Важные характеристики строительного материала — вес и плотность железобетона. Эти параметры определяют эксплуатационные качества готового элемента или конструкции. Предлагается широкая классификаций железобетонных изделий по этим характеристикам. На величину веса и плотности влияют многие факторы, в частности количество и качество используемых в исходной смеси для изготовления.
Состав и свойства железобетона
Железобетон представляет собой композит, то есть материал, состоящий из бетона и стального каркаса. В результате такого соединения получается высокопрочное изделие, практически лишенное недостатков. Бетон устойчив на сжатие, но не на растяжение. Арматура, наоборот. При укреплении бетонных конструкций металлическим каркасом есть возможность получить материал, стойкий на сжатие и растяжение.
Основные требования к железобетону представлены в ГОСТ 13015–2012. Классификация ЖБИ (железобетонных изделий) широка, как и набор характеристик. Чтобы правильно выбрать нужный строительный материал, важно знать основные свойства. Параметрами выбора считаются:
- Средняя плотность. Представляет собой сумму массы металлического каркаса и бетона в 1 м3. с учетом способа кладки бетонной смеси (вибрирование или без него). Маркируется латинской буквой D с указанием величины — 2200, 2000 и т. п.
- Прочность на осевое сжатие и растяжение. Определяется как давление на куб бетона с ребром в 15 см.
- Влаго- и морозостойкость.
Классификация материала по основным параметрам
| Вид | Объемный вес | Заполнитель |
| Особо тяжелый | ≥ 2500 кг/м3 | Магнетитовые, лимонитовые, баритовые и др. с повышенной удельной массой |
| Тяжелый | ≥ 2200 кг/м3 | Щебень либо гравий |
| Легкий (облегченный) | ≥ 2200 кг/м3 | Армирование со сквозными полостями |
| Особо легкий | ≥ 500 кг/м3 | Ячеистый, вермикулитовый, керамзитовый, перлитовый |
Действительная плотность бетона армированного изделия определяется несколькими параметрами (состав и вид заполнителей, исходные характеристики цемента), а также от метода заливки. Например, виброуплотнение бетонного состава увеличивает массу готового продукта на 100 кг/м3.
Посмотреть «ГОСТ 13015-2012» или cкачать в PDF (4.1 MB)
Понятия плотности и веса: от чего зависят величины?
Важнейшие качества — вес ЖБ и его плотность. При правильном расчете можно избежать чрезмерных нагрузок железобетонных материалов и увеличить срок эксплуатации. Bec м3 железобетона представляется собой величину, равную сумме массовых частей бетона и арматуры. Средняя плотность ЖБИ зависит от таких факторов:
- тип и фракция наполнителя;
- количество воды;
- метод загустения;
- вид армирующей стали.
ЖБИ укрепляются арматурой. При этом состав стали должен варьироваться в пределах 70 до 320 кг. На вес 1 м3 железобетона влияет схема армирования, количество и сечение стальных прутьев. Перед определением общих характеристик нужно узнать внутренний объем, занимаемый арматурой и рассчитать ее вес. Приблизительные данные представлены в таблице при стандартной плотности стали 7850 кг/м3:
| Вид ЖБИ | Диаметр прута, см | Размер ячейки | Длина в м3 ЖБИ, м | Масса, кг |
| Отмостка | 8 | 200 | 16 | 6,3 |
| Бетонные дорожки | ||||
| Горизонтальные плиты | 12—16 | 180 | 16 | 14,2—25,2 |
| Балки с опорой | ||||
| Фундамент | ||||
| Плиты перекрытия | 16—18 | 130 | 49 | 77,3—97,8 |
| Консольные балки | ||||
| Колонны | 14—18 | 130 | 49 | 59,2—97,8 |
| Вертикальные стены |
Как рассчитывают?
Плотность ЖБИ можно получить, взяв за ориентир известные массовые объемы раствора. При этом исключаются данные по воде, так она исправляется из готового изделия. Как вариант, используются усредненные величины плотности материала по марке бетона. Также учитываются характеристики стальной арматуры и схема армирования. Например, удельный вес железобетона в фундаменте ленточного типа, изготовленный бетоном марки м300 и укрепленный стержнями размером 16 мм плостностью 7850 кг/м3, рассчитывается так:
- Определение объема, занимаемого арматурой в кубометре материала по формуле: π·r2·L = 3,14·(0,008)2·16 = 0,003 м3. В итоге на бетон приходится 0,997 м3.
- Расчет массы арматурин: 0,003×7850 = 23,6 кг.
- Определение массы бетона: 0,997×2400 = 2392,8 кг.
- Получение плотности ЖБИ: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м3.
Чтобы рассчитать, сколько весит железобетонная конструкция, нужно сложить массовые доли компонентов раствора и металла. Из полученной величины отнять объем бетона, вытесненного арматурой. Важно учесть, что самые тяжелые виды бетона будут весить больше расчетной массы, так как есть примеси, влияющие на конечный показатель. Если определение показателей нужно при разборке и сносе конструкции из ЖБИ, то нужно измерить высоту, ширину и длину разрушаемого сооружения. При этом железобетонные блоки будут иметь объемный вес, принимаемый за 2500 кг/м3. Этот показатель перемножается с данными замеров для получения тоннажа мусора.
