Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Средняя плотность бетона

Средней плотностью называют отношение массы бетона к его общему объему с учетом всех пор и пустот внутри него. Эта характеристика указана в нескольких государственных стандартах, строго регламентируется и обязательно должна быть прописана в документах на каждую партию материала. Ведь она в свою очередь влияет на многие другие свойства бетона, а также на возможности его использования.

В этой статье мы подробно рассмотрим этот показатель.

Мы ответим на следующие вопросы:

  • Как обозначается этот параметр
  • Какие бывают виды бетона в зависимости от средней плотности
  • Как определяется эта характеристика
  • Как на нее можно повлиять
  • Как средняя плотность бетона соотносится с плотностью других твердых материалов

Прежде всего давайте разберемся с основами.

Бетонные образцы разной плотности
Бетонный образец
Применение бетона

Обозначение средней плотности бетона

Средняя плотность – это важная характеристика материала. В начале статьи мы уже отметили, что она учитывает не только непосредственно сам бетон, но и все его поры, пустоты и трещины. Это позволяет понять его реальные плотность и вес, а не гипотетические.

Обозначается показатель латинской буквой «ρ» (плотность) с индексом «с» (средняя).

Этот параметр вычисляется в лаборатории. В зависимости от результатов испытаний бетону присваивается марка по средней плотности. Она обозначается латинской буквой «D» и числом, которое отображает плотность в килограммах на кубический метр (кг/м3). Так, например, 1 м3 бетона с маркой по средней плотности D1000 весит 1000 кг, или 1 т.

Кроме того, эта характеристика может выражаться в г/см3 и т/м3.

Помимо средней, существуют и другие параметры плотности бетона. Подробно о них мы писали в нашей статье Плотность бетона.

Поры в бетоне

Виды бетона по средней плотности

Классификация бетона по этому показателю считается одной из основных и отображает, как мы уже говорили, не только многие параметры материала, но и сферы его использования. Она дана в ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования». Информацию о ней мы собрали в нашей следующей таблице.

Виды бетона в зависимости от средней плотности

Вид бетона Марки по средней плотности Пример заполнителей Применение
Особо легкий Менее D800 Пена, газ, воздух, полистирол и другие Строительство, теплоизоляционные работы, создание облегченных элементов для инженерных конструкций
Легкий D800-D2000 Керамзит, азерит, аглопорит, термолит, вспученный вермикулит, вспученный перлит, туф, пемза и прочие пористые материалы естественного или искусственного происхождения Гражданское строительство, теплоизоляционные работы, производство ЖБИ и иных изделий, мебельная промышленность
Тяжелый D2000-D2500 Заполнители из плотных горных пород (гранит, известняк, диабаз, диорит, базальт и так далее) Повсеместно: строительные, ремонтные и дорожные работы, благоустройство и декор, инженерия, производство ЖБИ, мебельная промышленность
Особо тяжелый Более D2500 Тяжелые заполнители: железная руда, магнетит, лимонит, барит, гематит, стальные опилки, чугунный скрап, стальная стружка и прочие Сооружение различных инженерных конструкций, военных объектов, зданий особого назначения

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Виды бетона в зависимости от средней плотности, примеры заполнителей и сферы использования

Данная характеристика обязательно должна быть прописана в документах на бетон!

Если вам интересно подробно прочитать о том, где используются эти виды, рекомендуем ознакомиться с нашими следующими статьями:

Кроме того, возможно вас также заинтересуют другие наши статьи по теме:

Лестница из бетона
Строительство частного дома из газоблоков
ГЭС

В следующей части статьи мы расскажем, как вычисляется этот показатель.

Как определяется средняя плотность бетона

Метод определения конкретно средней плотности бетона прописан в ГОСТ 12730.1-2020. Этот документ действует с 1 сентября 2021 года и распространяется на бетоны всех видов.

Общие же требования к методам определения плотности материала даны в ГОСТ 12730.0-2020.

Согласно ГОСТ 12730.1-2020, показатель средней плотности определяют как отношение массы бетонного образца к его общему объему с учетом всех пор и пустот.

При этом испытуемый образец должен быть в одном из следующих влажностных состояний:

  • Сухом
  • Воздушно-сухом
  • Естественном
  • Нормальном
  • Нормируемом
  • Водонасыщенном

Особенности этих состояний мы разместили в следующей таблице.

Влажностное состояние Описание состояния образца
Сухое Высушенный до постоянной массы образец
Воздушно-сухое Образец, который перед испытанием выдерживают не менее 28 дней в помещении при температуре 15-35°С и при относительной влажности воздуха 40-60%
Естественное Образец, который был только что был выпилен, выломан или выбурен из конструкции или изделия и нигде не хранился (либо хранился в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем которой превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в два раза)
Нормальное Образец, который перед испытанием хранили 28 дней в камере нормального твердения или другой герметичной емкости при относительной влажности воздуха не менее 95% и при температуре 18-22°С
Нормируемое Образец, имеющий нормируемую или произвольную влажность, которая высчитывается по специальной формуле (о ней – далее)
Водонасыщенное Образец, насыщенный влагой в результате того, что он был полностью помещен в емкость с водой примерно на 50 минут; температура воды при этом должна быть в районе 18-22°С

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Особенности влажностных состояний образцов бетона, которые испытывают для вычисления их средней плотности

Отметим, что для получения более объективных данных необходимо испытывать несколько образцов. По ГОСТ 12730.0-2020, для исследования берут несколько партий материала. При этом в каждой партии должно быть не менее трех образцов.

Испытание проводится следующим образом:

  1. Прежде всего необходимо вычислить объем исследуемых образцов. Если их форма правильная, это делают при помощи линейки или штангенциркуля. Погрешность при этом допускается не более 1%. Если же образцы имеют неправильную форму, то их объем определяется при помощи объемомера или путем гидростатического взвешивания. Если вам интересно подробнее прочитать про последнее, рекомендуем ознакомиться с приложением А в ГОСТ 12730.1-2020.
  2. Далее необходимо узнать вес испытуемых образов. Для этого их взвешивают. Погрешность при этом не должна превышать 0,1%.
  3. После этого проводят расчеты. Определяется средняя плотность по следующей формуле:
  4. Формула для определения средней плотности бетона
  5. Конкретный показатель вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытаний всех образцов партии.

Если необходимо вычислить среднюю плотность каждого образца в партии при нормируемом влажностном состоянии («ρн»), используют следующую формулу:

Формула для определения средней плотности бетона каждого образца в партии при нормируемом влажностном состоянии

Как вы понимаете, последняя формула – достаточно специфическая и необходима лишь для лабораторных исследований. На практике же первой формулы вычисления средней плотности бетона будет вполне достаточно.

После того, как испытания завершены, в исследовательском журнале необходимо зафиксировать следующие цифры:

  • Маркировку всех образцов
  • Возраст бетона (если он известен)
  • Дату испытания
  • Влажностное состояние образца в момент испытания
  • Среднюю плотность каждого образца отдельно
  • Среднюю плотность каждой партии

Теперь вы знаете, как именно определяется и рассчитывается описываемый показатель.

Дальше мы посмотрим, как можно на него повлиять.

От чего зависит средняя плотность бетона

Повлиять на показатель можно несколькими способами.

Прежде всего это можно сделать посредством:

  1. Замены заполнителя
    Для облегчения конструкции можно, например, добавить в бетон не щебень или гравий, а пористый керамзит или туф. Только важно учитывать, что при этом изменятся не только плотность и вес материала, но еще и сфера его применения, а также многие характеристики.
  2. Изменения количества заполнителя
    Дополнительное внесение, скажем, мелкого заполнителя (песка или отсева) повышает показатель, и бетон становится плотнее. Это происходит из-за того, что мелкие частицы заполняют собой пустоты в материале.
  3. Изменения водоцементного соотношения смеси
    Если добавить в смесь меньшее количество воды, плотность бетона возрастет. Это работает и в другую сторону. Вот только лишняя влага не просто увеличит количество пор и пустот внутри камня, но и уменьшит прочность бетонной конструкции или изделия.
  4. Механического уплотнения смеси
    Оно позволяет достичь лучших показателей по плотности за счет уменьшения в материале числа пор. Также оно считается более качественным, чем ручная трамбовка. Производится механическое уплотнение специальными вибрирующими приборами и установками.
  5. Добавления в смесь глиноземистого цемента
    Он тоже способен повысить плотность бетона. Одновременно с этим он улучшает такие свойства бетона как прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и огнеупорность.
  6. Внесения в смесь добавок и пластификаторов
    Они в свою очередь могут быть как уплотняющими, так и порообразующими. Их выбор напрямую зависит от ваших целей.
  7. Дополнительного прогрева бетонной смеси
    В этом случае влага быстрее испаряется, что способствует увеличению плотности материала.

Если вам интересно подробнее прочитать обо всех этих факторах, а также узнать, на какие параметры бетона сама средняя плотность оказывает непосредственное влияние, читайте нашу статью Плотность бетона.

Вспученный вермикулит
Образец крупнопористого бетона в руке

Плотность бетона в сравнении с другими твердыми материалами

В заключительном разделе – для наглядности – мы собрали для вас показатели по плотности некоторых видов бетона и разных твердых материалов.

Сравнительная таблица плотности бетона и прочих твердых материалов

Материал Средняя плотность, кг/м3
Пенопласт 50-100
Вата минеральная 50-150
Полистиролбетон 150-500
Перлит 200
Пеностекло 200-400
Пено- и газобетон 200-900
Пробка 240
Керамзит 300-700
Тополь 350-500
Береза 500-700
Дуб 700
Лед 900
Парафин 900
Полиэтилен 920
Воск пчелиный 950
Керамзитобетон 1000-1200
Янтарь 1100
Оргстекло 1200
Сахар-рафинад 1600
Кирпич 1800
Песчаный бетон 1800-2000
Тяжелый бетон на щебне 2000-2400
Фарфор 2300
Стекло 2500
Гранит 2600
Кварц 2650
Мрамор 2700
Алюминий 2700
Корунд 4000
Особо тяжелый бетон 4000-5000
Титан 4500
Цирконий 6530
Чугун 7000
Цинк 7130
Хром 7140
Олово 7300
Сталь 7850
Латунь 8500
Никель 8900
Медь 8940
Серебро 10 500
Свинец 11 370
Вольфрам 19 300
Золото 19 320
Платина 21 500
Иридий 22 400
Осмий 22 600

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Сравнительная таблица плотности бетона и прочих твердых материалов

Приведенные в таблице данные имеют лишь ознакомительный характер.

Также обратите внимание, что любую плотность из таблицы выше вы можете перевести из «кг/м3» в «г/см3». Для этого нужно взять нужный вам показатель в кг/м3 и разделить его на 1000.

Как видно из таблицы, бетон – не самый плотный материал в мире. По этому параметру его тяжелые разновидности близки к кирпичу, фарфору и стеклу. Легкие же бетоны, наоборот, одни из самых пористых и, соответственно, нетяжелых материалов в таблице.

Подведем итог.

Средняя плотность бетона показывает отношение массы материала к его общему объему с учетом всех пор и пустот. Эта характеристика относится к общефизическим, вычисляется в ходе лабораторных испытаний. Она должна быть обязательно прописана в документах на каждую партию бетона.

Средняя плотность характеризуется марками бетона по плотности. В зависимости от них, материал может быть особо легким, легким, тяжелым и особо тяжелым. Это классификация закреплена в государственном стандарте. Повлиять на показатель средней плотности можно посредством изменения компонентов бетонной смеси и их количества, а также условий твердения.