Com preparar el formigó: requeriments de material, proporcions i càlcul de composició

El formigó és un material de construcció format per un aglutinant, sorra i farcits que, com a conseqüència de l’enduriment, es converteix en pedra. Ni un sol edifici modern no pot fer-se sense formigó, ja sigui la construcció de gratacels o la creació de camins de jardí. A causa de les seves propietats i durabilitat, el formigó ha estat utilitzat pels humans des de fa temps per obtenir el disseny de la forma i resistència necessàries. Tanmateix, hi ha una advertència: només el formigó fet correctament complirà tots els requisits. Com fer que el formigó no només sigui fort, sinó que també sigui durador? Anem a aprofundir en l’essència d’aquest número i esbrinem tots els detalls de fer una correcta barreja de formigó.

L’ingredient més important és el ciment.

En formigó de qualsevol marca, el ciment necessàriament actua com a aglutinant. Hi ha moltes varietats de ciments, com ara el ciment Portland, el ciment Portland d’escòria, els ciments d’enduriment ràpid i d’altres. Tots ells difereixen tant en la qualitat de l’enquadernació com en les condicions d’ús del producte final. Molt sovint, el ciment Portland s’utilitza en la construcció. Tots els ciments utilitzats per a la construcció es divideixen en qualificacions que indiquen la càrrega màxima del producte acabat en megapascals. En domèstics, encara s’hi afegeix la lletra D i una xifra que indica el percentatge d’impureses. Per exemple, el ciment Portland M400-D20 és un material, el producte final del qual pot suportar una càrrega de 400 MPa, que conté fins a un 20% de les impureses.

Dades sobre les qualificacions de ciments necessaris per obtenir un determinat grau de formigó en condicions normals d’enduriment:

Per a la fabricació de formigó de graus alts, 300 i superiors, per raons econòmiques, cal utilitzar un grau de ciment, que és de 2 a 2,5 vegades superior al de formigó.

En la construcció de cases, s’utilitza sovint el ciment Portland de la marca 400; la seva força és suficient per a aquests propòsits. A la construcció industrial, s'utilitzen més sovint ciments de 500 graus, i on s'esperen càrregues elevades, ciments especials de gran qualitat. Per calcular correctament les proporcions de formigó, heu de tenir informació precisa sobre la marca i la qualitat del ciment a partir del qual es va a construir.

Un altre aspecte important és la frescor: el ciment té una data de caducitat i perd les seves propietats amb el pas del temps. El ciment fresc és pols cruixent, sense grumolls ni segells. Si veieu que hi ha trossos densos en la massa de ciment, aleshores no heu d’utilitzar aquest ciment en la vostra feina: ha absorbit la humitat i ja ha perdut les seves propietats d’unió.

Sorra: el que passa i el que es necessita

La sorra també pot ser diferent. D'altra banda, el resultat final depèn directament de la qualitat d'aquest component.

Segons la distribució de la mida de les partícules, les sorres es divideixen en:

En la fabricació de formigó s’utilitzen tot tipus de sorra, però, si hi ha molta pols o partícules d’argila a la sorra, això pot degradar significativament les característiques de la barreja. Això es dóna sobretot a la sorra fina, que conté un percentatge important de pols, no és apta per a la preparació de formigó i s’utilitza en el cas més extrem.

Com preparar formigó de bona qualitat i, alhora, no calcular amb sorra? Tot és senzill —hauríeu d’utilitzar sorra de mar o de riu—, són els tipus més puros de material de construcció que no transporten partícules de pols ni argila. Cal tenir cura de que la sorra estigui neta i lliure de contaminants orgànics.La sorra de la carrera pot estar molt bruta: sovint no s’utilitza en un lloc de construcció sense preparació prèvia, inclòs rentat i assentament. També pot contenir moltes restes orgàniques: les arrels, les fulles, les branques i l'escorça dels arbres. Si aquestes impureses entren en formigó, poden aparèixer buits en el gruix i, per tant, es pot produir força.

Un altre paràmetre important a tenir en compte és la humitat de la sorra. Fins i tot el material d’aspecte sec pot contenir fins a un 2% d’aigua i humit, tot un 10%. Això pot alterar les proporcions de formigó i provocar una disminució de la força en el futur.

La pedra triturada i la grava són els àrids més populars per al formigó

El farciment principal per a formigó de totes les qualitats és pedra picada o grava. Sovint s’utilitza pedra picada. També es divideix en fraccions i presenta una superfície rugosa i desigual. A l’hora d’escollir la composició del formigó, també s’ha de tenir en compte que els còdols marins o fluvials no poden servir de substitució de la pedra triturada, ja que una superfície llisa i polida per aigua deteriora significativament l’adhesió de la pedra a la resta de components de la barreja.

La pedra triturada es divideix en les fraccions següents:

Perquè el formigó es mantingui durant molts anys i no s’esfondri, cal recordar que la mida màxima de les pedres de la grava no hauria de superar l’1 / 3 del gruix mínim del producte futur.

També tenen en compte un indicador com la buidor de la càrrega: la quantitat d’espai buit entre les pedres de runes. És senzill calcular-ho: agafeu un cubell de volum conegut, ompliu-lo amb pedra triturada fins a les vores i aboqueu-hi aigua amb una capacitat mesurada. Sabent quanta quantitat de líquid ha entrat, podem calcular la buidor de les runes. Per exemple, si 4 litres d’aigua es van ficar en un cubell de grava de 10 litres, el buit d’aquesta grava és del 40%. Com més petita sigui la buidor del farciment, més baix és el consum de sorra i, el que és important, el ciment.

Per maximitzar l’ompliment de buits, s’han d’utilitzar diverses fraccions de pedra triturada: petita, mitjana, gran. Cal tenir en compte que la fracció fina ha de ser com a mínim 1/3 del volum total de pedra picada.

A més de la grava i la grava de granit, en funció del propòsit del formigó, s’utilitzen claydites, escòries de forns i altres càrregues d’origen artificial. Per a formigó lleuger s’utilitzen encenalls de fusta i escuma de poliestirè mòlt. Per a formigó ultralleuger - gasos i aire. Tanmateix, la creació de formigó lleuger i ultralleuger està plena de dificultats, i és poc probable que sigui possible produir correctament aquest producte fora del taller industrial.

En funció de la densitat, tots els àrids per a formigó es divideixen en porosos (<2000 kg / m.)³) i dens (> 2000 kg / m³) No oblideu, a més, que les càrregues naturals tenen un fons de radiació reduït, que és inherent a totes les roques de granit. Per descomptat, no es tracta d’una font de contaminació per radiació, però tot i així convé recordar una propietat de pedra natural com a farciment de formigó.

Requisits d'aigua per a la preparació del formigó

L’aigua no és un component menys important que el ciment o la sorra. En general es pot prendre una veritat simple: qualsevol aigua adequada per beure també és adequada per barrejar formigó. En cap cas podeu utilitzar aigua procedent d’una font desconeguda, aigües residuals després de la producció, pantans i altres aigües de les quals no esteu segurs. La composició química i altres indicadors d’aigua poden afectar molt les característiques de resistència del formigó acabat.

Taula núm. 1. Consum d’aigua (l / m³) amb diferents grans de farcit:

És important recordar que el càlcul de la composició del formigó inclou tota la humitat present en els materials de construcció abans de barrejar-los. Si, per exemple, es planifica escòria de forn explosiu com a farcit, el contingut en humitat també té importància, de fet, és “excés” d’aigua, difícil de tenir en compte, però simplement fa malbé la solució acabada.

Un altre indicador important depèn de la quantitat d’aigua: la plasticitat del formigó acabat.Per obtenir formigó plàstic, cal afegir aigua estrictament segons la norma. Superar la norma requerida també és perjudicial, a més que la manca d’aigua: el formigó s’estratifica i perd la seva qualitat. Quan es barreja barreja de formigó, la plasticitat del formigó és determinada per l’ull. Si el formigó llisca espontàniament des d'una pala de bayoneta situada horitzontalment, es considera molt plàstic. Si només es llisca amb una pala lleugerament, es considera que el formigó és plàstic mitjà. Si el formigó no rellisca, fins i tot amb una pala inclinada, es considera lleugerament plàstic. Quan el formigó es troba en una pala amb un tubercle, es considera que no és plàstic. És impossible fer un formigó massa líquid ja que perd les seves qualitats.

Resistència i grau de formigó

La marca de formigó és la capacitat del producte acabat de suportar una càrrega d'1 cm² sense danys. La marca de formigó es determina el 28è dia després de la seva fabricació. La cosa és que el formigó guanya força més ràpidament en 7 dies. Durant aquest temps, pot guanyar fins a un 40% de força. Després de 7 dies, un bon conjunt de força dura fins als 28 dies. Després de 28 dies, el conjunt de força disminueix bruscament, però continua durant un temps.

Gràfic del conjunt de resistència del formigó, en condicions normals.

Com calcular la composició del formigó

Per calcular correctament la composició del formigó, és important tenir determinades dades.

Aquests inclouen:

• El grau de formigó requerit;
• La plasticitat desitjada de la barreja;
• Marca de ciment;
• Dades sobre la distribució de la mida de les partícules de sorra i grava.

Hi ha dues maneres de calcular la composició del formigó: per la proporció de pes de ciment, sorra i grava i la relació de volum d’aquests materials. I en el primer i segon cas, el ciment sempre es pren com a unitat (per a una part) i tots els altres components de la mescla de formigó com a part del pes o del volum de ciment.

Càlcul de composició concreta en pes

Calcularem la composició per obtenir formigó de ductilitat mitjana, el grau de resistència del qual durant 28 dies serà M200.

Suposem que tenim:

• Ciment Portland M400;
• Pedra triturada de la fracció mitjana;

Per començar, hem de determinar la relació aigua-ciment (W / C). El W / C és la proporció del pes de l’aigua i el ciment, necessària per a la preparació de formigó d’una certa resistència. Aquest indicador es determina mitjançant fórmules o empíricament. Oferim els valors H / C ja trobats, que es recullen en una taula.

Taula núm. 2. Valors V / C per a diversos graus de formigó.

Segells ciment	Graus de formigó
		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
- indicadors de grava. - indicadors de pedra picada.

Coneixent la marca necessària de formigó i la marca de ciment utilitzada, trobem el valor de V / C. En aquest cas, serà de 0,63.

Ara a la taula núm. 1 trobem la quantitat d'aigua necessària per obtenir formigó de ductilitat mitjana, amb una mida de pedra triturada de 40 mm. Com a resultat, obtenim el valor de 190 l / m³. 

Després d’això, podrem calcular la quantitat de ciment que necessitem per 1m³ formigó. Per aquest 190 l / m³ dividiu-vos per 0,68 i obteniu 279 kg. ciment. A la taula núm. 3 trobem les proporcions de la barreja de formigó per al grau de formigó requerit M200 i el grau de ciment M400.

Taula núm. 3. Proporcions de ciment, sorra i grava.

La relació de C: P: U serà 1: 2.8: 4.8. Si el ciment necessitem 279 kg, llavors 279 × 2,8 = 781 kg. sorra i 279 × 4,8 = 1339 kg. pedra picada Total resulta que per a la preparació d’1 m³ formigó de ductilitat mitjana i grau M200 de ciment Portland M400 i pedra picada de fracció mitjana, cal:

A casa, sovint s’utilitza una galleda de 10 litres per mesurar diversos materials a granel. Per facilitar la mesura dels materials, proporcionarem dades sobre la massa d’un material en un contenidor de 10 litres:

• Ciment - 13 - 15 kg, segons el segell.
• Sorra - 14 - 17 kg, segons la humitat.
• Pedra triturada o grava - 15 - 17 kg, segons la mida de la fracció.

S’ha d’entendre que la metodologia d’aquest càlcul és lleugerament inferior als mètodes emprats en la construcció d’instal·lacions grans, però això és molt millor que el principi: donar més ciment per fer-se més fort.

A més d'aplicar proporcions en pes, també s'utilitzen proporcions de la composició del formigó per volum. Tot i això, aquest mètode és menys precís.

Taula núm. 4. Proporcions volumètriques de ciment, sorra i pedra picada per a formigó de diferents graus:

Com barrejar el formigó

Existeix un mètode manual per amassar i un mecanitzat: amb batedores i batedores de formigó.

Forma manual de barrejar el formigó

Considerem el mètode manual de pastar, com el més popular en la construcció de cases. Per a la correcta barreja de la mescla, es necessita un contenidor en el qual es barrejaran tots els components. Pot ser una llauna ordinària o un recipient especialment muntat. S'aboca tota la sorra necessària per amassar i s'aboca ciment al solc al mig. Després, amb cura, es barreja la sorra amb el ciment, fins a obtenir una massa grisa homogènia. A continuació, el material resultant es humiteja amb aigua, i es torna a barrejar bé. Més tard s’afegeix pedra triturada i es barreja la barreja fins que la solució cobreixi cada pedra del farcit. Al mateix temps, s’afegeix aigua a poc a poc, la quantitat de la qual depèn de la plasticitat requerida. Després que la barreja es faci homogènia i totes les pedres del farciment quedin cobertes de morter, el formigó està a punt per col·locar-lo.

Amb el mètode manual de pastar, hi ha un punt important: la velocitat de formigó. Fins i tot amb un lleuger retard, el formigó a l’abeurador pot delaminar (sembla que l’aigua sobresurt des de dalt) i perdi algunes de les seves propietats. Per tant, és important posar formigó ràpid a l’encofrat.
La millor opció per preparar el formigó seria una forma mecànica de barrejar mitjançant una batedora. Els avantatges d’aquest mètode seran obtenir una barreja homogènia garantida i formigó d’alta qualitat.

Barreja de formigó en una formigonera

Per amasar en una batedora de formigó, s’aboca primer el ciment i s’aboca un mínim d’aigua. Després d’haver obtingut una emulsió homogènia, s’afegeix sorra a la batedora en funció de la proporció. A continuació, la solució intervé amb l’addició de la quantitat d’aigua requerida. Després de rebre la solució, el farcit es pot abocar a la batedora.

L’avantatge del mètode mecànic de amasar és que el formigó no es delamina i pot romandre en una batedora rotativa fins a una hora sense perdre les seves propietats. Tot i això, la batedora no s’ha de situar lluny del lloc d’instal·lació, per tal d’evitar la pèrdua de propietats concretes durant el lliurament.

Seguint aquestes simples regles, obtindreu un material estructural fiable, que es farà més fort amb els anys!

T’interessarà

Què és un cargol de terra semi-seca, els seus avantatges i contres