Kupowanie materiałów to nieodzowny element procesu budowlanego, a prawidłowe obliczenie ich ilości ma wpływ na pomyślne wykonanie całego projektu. Jest to ważne szczególnie w przypadku cementu, głównego składnika betonu, czyli materiału powszechnie stosowanego w budownictwie. Składowanie nadmiernych zapasów tworzy dodatkowe koszty i wymaga odpowiedniego miejsca do przechowywania, z kolei braki materiałowe prowadzą do opóźnień w harmonogramie prac.
Spis treści:
Jak powstaje cement?
Cement, niezbędny składnik betonu, otrzymuje się w zaawansowanym procesie produkcji, opartym na ekstrakcji i obróbce surowców naturalnych. Surowce wyjściowe, głównie: wapień (węglan wapnia) i glina (krzemiany glinu), są podstawą produkcji tego materiału. Ekstrakcja surowców rozpoczyna się od wydobycia w kamieniołomach.
Potem trafiają one do zakładów przemysłowych, gdzie są przygotowywane i mieszane w stosownych proporcjach. Na kolejnym etapie mieszankę wypala się w piecach, gdzie w wysokiej temperaturze dochodzi do termicznego rozkładu wapnia, gliny i innych surowców. Produktem tego procesu jest klinkier cementowy.
Po schłodzeniu mieli się go na proszek o największym znaczeniu dla jakości finalnego produktu. Aby uzyskać odmienne typy cementu, do klinkieru można dodawać różne substancje. Ostateczny produkt, czyli cement, jest pakowany. Obecnie stosuje się kilka podstawowych rodzajów cementu oznaczanych kolejno: CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV i CEM V.
Ile cementu na m3 betonu?
Wiemy już, jak powstaje cement, zatem czas na obliczenie jego ilości niezbędnej do przygotowania betonu – jest to bardzo ważny krok w procesie budowlanym. Istnieje kilka czynników mających wpływ na ilość potrzebnego cementu, takie jak: wymagana wytrzymałość, rodzaj konstrukcji i normy branżowe.
Wytrzymałość betonu ma duże znaczenie przy określaniu, ile cementu na m3 mieszanki potrzebujemy. Wartość tę podajemy w megapaskalach (MPa) i zależy ona od rodzaju konstrukcji oraz obciążenia betonu. W projektach w przypadku projektów wymagających wyższej wytrzymałości stosuje się beton o większym stosunku cementu do pozostałych składników. Natomiast dla prostych konstrukcji, takich jak chodniki czy ogrodzenia, można wykorzystać mniej wytrzymały beton, np. 20 MPa, co jednocześnie oznacza mniejsze zużycie cementu.
Rodzaj wykonywanej konstrukcji również jest ważny. Konstrukcje różnią się pod względem wielkości, zastosowania i obciążenia. Na przykład do przygotowania podłoża fundamentowego używa się innego rodzaju betonu i większej ilości cementu w porównaniu do materiału do wylewania ścianek działowych wewnątrz budynku. Wyspecjalizowane konstrukcje mogą wymagać specjalnych rodzajów betonu, np. wodoszczelnego o zwiększonej zawartości cementu i innych dodatków.
Nie możemy zapomnieć o przestrzeganiu norm branżowych i lokalnych przepisów dotyczących składu betonu. W różnych krajach i regionach mogą obowiązywać odmienne standardy, w tym co do ilości cementu użytej w konkretnych rodzajach konstrukcji.
Metody obliczania ilości cementu na m3 betonu
Poprawne wyliczenie odpowiedniej ilości cementu pozwala na osiągnięcie oczekiwanej wytrzymałości i jakości betonu, uniknięcie zbędnych kosztów oraz zapewnienie bezpiecznej i trwałej konstrukcji. Istnieje kilka technik na to obliczenie.
Jeden ze sposobów polega na oczekiwanej klasie betonu. Wyznacza ona jakość materiału i wytrzymałość na ściskanie na podstawie prób na kostkach sześciennych lub walcach. Zazwyczaj betony o wyższej wytrzymałości charakteryzują się większą zawartością cementu w przeliczeniu na worki. Na przykład typowy beton C12/15 zawiera około 190–220 kg cementu na 1 m3 betonu. Przyjmując, że standardowy worek cementu waży 25 kg, to z 8–9 worków uzyskamy 1 m3 betonu tej klasy. Dla porównania: betonu o wysokiej klasie wytrzymałości C100/115 używa się głównie w specjalnych projektach inżynierskich o wysokiej wytrzymałości i trwałości. Do otrzymania odpowiedniej mieszanki potrzeba aż 600–700 kg cementu na 1 m³ betonu, czyli w przybliżeniu 24–28 worków.
Wykorzystanie proporcji to kolejna metoda przydatna do obliczenia objętości cementu na m3 betonu. Ilość cementu ustala się w stosunku do pozostałych składników betonu, takich jak: piasek, woda i kruszywo. Oczywiście proporcje mieszanki betonowej mogą się znacznie różnić w zależności od założeń projektu i specyfikacji technicznych. Na przykład powszechnym współczynnikiem jest 1:2:3, gdzie na jedną jednostkę cementu przypadają dwie jednostki piasku i trzy kruszywa (np. żwiru lub tłucznia). Wtedy 1m3 betonu składa się z około 350 kg cementu, 700 kg piasku, 1200 kg kruszywa i 150 litrów wody, przy czym cement zwykle podaje się w przeliczeniu na 25-kilogramowe worki, natomiast piasek, kruszywo i wodę na 10-litrowe wiadra.
Jako bardzo ważny element budowy beton podlega rygorystycznym przepisom. Pamiętajmy, że producent każdego wyrobu budowlanego potwierdza w deklaracji właściwości użytkowych, że jego produkt wytworzono zgodnie z postanowieniami określonej normy. W Polsce zwykły ciężki i lekki beton podlega zharmonizowanej normie PN-EN 206+A2:2021-08 szczegółowo określającej wymagania co do składników betonu, właściwości mieszanki betonowej, ograniczeń składu betonu, jego specyfikacji, procedur kontroli produkcji, a także kryteriów oceny zgodności. Oznacza to, że minimalną zawartość cementu (kg/m3) w danej klasie betonu ściśle się kontroluje, na przykład co najmniej 280 kg cementu na 1 m3 wspomnianej klasy C16/20.
Ile piasku na worek cementu?
Piasek stanowi niezbędny składnik betonu, ponieważ wpływa na jego właściwości mechaniczne i trwałość. Zalecany stosunek piasku do cementu w betonie może się różnić dla poszczególnych klas betonu i rodzajów konstrukcji. To, ile piachu na worek cementu potrzebujemy, nieraz zależy od rodzaju piasku, jego wilgotności i jakości oraz norm i przepisów w danym kraju lub regionie.
Przyjrzyjmy się po raz kolejny przykładowemu betonowi klasy C16/C20, czyli inaczej B20. Proporcje cementu do piasku wynoszą tu w przybliżeniu: 1:1,5–2 (tzn. 1 część cementu do 1,5–2 części piasku). Jak już wspomnieliśmy, cement zwykle przeliczamy na 25-kilogramowe worki, podczas gdy piasek wyrażamy w wiadrach (10-, 12-litrowych) lub łopatach. Ta ostatnia miara nie brzmi zbyt precyzyjnie, ale jest bardzo praktyczna i łatwa do zastosowania na placu budowy. W ten sposób na 25 kg cementu (worek) powinno przypadać sześć łopat lub cztery wiadra piasku.
