Дозировка суперпластификатора: расчёт на кубометр бетона

Формулы

Основная формула расхода продукта на кубометр бетона:

Расход, кг/м3 = Ц × Д / 100, где Ц — масса цемента на кубометр в килограммах, Д — доза в процентах от массы цемента по продукту.

Если доза в паспорте дана по сухому веществу (Дс), то по продукту:

Д = Дс / С, где С — сухой остаток продукта в долях единицы (для 40 % это 0,4).

Расход на замес:

Расход на замес, кг = Расход на кубометр × V, где V — объём замеса в кубометрах.

Для жидкого продукта в литрах:

Объём, л = Расход, кг / ρ, где ρ — плотность продукта в кг/л.

Пример расчёта

Условия: цемента 350 кг на кубометр, доза по продукту 0,8 %. Числа выбраны для демонстрации и не являются рекомендацией для вашей добавки.

1. Расход на кубометр: 350 × 0,8 / 100 = 2,8 кг.
2. Замес в 2,5 м3: 2,8 × 2,5 = 7 кг продукта.
3. Если плотность продукта 1,1 кг/л, это около 6,4 литра.

Теперь вариант с дозой по сухому веществу. Предположим, паспорт требует 0,4 % по сухому веществу, а продукт имеет сухой остаток 40 %. Тогда доза по продукту 0,4 / 0,4 = 1,0 %, и на кубометр с цементом 350 кг потребуется 3,5 кг продукта. Разница с предыдущим примером наглядно показывает, как легко ошибиться, если не обращать внимание на основание, к которому привязана цифра.

Как подобрать дозу в лаборатории

Доза из паспорта — отправная точка. Реальную подбирают по алгоритму.

1. Подготовить базовую рецептуру бетона с фиксированным расходом цемента и заполнителей.
2. Сделать контрольный замес без добавки и измерить осадку конуса (описание марок подвижности) при выбранном водоцементном отношении.
3. Сделать серию замесов с возрастающей дозой добавки при том же расходе воды или с пониженным, если цель — снизить воду.
4. На каждом замесе замерить осадку сразу, через 30 и 60 минут, температуру смеси и содержание воздуха.
5. Построить кривую «доза — подвижность». Обычно она сначала круто растёт, затем выходит на плато. Рабочую дозу выбирают в начале плато: ближе к точке насыщения, но не за ней.
6. Проверить прочность на образцах через сутки, 7 и 28 суток и сравнить с контролем.

Чем лучше вы знаете точку насыщения, тем меньше платите за лишний продукт. Для поликарбоксилатов она наступает при малых долях процента, для нафталиновых при более высоких. Подробнее о различии классов — в статье пластификатор или суперпластификатор.

Что смещает рабочую дозу

• Расход цемента и тип цемента. Более высокая удельная поверхность и содержание алюмината требуют больше добавки.
• Водоцементное отношение. При низком В/Ц эффект добавки сильнее, но и расход выше.
• Температура. Тепло ускоряет потерю подвижности, поэтому летом дозу часто повышают или используют пролонгированные марки.
• Заполнитель. Глинистые частицы и пыль адсорбируют добавку, и часть уходит «на сторону».
• Минеральные добавки. Зола, микрокремнезём, шлак меняют потребность в пластификаторе, особенно микрокремнезём с огромной поверхностью (см. микрокремнезём в бетоне).
• Другие химические добавки. Лигносульфонаты, ускорители, замедлители, воздухововлекающие добавки.

Порядок ввода

Время и место ввода влияют на эффект не меньше, чем количество. Для поликарбоксилатов обычно вводят добавку с водой затворения. Для нафталиновых продуктов известен приём с отложенным введением: добавка вводится через некоторое время после контакта цемента с водой, когда часть алюмината уже прореагировала, и больше полимера остаётся для разжижения. Для жидких продуктов в бетонных заводах чаще используют предварительное смешивание с частью воды. Любой изменённый порядок проверяется замесом, а новый регламент записывается в технологическую карту.

Контроль на производстве

Бетонный завод, который хочет стабильный результат, ведёт дозирование по весу, а не по объёму, и учитывает плотность продукта. Калибровку дозаторов проверяют регулярно. Журнал фиксирует фактический расход добавки на каждый замес, расход цемента и воды, осадку. Расхождения между расчётным и фактическим расходом разбирают сразу: накопленная ошибка в несколько процентов приводит к лишним килограммам добавки за месяц и к разбросу свойств бетона. Дополнительно полезно считать месячный баланс: сколько добавки закуплено, сколько израсходовано по журналу, сколько осталось на складе.

Стоимость добавки в кубометре

Умножьте расход в килограммах на цену килограмма продукта (с НДС 22 %). Получите стоимость добавки в кубометре. Сравните её с экономией от снижения воды и, как следствие, цемента, с уменьшением брака и сокращением времени работы насоса. Иногда продукт, который стоит вдвое дороже за килограмм, в кубометре обходится дешевле, потому что доза втрое меньше. Это стандартная ловушка прайс-сравнения, и в статье про жидкий PCE 50 % мы разбирали её подробнее.

Типичные ошибки расчёта

• Путаница между продуктом и сухим веществом. Приводит к двукратной ошибке.
• Расчёт от массы смеси, а не цемента. Результат занижен в десять раз.
• Объём вместо веса. Плотность продукта отличается от единицы, и в литрах получается другая масса.
• Перенос дозы с одной марки на другую. Разные продукты работают по-разному.
• Игнорирование влажности порошка. Слежавшийся порошок имеет другую активность.
• Единая доза на весь год. Сезонные колебания требуют корректировки.

Вопросы и ответы по практике

Нужно ли менять дозу, если расход цемента изменился? Да, доза привязана к цементу: при снижении расхода цемента абсолютное количество добавки падает, но потребность на единицу цемента может вырасти из-за повышенного В/Ц. Что делать при переходе с одной партии цемента на другую? Пробный замес на контрольной дозе, затем коррекция. Как учитывать воду, входящую с жидкой добавкой? В точном расчёте воду из продукта вычитают из воды затворения, особенно при больших дозах: продукт с сухим остатком 40 % на 60 % состоит из воды.

Расчёт для сухих смесей и бетона разных классов

Для сухих смесей доза считается от массы смеси или от массы вяжущего, и важно не перепутать основание. Допустим, рецептура наливного пола содержит 300 кг цемента на тонну смеси, а производитель рекомендует 0,15 % добавки от массы смеси. Это 1,5 кг на тонну. Пересчёт на цемент даёт 0,5 %. В бетоне же базой всегда служит цемент, и перенос цифры из сухих смесей в бетон без пересчёта даст ошибку в разы. Для высокопрочных бетонов с большим расходом вяжущего доза в процентах может быть выше, чем для рядовых, а в абсолютных килограммах расход растёт ещё сильнее. Для бетонов с низким расходом цемента (например, для подготовок) суперпластификатор часто вообще нецелесообразен: дешевле обойтись обычным пластификатором (см. дозировку пластификатора).

Полезно держать в лаборатории таблицу пересчёта «доза в процентах — килограммы на кубометр» для типовых расходов цемента и действующих продуктов. Такая таблица экономит время при смене рецептуры и снижает риск арифметической ошибки.

Что берём на себя

Если вам нужно посчитать расход добавки в рублях на кубометр или на тонну смеси, поможем подготовить расчётную таблицу под вашу рецептуру и цены. Мы подбираем суперпластификаторы под задачу и присылаем образцы для пробных замесов, а в отчёте приводим пересчёт на сухое вещество. Оставьте заявку в форме КП: расход цемента, текущая добавка и её доза, объём в месяц, регион.

Мнение компании

Дозировка — самая дешёвая точка оптимизации в бетоне. Лишний десяток граммов добавки на замес ничего не стоит, а лишние тонны за год уже ощутимы. При этом экономить на недодозе опаснее, чем переплатить за небольшую передозировку: брак бетона стоит дороже. Поэтому мы за подход «подобрал, записал, проверяй»: фиксированная доза, журнал замесов и ежемесячный анализ расхода. Остальное — дело привычки.