1 · Rц / (Rб − 0,5 · А1 · Rц).
Rб означает нужную прочность бетона в кгс/см², Rц активность цемента. А и А1 зависят от песка и щебня (табл. 15). Класс из проекта калькулятор переводит в среднюю прочность по приложению к СНиП 5.01.23-83: В20 даёт 262 кгс/см², В25 даёт 327. Если активности из паспорта партии нет, в расчёт идёт марка цемента: 400 или 500.
- Выберите класс, цемент и качество заполнителей.
- Укажите марку W и среду по морозу, если они есть в проекте. Калькулятор возьмёт меньшее В/Ц из прочности и пределов.
- Густота смеси и крупность щебня задают воду на 1 м³ (табл. 14). По ней калькулятор считает цемент на куб и проверяет его минимум (табл. 11). Укажите, есть ли вибратор: без него минимум цемента выше.
- Если песок сырой, введите его массу на мешок и влажность.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Активность цемента М400, если паспорта нет | 400 кгс/см² | Руководство НИИЖБ (1979), разд. 7, пример |
| Активность цемента М500, если паспорта нет | 500 кгс/см² | Руководство НИИЖБ (1979), разд. 7, пример |
| Коэффициент А: высококачественные заполнители | 0,65 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Коэффициент А: рядовые заполнители | 0,6 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Коэффициент А: заполнители пониженного качества | 0,55 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Коэффициент А1 (В/Ц меньше 0,4): высококачественные | 0,43 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Коэффициент А1 (В/Ц меньше 0,4): рядовые | 0,4 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Коэффициент А1 (В/Ц меньше 0,4): пониженного качества | 0,37 | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 15 |
| Граница между формулами (1) и (2) | 0,4 В/Ц | Руководство НИИЖБ (1979), п. 4.1 |
| Предел В/Ц для марки W4 | 0,6 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.2 (справочная) |
| Предел В/Ц для марки W6 | 0,55 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.2 (справочная) |
| Предел В/Ц для марки W8 | 0,45 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.2 (справочная) |
| Предел В/Ц для марок W10, W12, W14 | 0,35 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.2 (справочная) |
| Предел В/Ц для марок W16, W18, W20 | 0,3 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.2 (справочная) |
| Предел В/Ц, среда XF1 | 0,55 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Предел В/Ц, среда XF2 | 0,55 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Предел В/Ц, среда XF3 | 0,5 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Предел В/Ц, среда XF4 | 0,45 В/Ц | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Цемента не меньше, среда XF1 | 300 кг на 1 м³ | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Цемента не меньше, среда XF2 | 300 кг на 1 м³ | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Цемента не меньше, среда XF3 | 320 кг на 1 м³ | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Цемента не меньше, среда XF4 | 340 кг на 1 м³ | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Наименьший класс бетона В, среда XF1 | 20 | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Наименьший класс бетона В, среда XF2 | 35 | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Наименьший класс бетона В, среда XF3 | 25 | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Наименьший класс бетона В, среда XF4 | 35 | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Вовлечённый воздух, среды XF2, XF3, XF4, не меньше | 4 % | ГОСТ 31384-2017, табл. Д.1 (справочная) |
| Цемента не меньше: бетон защищён от погоды | 200 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, с вибрацией |
| Цемента не меньше: бетон под дождём и снегом | 220 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, с вибрацией |
| Цемента не меньше: в воде, частое замерзание | 240 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, с вибрацией |
| Цемента не меньше без вибратора: бетон защищён от погоды | 220 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, без вибрации |
| Цемента не меньше без вибратора: под дождём и снегом | 250 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, без вибрации |
| Цемента не меньше без вибратора: в воде, частое замерзание | 265 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 11, без вибрации |
| Цемент на 1 м³, сверх которого добавляют воду | 400 кг на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), п. 4.1 б |
| Добавка воды на каждые 10 кг цемента сверх 400 | 1 л | Руководство НИИЖБ (1979), п. 4.1 б |
| Вода: осадка 2–4 см, щебень до 20 мм | 190 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
| Вода: осадка 2–4 см, щебень до 40 мм | 175 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
| Вода: осадка 5–7 см, щебень до 20 мм | 200 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
| Вода: осадка 5–7 см, щебень до 40 мм | 185 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
| Вода: осадка 10–12 см, щебень до 20 мм | 215 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
| Вода: осадка 10–12 см, щебень до 40 мм | 200 л на 1 м³ | Руководство НИИЖБ (1979), табл. 14 |
Водоцементное отношение бетона: таблица по классам
Таблица посчитана той же формулой. Заполнители рядовые, бетон стоит на улице, уплотняют вибратором, осадка конуса 5–7 см, щебень до 20 мм, мешок 50 кг.
| Класс | В/Ц на М400 | На мешок, л | В/Ц на М500 | На мешок, л |
|---|---|---|---|---|
| В7,5 и В10 | 0,90 | 45 | 0,90 | 45 |
| В12,5 | 0,84 | 42 | 0,90 | 45 |
| В15 | 0,76 | 38 | 0,87 | 43,5 |
| В20 | 0,62 | 31 | 0,72 | 36 |
| В25 | 0,53 | 26,5 | 0,62 | 31 |
| В30 | 0,46 | 23 | 0,55 | 27,5 |
У слабых классов по формуле выходит больше 0,9, но тогда цемента на куб меньше 220 кг. По таблице 11 Руководства бетону под дождём и снегом при вибрации нужно не меньше 220 кг, поэтому В/Ц срезано до 0,90. Без вибратора там же стоит 250 кг, и для В7,5 на М500 калькулятор даст уже 0,80.
Пример расчёта
Фундамент, бетон В20, цемент М400 без паспорта, щебень рядовой до 20 мм, осадка конуса 5–7 см. Средняя прочность В20 равна 262 кгс/см². В/Ц = 0,6 · 400 / (262 + 0,5 · 0,6 · 400) = 240 / 382 = 0,628, округляем вниз до 0,62. На мешок 50 кг 0,62 · 50 = 31 л, на мешок 25 кг 15,5 л. Воды на 1 м³ по таблице 200 л, цемента 200 / 0,62 = 323 кг, это 6,5 мешка.
Предел В/Ц по водонепроницаемости и морозу
Для марки W справочная таблица Д.2 ГОСТ 31384-2017 даёт В/Ц не более 0,6 для W4, 0,55 для W6, 0,45 для W8, 0,35 для W10, W12, W14 и 0,3 для W16, W18, W20. Для бетона, который намокает и мёрзнет, таблица Д.1 даёт 0,55 в средах XF1 и XF2, 0,5 в XF3 и 0,45 в XF4. Там же цемента не меньше 300–340 кг на куб, а для XF2, XF3 и XF4 ещё 4 % вовлечённого воздуха. В той же таблице есть наименьший класс: В20 для XF1, В25 для XF3, В35 для XF2 и XF4. Если выбран класс слабее, калькулятор об этом напишет. Обе таблицы справочные. Значения таблицы Д.1 ГОСТ разрешает брать как исходные при подборе состава, а потом состав подгоняют под класс, марку W и морозостойкость из проекта (п. 7.2).
Сколько воды на мешок цемента и на 1 м³
На мешок: вес мешка умножить на В/Ц. При В/Ц 0,55 на мешок 50 кг уходит 27,5 л, на 25 кг 13,75 л. На 1 кг цемента при В/Ц 0,62 уходит 0,62 л, на 100 кг 62 л. Ведро цемента сначала взвесьте: В/Ц считают только по массе.
На 1 м³ воду берут по таблице 14 Руководства: 190–215 л для щебня до 20 мм и 175–200 л для щебня до 40 мм, смотря по осадке конуса. Если цемента выходит больше 400 кг, воду увеличивают на 1 л на каждые 10 кг сверх 400 (п. 4.1 б). Так, у В30 на М400 при В/Ц 0,46 по таблице выходит 435 кг цемента. С поправкой выходит 204 л на куб и 444 кг цемента, а В/Ц остаётся 0,46.
Сырой песок приносит свою воду. В примере Руководства (п. 8.11) в 636 кг песка влажностью 4 % и 1332 кг щебня влажностью 1 % было 38 л. Вместо 150 л в замес лили 112 л, а В/Ц осталось 0,47. Если воды в песке больше, чем нужно на мешок, калькулятор предупредит: смесь выйдет перелитой, песок надо подсушить.
Чем опасна лишняя вода на площадке
Лишнее ведро сверх расчёта меняет В/Ц, а с ним и прочность. Возьмём ту же смесь В20: если долить 5 л на мешок 50 кг, В/Ц станет 0,72. По той же формуле бетон наберёт около 213 кгс/см² вместо 262, на 19 % меньше. Если смесь нужна подвижнее, выберите в калькуляторе осадку побольше: литров на куб станет больше, цемента тоже, а В/Ц не изменится. Или добавьте пластификатор по инструкции на упаковке.
Формулы Руководства ориентировочные. Для фундамента, плиты и колонн состав проверяют пробным замесом и кубиками, расчёт проект не заменяет. Формулы выше даны для тяжёлого бетона со щебнем. Кладочный раствор и стяжку считают по своим нормам, а для готовых сухих смесей воду берут из паспорта мешка.
Посчитанный заранее состав проще заложить в смету фундамента. В программе RemontCRM компания показывает заказчику смету с работами по помещениям, и заказчик фиксирует цену до начала работ.