Растворы - однородные системы, образованные двумя или большим числом компонентов. Компонент, содержание которого в растворе преобладает, обычно называют растворителем; компонент с меньшим содержанием называют растворенным веществом.

Способы выражения концентрации растворов

Количественное содержание компонента раствора, отнесенное к определенной массе или к определенному объему раствора или растворителя, называется концентрацией этого компонента. При этом содержание растворенного вещества обычно выражают в единицах массы, в молях или в эквивалентах.

Процентная концентрация (по массе) - это число единиц массы растворенного вещества, содержащихся в 100 единицах массы раствора. (Ниже процентная концентрация обозначена С%.) Так, 20% водный раствор КОН содержит 20 единиц массы КОН и 80 единиц массы воды.

Молярная концентрация (молярность) выражается числом молей растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквой М или См.

Моль - единица количества вещества. Моль - это количество вещества системы, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12С (6,022*10 в 23). Масса вещества, содержащаяся в 1 моле данного простого или сложного вещества, называется мольной массой. Мольная масса вещества, выраженная в граммах на моль, имеет то же численное значение, что и его относительная молекулярная масса.

Число молей простого или сложного вещества n находят из отношения массы m этого вещества в рассматриваемой системе к его мольной массе М:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его молярность равно числу миллимолей растворенного вещества.

Эквивалентная концентрация (нормальность) выражается числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквами N, н. или Сн.

Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое в данной реакции равноценно (эквивалентно) 1 молю атомов водорода (1,0079 г). Масса 1 эквивалента называется эквивалентной массой.

Выражение концентрации растворов в единицах нормальности значительно упрощает вычисление объемов растворов количественно реагирующих друг с другом веществ. Эти объемы обратно пропорциональны их концентрациям, выраженным в единицах нормальности:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его нормальность равно числу миллиэквивалентов растворенного вещества.

Концентрацию растворов выражают также через титр, т. е. массой (в г или мг) вещества, содержащегося в 1 мл раствора, и обозначают буквой Т. Найденную величину называют титром по растворенному (рабочему) веществу. В аналитической практике пользуются также титром по анализируемому веществу, т. е. массой (в г или мг) анализируемого вещества, эквивалентной тому количеству реагента, которое содержится в 1 мл раствора.

Например, титр 0,1 н H2SO4 (эквивалентная масса H2SO4 = 49,04 г/моль) равен:

При титровании этим раствором NaOH титр H2SO4, выраженный по анализируемому веществу NaOH (эквивалентная масса NaOH = 40,01 г/моль) равен:

Концентрацию растворов часто выражают в единицах моляльности - числом молей вещества, растворенного в 1 кг растворителя. Моляльность обозначают буквой m.

Формулы перехода от одних выражений концентрации растворов к другим

Примем следующие условные обозначения концентрации:

С% - процентная концентрация по массе;
А - число единиц массы растворенного вещества на 100 единиц массы растворителя;
Б - масса растворенного вещества в 1 л раствора;
Сн - число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора (нормальность);
См - число молей растворенного вещества в 1 л раствора (молярность);
m - число молей растворенного вещества на 1000 г растворителя (моляльность);
Э - эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль;
М - мольная масса растворенного вещества, г/моль;
d - относительная плотность.

Растворимость

Растворимость - величина, характеризующая способность вещества образовывать с данным растворителем однородную систему. Количественно растворимость газа, жидкости или твердого тела в жидком растворителе измеряется концентрацией насыщенного раствора при данной температуре.

Обычно растворимость твердых и жидких веществ выражают коэффициентом растворимости, т. е. массой вещества, растворяющегося при данных условиях в 100 единицах массы растворителя с образованием насыщенного раствора. (Насыщенным называется раствор, находящийся в равновесии с избытком растворяемого вещества.)

Каждой температуре соответствует определенная растворимость данного вещества в данном растворителе. Сведения о растворимости приводятся в справочниках.

Растворимость газов в жидкостях повышается с увеличением давления и, в большинстве случаев, с понижением температуры.

Растворимость жидких веществ в жидкостях может быть неограниченной, когда жидкие компоненты смешиваются друг с другом в любых отношениях (этиловый спирт - вода) и ограниченной в случае несмешивающихся жидкостей. В последнем случае расслаивание жидких компонентов системы зависит от температуры; обычно взаимная растворимость компонентов возрастает с температурой. Выше некоторой температурной точки, называемой критической точкой растворимости, взаимная растворимость компонентов системы становится неограниченной (расслаивания нет).

Растворимость твердых веществ в жидкостях может изменяться в широких пределах. Обычно она возрастает с повышением температуры. Однако некоторые вещества не подчиняются этому правилу: растворимость их или понижается с повышением температуры, или повышается только до некоторого предела, выше которого растворимость уменьшается.

Техника приготовления растворов

По точности выражения концентрации растворы делят на приблизительные, точные и эмпирические.

Растворы кислот и оснований приблизительной концентрации служат в качестве вспомогательных реагентов при выполнении аналитических, препаративных и других работ. Концентрацию подобных растворов рассчитывают либо по степени разбавления исходных веществ (растворов), либо по массе вещества (взвешивается на технических весах), растворенного в известной массе растворителя. Часто приблизительную концентрацию растворов определяют по величине плотности.

Растворы с точной, заранее установленной концентрацией, называемые рабочими, стандартными или титрованными растворами, служат для определения точной концентрации других растворов.

Концентрации многих растворов вспомогательных веществ (индикаторы, специфические реактивы и др.) устанавливаются эмпирически и приводятся в соответствующих прописях.

Независимо от того, какие по точности концентрации приготовляют растворы, применять следует только чистые исходные вещества и воду высокой степени очистки, а в ряде случаев (для растворов NaOH, Na2S2O3) - очищенную от CO2.

Следует иметь в виду, что скорость растворения твердого вещества зависит от размера его частиц (тонкоизмельченное растворяется быстрее).

Некоторые вещества не смачиваются водой и плавают на ее поверхности, образуя тонкую пленку. Для приготовления водных растворов подобных веществ рекомендуют порошок вначале облить небольшим количеством этилового спирта (если он инертен по отношению к компонентам раствора), а уже затем приливать воду.

Сосуды для растворения и хранения растворов оснований должны быть снабжены хлоркальциевыми трубками, заполненными аскаритом или натронной известью, чтобы защитить раствор от СO2. В некоторых случаях растворы следует хранить в атмосфере инертного газа (N2, СO2). Растворы веществ, разлагающихся под действием света, например AgNO3, следует хранить в сосудах из коричневого стекла или покрытых черным лаком (в крайнем случае обернутых в черную бумагу).

Приготовление водных растворов кислот приблизительной концентрации

Водные растворы кислот (H2SO4, HCl, HNO3) обычно приготовляют соответствующим разбавлением исходных химически чистых концентрированных кислот. Разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкость всегда легче отмерить, чем взвесить. Чтобы получить разбавленную кислоту (например, 1:5), к 5 объемам воды прибавляют 1 объем кислоты.

Процентное содержание концентрированных кислот контролируют по плотности, определяемой большей частью ареометром. Значения концентрации кислот в зависимости от плотности см. в справочниках.

Обращаться с концентрированными кислотами следует осторожно, так как они сильно действуют на кожу, разрушают одежду и обувь, портят полы и столы. При работе с концентрированными кислотами необходимо пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками.

При приготовлении разбавленных растворов кислот (в особенности H2SO4) следует приливать кислоту в воду тонкой струей при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой. Если при этом смесь сильно разогрелась, то ее охлаждают, после чего приливают следующую порцию кислоты.

Кислоту, попавшую на обувь или одежду, необходимо незамедлительно смыть большим объемом воды, нейтрализовать аммиаком или NaHCO3 и снова обмыть водой. Кислоту, разлитую на столе или на полу, засыпают песком, нейтрализуют Na2CO3, СаО, Са(ОН)2, СаСО3 и лишь после этого производят уборку.

При приготовлении разбавленных растворов из более концентрированных или путем смешения растворов разных концентраций, для расчета соотношения объемов удобно пользоваться так называемым правилом креста или смешения. Это правило может быть иллюстрировано схемой получения 5% (по массе) раствора разбавлением 20% раствора:

Правило креста распространяется и на случай, когда концентрация смешиваемых водных растворов выражена через плотность. Пусть дан водный раствор плотностью 1,57 г/см3. Нужно из него приготовить раствор с плотностью 1,20 г/см3. По правилу креста составляем схему:

отсюда следует, что нужно смешать 20 см3 раствора с р = 1,57 г/см3 с 37 частями по массе воды.

Расчет концентрации по правилу креста не отличается точностью, и пользоваться этим методом можно лишь для приготовления растворов приблизительной концентрации.

Приготовление безводного раствора хлорной кислоты

Раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте широко применяют в качестве титранта для кислотно-основного титрования в неводной среде.

Промышленность выпускает хлорную кислоту различной концентрации (от 42 до 70%), чаще всего в виде 57% водного раствора с плотностью около 1,50.

Избыточную воду из хлорной кислоты удаляют уксусным ангидридом:

Предварительно определив содержание воды в хлорной кислоте, последнюю растворяют в ледяной уксусной кислоте и рассчитывают, какой объем V1 (в мл) уксусного ангидрида необходим для удаления из хлорной кислоты избыточной воды:

где 100 - А - содержание воды в исходном растворе НСlO4, %; V - объем НСlO4, взятый для приготовления раствора, мл; р - плотность применяемого раствора HClO4, г/см3; p1 - плотность уксусного ангидрида, г/см3; 102 - молекулярная масса уксусного ангидрида; 18 - молекулярная масса воды.

Определенный объем HClO4 V постепенно, при непрерывном перемешивании, вливают в 800 мл ледяной уксусной кислоты, прибавляют V1 мл уксусного ангидрида, тщательно перемешивают, доводят объем раствора ледяной уксусной кислотой до 1 л и снова перемешивают. Через сутки раствор готов.

Приготовление растворов щелочей

При растворении NaOH или КОН необходимо пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками. Щелочи вызывают химический ожог кожи, разрушают одежду и обувь. Брать твердую щелочь руками запрещается.

Водные растворы NaOH и КОН. При растворении твердых NaOH и КОН в воде происходит сильное разогревание; поэтому насыщенные растворы щелочей приготовляют в термостойкой стеклянной или, лучше, в фарфоровой посуде, постепенно добавляя твердую щелочь при перемешивании, чтобы избежать местного перегрева.

На воздухе NaOH и КОН поглощают воду и СO2. Образующиеся карбонаты мало растворимы в концентрированном растворе щелочей и постепенно выпадают в осадок.

Концентрированные растворы щелочей при хранении в стеклянной посуде разрушают стекло, выщелачивая из него кремневую кислоту. Поэтому лучше хранить их в сосудах из полиэтилена.

Из концентрированных растворов получают разбавленные растворы щелочей, концентрацию которых контролируют по плотности. Ориентировочное значение объемов разбавляемого раствора щелочи и воды можно рассчитать и по правилу креста.

Приготовление 50% раствора NaOH, не содержащего карбонатов (по ГОСТ 4517-75), производят следующим образом: в фарфоровом стакане растворяют при постепенном добавлении и перемешивании 250 г NaOH в 250 мл дистиллированной воды. После охлаждения раствор переливают в полиэтиленовый сосуд, закрывают пробкой и выдерживают 2-3 недели, до полного осаждения NaCO3. Затем прозрачный раствор сифонируют стеклянной трубкой и соответственно разбавляют водой, не содержащей СO2.

Спиртовый раствор КОН. Растворимость NaOH и КОН в метиловом спирте выше, чем в этиловом. Однако поскольку метиловый спирт очень токсичен и огнеопасен, обычно используют этанольные растворы NaOH и КОН. Растворимость NaOH в этиловом спирте при 28 °С составляет 14,7%, а КОН - 27,9%.

Для приготовления раствора КОН применяют этиловый ректификованный спирт, предварительно очищенный от альдегидов.

Наиболее эффективен следующий способ очистки: раствор из 2 г AgNO3 в 5 мл дистиллированной воды вливают в 1200 мл этилового спирта, находящегося в склянке с притертой пробкой, и тщательно перемешивают. Отдельно растворяют 5 г КОН в 25 мл горячего этилового спирта, раствор охлаждают и вливают в спиртовой раствор AgNO3. Выпадает осадок Ag2O, которому дают осесть, фильтруют и отгоняют спирт. Этиловый спирт, очищенный этим способом, остается бесцветным несколько лет.

Спиртовой раствор КОН при хранении часто приобретает слабо-желтую окраску, вызываемую осмолением примесей. Для приготовления растворов КОН, не окрашивающихся при длительном хранении, рекомендуют спирт предварительно обработать бутилатом алюминия (5 г на 1 л спирта). Смеси дают постоять 3-4 недели при комнатной температуре, после чего спирт декантируют и растворяют в нем КОН.

Приготовление водного раствора аммиака

Поступающий в продажу водный раствор аммиака плотностью 0,901-0,907 г/см3 при 20 °С, содержит 25-27% NH3. Препарат и его разбавленные растворы вполне пригодны для выполнения большинства препаративных и вспомогательных лабораторных работ.

Газообразный аммиак вызывает раздражение глаз и слизистой оболочки носа, тошноту и головные боли. Все работы с аммиаком должны проводиться в вытяжном шкафу.

Из баллонного аммиака. Собирают установку (рис. 63). Баллон с аммиаком 1 устанавливают и закрепляют на подставке 2. Баллон соединяют с пустой промежуточной склянкой 3, к которой присоединены две поглотительные склянки 4 с раствором NaOH для поглощения СO2. Аммиак, очищенный от СO2, поступает в приемник 5, где находится дважды перегнанная дистиллированная вода, не содержащая СO2. Насыщение аммиаком проводят до достижения плотности раствора в приемнике 0,907 г/см3, что соответствует 25% раствору аммиака.

Для получения более концентрированного раствора приемник охлаждают водой со льдом в бане 8.

Склянка 6 - брызгоуловитель; склянка 7, содержащая раствор NaOH, предохраняет от попадания СO2 из воздуха в приемник.

Из водного аммиака. 500 мл водного аммиака помещают в круглодонную колбу вместимостью 1 л и осторожно прибавляют свежеприготовленную кашицу из 10 г СаО и воды.

Колбу соединяют с вертикально поставленным обратным холодильником, верхний конец которого закрывают трубкой с натронной известью, и оставляют раствор в покое на 18-20 ч. Затем собирают установку (рис. 64). Колбу 2 с водным аммиаком ставят на водяную баню 1 так, чтобы холодильник был направлен вверх под углом 45°, и соединяют верхний его конец через промежуточную колбу 4 с приемником - колбой 5, содержащей 300-400 мл воды, и закрытой трубкой с натронной известью 6. При нагревании водного аммиака на водяной бане газообразный аммиак поступает в приемник и полностью поглощается водой. Насыщение аммиаком проводят до достижения плотности раствора в приемнике 0,907 г/см3, что соответствует 25% раствору аммиака.

Приготовление рабочих растворов точной концентрации

Приготовление раствора из навески стандартного вещества. Взятую с точностью до 0,0002 г навеску высушенного стандартного вещества, которая приблизительно соответствует рассчитанной для получения определенного объема раствора заданной концентрации, аккуратно переносят в мерную колбу и растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды, не содержащей СO2. Полученный раствор при периодическом взбалтывании разбавляют водой, доводя объем раствора в мерной колбе несколько ниже метки. Затем колбу с раствором выдерживают 15-20 мин при 20°С и осторожно добавляют воду до метки. Колбу закрывают пробкой и содержимое взбалтывают в течение 15-30 мин.

Зная массу исходного вещества и объем раствора, вычисляют его концентрацию.

Для упрощения последующих расчетов удобно пользоваться поправкой на нормальность (или коэффициентом нормальности) К. Эта поправка представляет собой отношение нормальности приготовленного раствора к заданной нормальности раствора, выраженной целыми, десятыми или сотыми долями нормальности. Например, нормальность приготовленного раствора оказалась равной 0,1036 н., а заданная 0,1 н. В этом случае

При умножении объема пошедшего на титрование раствора на эту поправку К получают эквивалентный объем заданной концентрации (в данном случае 0,1 н.).

В табл. 3 приведены некоторые твердые стандартные вещества, с помощью которых точно устанавливается концентрация наиболее часто применяемых рабочих растворов.

Приготовление растворов из фиксаналов. Фиксаналы, или стандарт-титры, представляют собой точно отвешенное количество реактива или его раствора, запаянного в стеклянную ампулу. Как правило, в каждой ампуле содержится 0,1 эквивалента вещества. При количественном перенесении содержимого подобной ампулы в мерную колбу на 1 л и доведении объема раствора водой до метки при 20 °С получаются точно 0,1 н. растворы.

Выпускаются фиксаналы HCl, H2SO4, NaOH, КОН, Na2CO3, NaCl, Na2C2O4, H2C2O4-2H2O, K2Cr2O7, K2C2O4, Na2S2O3-5H2O, KMnO4, AgNO3, NH4SCN, KSCN, NaSCN, BaCl2-2H2O, (NH4)2C2O4-H2O, Na2B4O7-10H2O, KCl, K2CO3, NH4Cl, I2 и др.

Вначале теплой водой смывают надпись на ампуле и хорошо обтирают ее чистым полотенцем. В мерную колбу вместимостью 1 л вставляют воронку с вложенным в нее стеклянным бойком (обычно прилагается к каждой коробке фиксанала), острый конец которого должен быть обращен вверх (рис. 65). Ампуле с фиксаналом дают свободно падать так, чтобы тонкое дно ампулы разбилось при ударе об острый конец бойка. После этого другим стеклянным бойком пробивают боковое углубление ампулы и дают содержимому вытечь. Не меняя положения ампулы, в образовавшееся верхнее отверстие вставляют оттянутый в капилляр и изогнутый вверх конец трубки промывалки и сильной струей промывают ампулу изнутри. Затем струей воды из промывалки хорошо промывают наружную поверхность ампулы и воронку с бойком. Удалив ампулу из воронки, доводят уровень жидкости в колбе до метки. Колбу плотно закрывают и тщательно перемешивают раствор.

При пользовании фиксаналом 0,1 н. йода перед вскрытием ампулы необходимо поместить в мерную колбу 30-40 г KI для полного растворения йода.

Ампулы с фиксаналами твердых веществ (H2C2O4-2H2O, NaCl, KMnO4 и др.) вскрывают так же, как описано выше, но воронка должна быть совершенно сухая. Когда ампула разбита, содержимое ее осторожным встряхиванием высыпают в колбу, ампулу и воронку тщательно промывают дистиллированной водой.

Фиксанал AgNO3 при обычных условиях хранения через 2-3 года темнеет. Фиксаналы большинства других твердых веществ и кислот могут храниться неопределенно долгое время.

Фиксаналы NaOH, КОН пригодны только в течение 6 месяцев со дня их выпуска. Помутнение щелочных растворов - признак их порчи.

Рабочие растворы с точной концентрацией должны быть по возможности свежеприготовленными. Исключение составляют растворы KMnO4, титр которых следует устанавливать не ранее чем через 3-4 дня после их приготовления.

При хранении рабочих растворов следует периодически проверять их концентрацию. Рабочие растворы щелочей и тиосульфата натрия следует защищать от действия СО2 (хлоркальциевые трубки с натронной известью или аскаритом).

Сосуды с рабочими растворами должны иметь четкие надписи с указанием вещества, нормальности, поправочного коэффициента, даты изготовления и даты проверки концентрации.

Растворы с известной концентрацией, которые служат для определения концентрации других растворов, называются стандартными или рабочими. Это некоторые растворы кислот, щелочей, солей.

Метод точной навески. Предполагает работу с растворами, которые не меняют свою молекулярную массу и объем при взаимодействии с воздухом. К таким веществам относятся щавелевая кислота, сода, бура (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O), бихромат калия и ряд других веществ. На аналитических (погрешность таких весов составляет 0,0002г) весах точно взвешивают вещество и переносят в мерную колбу для растворения, доводят до метки растворителем (водой) и тщательно перемешивают.

Растворы точной навески можно приготовить лишь для немногих веществ. Эти вещества должны отвечать следующим требованиям:

Чистое вещество

Постоянный состав

Устойчивость вещества на воздухе и в растворе.

Такие соединения называются установочными. К ним относятся: щавелевая кислота (Н 2 С 2 О 4 · 2Н 2 О), тетраборат натрия (бура) (Na 2 B 4 O 7 · 12H 2 O), дихромат калия (K 2 Cr 2 O 7). Для всех других веществ растворы готовят из неточной навески или разбавлением.

Фиксанальный метод. Предполагает приготовление растворов из фиксаналов. Фиксанал - ампула с сухим веществом или раствором с точно известной концентрацией. Фиксанал разбивают и переносят в колбу для растворения. Этот метод считается наиболее точным.

Метод приблизительной навески. Предполагает работу с растворами, которые меняют свою массу на воздухе, например, перманганат калия. Работать с такими растворами нельзя, поэтому перед применением их в качестве стандартных, необходимо оттитровать другим раствором с точно известной концентрацией.

Метод разбавления. Из раствора с точно известной концентрацией готовят разбавлением раствор другой концентрации. Концентрация полученного раствора зависит от концентрации исходного.

1.5.Решение задач на приготовление растворов с массовой долей (%) концентрации.

Задача 1. Как приготовить 500 г раствора С 6 Н 12 О 6 с массовой долей равной 10% ?

Дано: Решение:

m (р-ра С 6 Н 12 О 6) = 500 г

ωС 6 Н 12 О 6 = 10% 1. Определяем массу С 6 Н 12 О 6 согласно

Формуле: m (в-ва) =

Найти: m (С 6 Н 12 О 6) = ? m (С 6 Н 12 О 6) =

2. Определяем массу воды согласно формуле:

m (р-ра) = m (р-ля) + m (вещ-ва), m (Н 2 О) = m (р-ра) – m (в-ва),

m (H 2 O) = 500 – 50 = 450 г.

Согласно формуле: , где ρ – плотность раствора, m – масса раствора, V – объём раствора. Определяем V (H 2 O) = .

Ответ: чтобы приготовить 500 г раствора глюкозы с массовой долей 10%, необходимо отвесить на весах 50 г глюкозы, отмерить любой мерной склянкой 450 мл воды, поместить этот раствор в любую подходящую посуду и перемешать.

Задача 2. Как приготовить 800 мл раствора NaCl с массовой долей равной 12% и плотностью равной 1,1 г/мл?

Дано: Решение:

V (р-ра) = 800 мл

ρ = 1,1 г/мл 1. Определяем массу р-ра NaCl согласно

Формуле: m (р-ра)=800 мл · 1,1г/мл = 880 г

Найти: m (NaCl) = ? m (H 2 O) = ?

2. Определяем массу NaCl согласно формуле: m (в-ва) =

3. Определяем массу воды согласно формуле:

m (Н 2 О) = m (р-ра) – m (в-ва),), m (Н 2 О) = 880 – 105,6 = 774,4 г или 774,4 мл, т.к. плотность воды равна 1 г/мл.

Ответ: для приготовлшения 800 мл раствора хлорида натрия с массовой долей равной 12 %, необходимо отвесить на весах 105,6 г NaCl, отмерить любой мерной склянкой 774,4 мл воды, поместить все это в любую подходящую посуду и перемешать.

Задача 3 Приготовить 100 г ра-ра MgSO 4 c ω = 2 % из р-ра MgSO 4 c ω = 10 % ?

Дано: Решение:

ω 1 (MgSO 4) = 10 %

m 2 (MgSO 4) р-ра = 100 г

ρ = 1,1 г/мл 1. Определяем массу чистого MgSO 4

Содержащегося в 100 г 2 % р-ра MgSO 4

Найти: m 1 (MgSO 4) = ? m (в-ва) = ,

m (H 2 O) = ? m (MgSO 4) =

2. Определяем массу р-ра MgSO 4 (исходного) с ω = 10 % содержащего 2 г чистого MgSO 4 , m 1 (MgSO 4) =

3. Определяем объём исходного (первого) р-ра MgSO 4 с ω = 10 %

V р-ра = , V р-ра (MgSO 4) =

4. Определяем массу Н 2 О, которая необходима для разбавления исходного раствора MgSO 4 .

m (H 2 O) = 100 – 20 = 80 г или для чистой воды 80 мл.

Ответ: для приготовления 100 г раствора MgSO 4 с массовой долей равной

2 % из раствора MgSO 4 с массовой долей 10 % и ρ = 1,1 г/мл, необходимо отмерить из бюретки 18,2 мл 10 % р-ра MgSO 4 , поместить их в колбу, добавить туда цилиндром 80 мл воды и перемешать.

Существует несколько способов приготовления растворов. По способу приготовления различают первичные и вторичные стандартные растворы.

1.
По точной навеске готовят первичные стандартные растворы, растворы стандартных установочных веществ, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

А) состав их должен строго соответствовать химической формуле;

б) вещества должны быть устойчивыми при хранении в растворе и в сухом виде (не окисляться, не поглощать диоксид углерода, воду, не терять кристаллизационную воду);

в) величина молярной массы эквивалента должна быть по возможности наибольшей для уменьшения погрешности взвешивания и титрования.

При приготовлении растворов по точной навеске задаются концентрацией раствора и его объемом. Основные этапы работы:

• 
  рассчитывают необходимую навеску для взвешивания с точностью до 0,0001 г по одной из формул:

где V

• 
  взвешивают точную навеску на аналитических весах;
• 
  взвешенную навеску количественно переносят в мерную колбу вместимостью, равной V р-ра, растворяют вещество, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают;
• 
  если взятая навеска отличается от теоретически рассчитанной, то концентрацию раствора пересчитывают, используя указанные выше формулы, например:

,
где V р-ра – объем раствора, см 3 ; m(Х) – практическая навеска, г.

2.
По приблизительной навеске готовят растворы нестандартных веществ или растворы приблизительной концентрации. Этапы работы такие же, как и при приготовлении растворов по точной навеске, но навеску рассчитывают с точностью не более, чем до 0,01 г и берут ее на технических весах. Точную концентрацию такого раствора устанавливают титрованием (часто растворами первичных стандартов) и рассчитывают по закону эквивалентов:

С экв 1 ·V 1 = C экв 2 ·V 2 (2.16)
Приготовленные таким образом растворы с точно установленной концентрацией называются вторичными стандартами или титрованными.

3.
Из фиксанала (норма-дозы, стандарт-титра) готовят первичные стандартные растворы точной концентрации. Фиксанал – стеклянная ампула, в которой содержится точно известное количество n экв вещества в кристаллическом виде или в виде раствора. Содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу, доводят уровень раствора до метки, раствор перемешивают. Концентрация раствора должна быть задана, а вместимость мерной колбы рассчитывают, используя формулу (2.6).

4.
Разбавлением концентрированных растворов готовят растворы многих веществ. В этом случае должны быть заданы объем разбавленного раствора, его концентрация и концентрация концентрированного раствора. Рассчитывают необходимый для разбавления объем концентрированного раствора, затем измеряют рассчитанный объем, переносят в мерную колбу или в мерный стакан, доводят уровень жидкости до метки дистиллированной водой и перемешивают. Если исходный раствор имел точную концентрацию и при его разбавлении использовали точную мерную посуду, то получают раствор точной концентрации. В противном случае получают раствор приблизительной концентрации, все расчеты ведут с точностью не более чем до 0,01, точную концентрацию устанавливают титрованием и рассчитывают по формуле (2.16).

Пример. Сколько грамм хлорида калия KCl потребуется для приготовления 2 дм 3 раствора:

а) с массовой долей, равной 30% и плотностью 1,110 г/см 3 ;

б) с титром, равным 0,001841 г/см 3 ;

в) с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,2000 моль/дм 3 .
Решение.

б) Для расчета используем формулу (2.12):

в) Для расчета можно использовать формулу (2.7):

m (KCl) = C экв (KCl) · V р-ра · M экв (KCl) = 0,2000·2·74,56 = 29,8240 г.

На выбор используемых пропорций бетона для фундамента влияет много факторов: параметры грунта, ожидаемые нагрузки, тип основания. Основу цементного раствора составляют цемент, песок, щебень или гравий и вода, его свойства напрямую зависят от качества и однородности перемешивания компонентов. Изменение регламентированных соотношений недопустимо, малейшие ошибки приводят к снижению прочности фундамента и, как следствие, риску разрушения несущих конструкций здания.

1. Необходимая марка
2. Пропорции для приготовления раствора
3. Какие требования предъявляются к компонентам?
4. Описание процесса приготовления бетона

Выбор марки бетона

К главным критериям относят геологические условия участка (рельеф, уровень и парциальное давление грунтовых вод на элементы фундамента, климат, глубина промерзания), тип основания, наличие или отсутствие подвала, высотность здания и другие весовые нагрузки. Сдерживающим фактором является бюджет работ, использовать высококачественные сорта бетона для строительства легких построек на дачных участках экономически нецелесообразно. Рекомендуемый минимум составляет:

• М400 – для домов свыше 3 этажей.
• М200-М250 – для каркасных и щитовых строений.
• М250-М300 – для построек из деревянного бруса.
• М300 – для малоэтажных зданий из керамзитовых, газосиликатных или ячеистых блоков.
• М350-М300 – при строительстве из кирпича или заливке несущих стен из монолитного бетона.

Указанные градации актуальны при возведении одно- или двухэтажных домов, при добавлении еще одного этажа целесообразно выбрать более высокую марку. Это же относится к готовым покупным растворам, особенно в случае приобретения его у непроверенного производителя. В целом, минимально допустимая прочность при бетонировании фундамента жилых домов на слабопучинистых грунтах составляет М200, при строительстве на менее устойчивых почвах она повышается.

При приготовлении растворов рабочей мерой является массовая или объемная доля вяжущего, к наиболее распространенным и удобным соотношениям относят 1:3:5 (цемент, песок, гравий, соответственно). Регламентированные пропорции в зависимости от требуемой прочности бетона составляют:

На прочность бетона в первую очередь влияет соотношение песка и цемента, но помимо строгого контроля за долей сухих компонентов отслеживается количество вводимой воды. При использовании портландцемента пропорции В/Ц составляют:

Марка вяжущего	Марка прочности бетона
	150	200	250	300	400
М300	0,65	0,55	0,50	0,40
М400	0,75	0,63	0,56	0,50	0,40
М500	0,85	0,71	0,64	0,60	0,46
М600	0,95	0,75	0,68	0,63	0,50

При строительстве фундамента на сухих грунтах допускается введение извести или глины в цементный раствор, эти компоненты повышают его пластичность. Рекомендуемые пропорции при применении портландцемента М400 составляют:

В частном строительстве определять отдельно массу всех засыпаемых ингредиентов неудобно, в качестве мерного инструмента обычно используется ведро. В этом случае все наполнители предварительно взвешиваются в сухом состоянии. Соотношение В/Ц во многом зависит от влажности песка, опытные застройщики вводят при замесе не более 80% от рекомендуемой доли воды и далее при необходимости (недостаточно пластичной консистенции) заливают ее порционно. Фибру, ПАД и другие пластификаторы добавляют в бетон в самом конце вместе с жидкостью, их доля обычно не превышает 75 г на 1 м3.

Требования к компонентам

Для приготовления цементного раствора для заливки фундамента используются:

• Свежий портландцемент, в идеале дата выпуска не превышает 2 месяца к началу бетонирования. Рекомендуемая марка – М400 или М500.
• Речной песок с размерами частиц в пределах 1,2-3,5 мм с примесями ила или глины не более 5%. Советуется проверить его чистоту (залить водой и отследить изменение цвета и осадка), просеять, при необходимости промыть и просушить.
• Чистый щебень или гравий с размерами фракций от 1 до 8 см, с лещадностью в пределах 20%. При приготовлении бетона для фундамента используются отсевы твердых пород, известняк не подходит из-за низкой прочности.
• Вода: водопроводная, без примесей и посторонних частиц.
• Добавки: противоморозные, пластифицирующие, упрочняющая фибра. Ввод таких примесей осуществляется со строгим соблюдением пропорций.

Важно понять принцип: крупнофракционный наполнитель вводится в раствор не только с целью замены более дорогого вяжущего, именно он придает необходимую жесткость. Минимальный предел прочности на сжатие у гравия или гранитного отсева составляет 800 кгс/см2, при его отсутствии бетон просто не выдержит весовую нагрузку. Смесь для фундамента без щебня готовится разве что при возведении его из отдельных блоков или плит, иногда – для быстрой заливки свайных опор.

Рекомендуемые пропорции цемента и песка для кладочных растворов – 1:3 или 1:2. Первое соотношение считается универсальным, второе выбирается при строительстве фундаментов на неустойчивых грунтах. На практике это означает, что на одно ведро цемента с маркой не ниже М400 (М500 при повышенных нагрузка) берется 2 или 3 просеянного кварцевого песка и не более 0,8 частей воды. Правильно приготовленная смесь по консистенции напоминает зубную пасту, для увеличения удобоукладываемости на 1 м3 вводится 75-100 г пластификаторов (жидкого мыла или других ПАД).

Как сделать цементный раствор для фундамента?

Процесс начинается с подготовки компонентов и бетономешалки, наличие последней обязательно при замесе бетонов для подземных конструкций. Количество стройматериалов рассчитывается заранее согласно объему фундамента и приобретается с небольшим запасом. Крайне важно провести заливку в один день, при самостоятельном приготовлении раствора все составляющие промываются и просушиваются заранее. Далее они засыпаются ведрами в бетономешалку в следующей последовательности: часть воды → песок и цемент → сухие присадки и фибра (при необходимости) → крупнофракционный наполнитель → оставшаяся жидкость небольшими порциями. После засыпки нового ингредиента барабан включается на 2-3 минуты, не более чем через 15 минут проводится выгрузка готового раствора.

Существует проверенный временем способ подбора правильных пропорций, выбираемых при отсутствии данных о размерах щебня. В этом случае ведро заполняется крупнофракционным наполнителем, встряхивается несколько раз и полностью покрывается водой. Полученный объем воды соответствует необходимой доле песка в растворе. После чего в ведро засыпается песок, еще раз заливается водой для определения доли цемента. Но такой подход некоторые считают сложным и устаревшим, к более правильным относят стандартный способ перерасчета массовой доли в объемную и засыпания компонентов в бетономешалку.

Для того чтобы самостоятельно приготовить цементный раствор для заливки фундамента, важно правильно подобрать компоненты, соблюсти необходимые пропорции материалов и учесть некоторые нюансы замеса и заливки.

От того насколько правильно и в каких пропорциях будут подобраны компоненты для раствора фундамента, зависит его качество и долговечность.

Материалы для смеси

Для того чтобы сделать бетон для фундамента, понадобится:

• вода;
• песок;
• цемент;
• щебень;
• добавки (при необходимости).

Вода для приготовления цементного раствора по возможности не должна содержать химических веществ (мазут, бензин и прочие). Обычная проточная вода – то, что надо.

Песок не должен быть илистым или глинистым. Жирные вещества создают пленки, которые препятствуют сцеплению компонентов между собой. В идеале в раствор идет мытый песок, чем чище, тем лучше.

Цемент различают по его марке. Самые распространенные – М300, М400 и М500. Чем выше марка цемента, тем выше качество получаемого раствора, то есть такие технические характеристики, как прочность на сжатие и на излом.

Соответственно целям строительства, размеру фундамента, выбирается конкретная марка цемента.

Для того, чтобы приготовить раствор для фундамента, потребуется вода, песок, цемент, щебень, а также, при необходимости, различные добавки.

Щебень не должен быть известняковым. Не стоит также добавлять гравий в качестве наполнителя для цементного раствора. Лучше взять колотый щебень. Его острые углы, неровные края цепляются друг за друга и тем самым увеличивают прочность бетона для фундамента. Цементно-песчаный, а также раствор на основе гравия, керамзита, других наполнителей будет менее прочным и потому в изготовлении бетона для фундамента не используется.

Добавки нужны, если требуется сделать раствор в особых условиях. Например, когда сделать раствор нужно в морозную погоду либо готовый фундамент частично или целиком будет находиться в воде, подвергаться воздействию агрессивной среды. Добавки смешиваются с водой согласно инструкции на упаковке. Стоит помнить, что любые добавки понижают марку бетона.

Способы приготовления

Существуют 2 основных способа замеса: механический (при помощи электрической бетономешалки) и ручной. Рассмотрим каждый отдельно.

Механический способ

Этот способ подразумевает покупку довольно дорогого инструмента – электрической бетономешалки. Так как заливка фундамента – это обычно самое начало стройки, то приобретение бетономешалки на этом этапе экономически обосновано. Итак, на объекте должны быть:

Схема устройства монолитного фундамента на песчано-гравийной подушке

• ведра;
• лопаты совковые;
• бочка под воду или шланг;
• бетономешалка;
• удлинитель (переноска).

Ведрами удобно носить песок и щебень, загружать цемент в бетономешалку. Кроме того, ведрами легко отмерить нужное количество каждого из компонентов и соблюсти при этом верные пропорции. Лопатами накидывают материалы в ведра.

Емкость бетономешалки зависит от размера строящегося здания и варьируется в пределах 50-300 л. Для постройки частного дома будет достаточно однофазной бетономешалки на 220 вольт. Более масштабные проекты, а также промышленные объекты могут потребовать трехфазную на 380 вольт. Для работы самой бетономешалки может понадобиться удлинитель, чтобы подать к ней электричество.

Все подготовленные компоненты (вода, цемент, песок, щебень) в нужных количествах загружают в чашу бетономешалки и включают аппарат. Массу доводят до однородного сметанообразного состояния. Раствор для заливки фундамента готов.

Ручной способ

Для замеса вручную понадобятся:

• ведра;
• лопаты совковые и штыковые;
• емкость;
• бочка под воду или шланг;
• тяпка.

В емкость для смешивания компонентов нужно налить воду (уже с добавками, если нужны), потом засыпать песок и цемент. Вручную раствор удобно замешивать в корыте или старой ванне при помощи тяпки или штыковой лопаты. Массу нужно сделать однородной, похожей на сметану. В самом конце останется только добавить колотый щебень и снова все перемешать. Раствор готов.

Хорошо, если есть возможность заливать фундамент непосредственно из бетономешалки или корыта – так можно сэкономить огромное количество времени и сил. Если такой возможности нет, то готовый цементный раствор при помощи совковой лопаты насыпают в ведра и заливают фундамент уже из них.

Пропорции

Цемент с песком замешивают в соотношении 1:3. Количество щебня строго не нормировано, но обычно его берут столько же, сколько взяли песка. Таким образом, на 1 ведро цемента приходится 3 ведра песка и 3 ведра щебня.

Количество воды подбирается каждый раз экспериментальным путем, так как зависит от многих факторов. Например, от влажности песка и воздуха. Важно добиться нужной консистенции (как сметана) и не переусердствовать с водой. Чем жиже раствор, тем ниже марка, а соответственно, хуже прочность получаемого в итоге бетона.

Заливка

Бетон плохо схватывается при температуре ниже +8 градусов по Цельсию (если в него не были включены морозостойкие добавки), поэтому лучше в холодную погоду не лить. Качество такого бетона будет хуже, чем у обычного, и с этим, увы, ничего нельзя сделать.

Процесс схватывания бетона не имеет ничего общего с высыханием! Если заливка приходится на жаркую солнечную сухую погоду, то добавлять в раствор дополнительную воду не нужно. В этом случае единственным правильным решением будет полив фундамента в течение нескольких дней просто из шланга, сверху, чтобы не дать бетону высохнуть. Если он высыхает, то начинает лопаться и трескаться.

Занимаясь строительством дома или беседки на дачном участке, каждый хозяин сталкивается с необходимостью закладки фундамента. Этот процесс сложный и ответственный, ведь нужно правильно подобрать материал и рассчитать соотношение компонентов. Поэтому перед началом работ следует тщательно изучить этапы строительства основания.

Благодаря невысокой себестоимости и исключительной долговечности наиболее популярным материалом для заливки фундамента считается бетон. В этой статье подробно рассмотрим тонкости работы с ним, чтобы даже начинающий мастер смог самостоятельно построить основание.

Состав готовят с учетом определенных пропорций из щебня (или гравия), песка и цемента. Какое соотношение составляющих требуется, зависит от результата, который необходимо получить. Щебень и песок служат наполнителями, цемент нужен как связка, скрепляющая компоненты в единый блок. Если образуется слишком большое количество полостей между песком и щебнем, то потребность в цементе возрастает. Чтобы свести их к минимуму, важно использовать щебень разных размеров: мелкие частицы заполнят полости между крупными, а песок – между мелкими.

Бетон затвердевает через месяц, но наиболее интенсивно этот процесс проходит в течение первой недели.

Виды бетона для заливки основания

Для приготовления раствора для фундамента подходит песок, размер частиц которого варьируется от 1,2 до 3,5 мм. Используют сыпучий материал без посторонних примесей. Допускается пятипроцентное содержание глины и ила, но это делает бетон менее прочным.

Определить качество состава поможет следующий эксперимент: насыпьте песок в емкость, разведите водой и тщательно взболтайте полученный раствор. Если вода останется чистой или немного потеряет прозрачность, значит, сырье высокого качества, а если сильно помутнеет – содержит примеси. Можно также оставить емкость постоять некоторое время. Если в итоге над песком появится осадок из глины, лучше не использовать такой сыпучий материал для строительства.

Тематический материал:

• Пропорции бетона для фундамента в ведрах
• Рецепт бетона для фундамента

В составе щебня тоже не должно быть примесей. Размер частиц составляет 1-8 см.

В строительной области различают следующие типы цемента:

1. Портландцемент (наиболее распространенный вариант, который используется при возведении разных сооружений).
2. Шлакопортландцемент (обладает высокой влагостойкостью и морозоустойчивостью, но медленнее затвердевает).
3. Пуццолановый портландцемент (применяется для возведения конструкций под водой и под землей благодаря исключительным влагостойким свойствам; в условиях воздушной среды дает сильную усадку и теряет прочность).
4. Быстротвердеющий цемент (застывает около 2 недель; работать с таким материалом необходимо без промедлений, так как он мгновенно схватывается, поэтому это не самый удачный вариант для начинающих строителей).

Таким образом, наиболее подходящим материалом для самостоятельной заливки монолитного фундамента дома или иной конструкции служит портландцемент.

Выделяют следующие марки цемента: … ПЦ 500, ПЦ 500 Д20, ПЦ 400 Д20, ПЦ 400 и пр. В соответствии с маркой меняется значение предела его прочности на сжатие, которое определяется для бетонного куба с гранями по 20 см и измеряется в кг/см2.

Готовим правильный раствор

Чтобы получить состав нужной вязкости, соблюдают определенные пропорции во время его приготовления. Соотношение равняется 1/3/5, где 1– цемент, 3 – песок, 5 – щебень.

Использование добавок позволит получить определенный вид цементного раствора: быстрозастывающий, гидрофобный, пуццолановый, цветной, сульфатостойкий, пластифицированный и т. д. В данном случае применяются разные марки от М 100 до М 600. Но чтобы получилась, например, смесь М 400, необязательно использовать цемент этой же марки.

Ниже приведена таблица соотношений, которая поможет в расчетах:

Если разводить цемент М 400 четырьмя ведрами воды в пропорции 1:4, то получится смесь М 100, а для приготовления раствора М 100 из М 500 добавляют пять ведер, то есть 1:5.

Чтобы приготовить бетон марки М 300 и М 400, вес компонентов должен превышать массу воды наполовину.

Если требуется получить 1 куб бетона (это V куба, каждая из сторон которого равна 1 м), то соотношение должно быть таким: полкуба песка, 0,8 щебня и наполнитель. Количество последнего зависит от целей, для которых требуется бетон. Учтите, что чем меньше раствор содержит цемента, тем более подвижным он получится. Важно знать, что на один куб нельзя закладывать цемента свыше 350 кг (это 7 мешков), увеличение нормы может спровоцировать разрушение.

Цена за куб цемента разная, чем выше марка, тем больше стоимость.

Для изготовления бетона используют бетономешалку, ящик из дерева, железную ванну или древесный настил. Важно следить за тем, чтобы в раствор не попал мусор и другие примеси. Для начала насыпают сухие составляющие – песок, щебень, цемент, тщательно их размешивают, чтобы получился однородный состав. Затем медленно добавляют воду, при этом помешивая до равномерного увлажнения. И только после этого приступают к заливке.

Имейте в виду, что цемент хранится недолго, с течением времени под действием влаги его марка снижается. После первого месяца теряется около 10 % прочности, через 3 – 20 %, за полгода этот показатель достигает 30-40 %.

Для заливки фундамента самой популярной единицей измерения становится ведро, поэтому мало кто с точностью соблюдает правильность пропорций. Не рекомендуется размешивать состав лопатой, так как бетон получится неоднородным. Таким образом, могут возникнуть потери и в итоге выйдет марка М 100. Но и этого хватит для строительства небольшого дома или беседки.

Даже если вы сильно отклонились от стандартов заливки фундамента, он все равно будет отличаться прочностью и выдержит большие нагрузки, поэтому подойдет для строительства дома. Но, по официальным нормативам, следует брать цемент М 300 или М 400, чтобы получить марку 200 и более.

Заливайте фундамент при теплой погоде, отрицательная температура провоцирует возникновение некоторых трудностей. Например, придется разогревать воду и сам состав, так как они могут замерзнуть еще до начала затвердевания. А когда пойдет застывание, без подогрева бетон станет замерзать из-за содержащейся в нем воды, а образовавшиеся кристаллы льда начнут разрушать фундамент изнутри.

Если соблюдать пропорции и готовить состав по стандартам, даже в домашних условиях раствор получится однородным и максимально приближенным к правильному варианту, поэтому не переживайте насчет его прочности.

Теперь вы знаете, какое соотношение компонентов необходимо, чтобы приготовить 1 куб бетона. Главное – точно рассчитать пропорции и стараться соблюдать технологию. Бетон – несложный в приготовлении состав, поэтому полученные знания помогут даже начинающему строителю без проблем возвести фундамент для дома или беседки.

Любое строительство не обходится без цемента.

Приготовление цементного раствора – важный этап, так как от него напрямую зависит крепость конструкции, прочность кладки, долговечность строения в целом.

Перед тем как приступить к замесу нужно понять, как правильно сделать цементный раствор требуемого качества.

Поэтому знать, как приготовить цемент правильно, какие марки следует использовать, какая должна быть консистенция, последовательность смешивания элементов и пропорции, должен каждый уважающий себя строитель. Делать принято из:

• цемента;
• песка;
• воды;
• добавок и пластификаторов.

Сначала нужно смешать сухие ингредиенты – цемент и песок в бетономешалке в пропорции 1:3.

В зависимости от последних принято выделять сульфатостойкий, гидрофобный, быстрозастывающий, пластифицированный, белый или цветной, пуццолановый, строительный и другие цементы. Кроме того, материал выпускается разных марок, от М100 до М600. Чем выше марка, тем прочнее и крепче будет раствор. Однако совсем не обязательно, чтобы сделать М200, приобретать цемент М200. В строительстве применяется технология смешивания цемента и песка. Разные пропорции составляющих помогут изготовить различные марки смеси.

Марка определяется как марка цемента, которую нужно поделить на количество песка. Например, имеется цемент М400. Если смешать ведро такого материала с 4 ведрами песка (пропорция 1:4), то марка приготавливаемого раствора определяется как 400/4=100 (марка цемента/количество песка=марка смеси). Чтобы сделать цементный состав той же марки из цемента М500, потребуется уже 5 ведер песка (500/5=100). Данная формула позволяет правильно определить исходные пропорции цементной смеси для различных марок. Теперь возникает вопрос: какая же марка раствора применяется в строительстве? Правильно ответить на него можно, только учитывая несколько факторов: марки строительных материалов и функциональное назначение смеси.

Применение смесей

Если добавить слишком много воды, цементный раствор получится жидким, соответственно прочность будет ниже, чем у густого.

Стандартно марка стройматериалов равняется марке цементного раствора. То есть для кирпичей М100 требуется цементный состав М100. Данное сочетание позволит сделать практически монолитную кладку. Но существуют и нюансы. Например, есть лицевая кладка из кирпича М350. Соответствующий раствор станет просто бессмысленным перерасходом материалов и средств, так как для лицевой кладки вполне достаточно сделать состав М115, смешать цемент и песок в пропорции 2:7. Такая смесь, если она приготовлена правильно, способна обеспечить достаточную устойчивость к осадкам и ветру, которые больше всего влияют на фасадные конструкции. Вместе с тем раствор М115 довольно прочный и подходит для швов, в него даже можно вбивать гвозди.

Если стены приходится делать из различных блоков, для соединения больше всего подойдет состав М100. Для забутовочной кладки, когда в расход идет кирпич М75, правильно делать раствор М75 (1 ведро цемента смешивается с 5,3 ведрами песка). Важно максимально точно соблюдать пропорции, иначе нехватка песка чревата быстрым высыханием смеси, а избыток – осыпанием. Вода не выводится отдельной пропорцией, но также имеет очень большое значение в консистенции и характеристиках. В зависимости от ее количества выделяют:

Таблица с инструкцией по приготовлению

• жирный состав – в нем слишком мало воды, раствор быстро застывает, но после высыхания дает трещины, недолговечный;
• нормальный – все компоненты смешаны правильно, пропорции соблюдены, застывает небыстро, зато в нем не появляются трещины, очень крепкий и надежный,
• тощий – слишком много воды, такой не схватится.

Вода обычно берется в половине объема цемента, но значение это условное. Добавлять воду нужно небольшими порциями, постепенно, постоянно следя за консистенцией смеси. Разница в хорошем и плохом – всего в 2% воды. Поэтому очень важно все делать постепенно, без спешки и по технологии, ведь от цементного раствора напрямую зависит качество и надежность конструкции.

Сегодня вместо добавок и пластификаторов многие строители предпочитают использовать обычное моющее средство. Добавление 50-100 г делает состав более пластичным и удобным в работе. Итак, определившись с маркой смеси, компонентами и пропорциями, пора приступать к самому важному – приготовлению раствора.

Приготовление цементного состава

Прибор для определения подвижности

Делать смесь можно как вручную, так и в бетономешалке. Второй способ гораздо удобнее, быстрее и эффективнее, особенно если речь идет о больших объемах. Крайне важно тщательно перемешать компоненты, чтобы добиться полной однородности, с мешалкой делать это гораздо легче. Классический рецепт предполагает залить в машину воду (примерно половину смеси), по необходимости она добавляется позже. В воду добавляется моющее средство. Затем в мешалку засыпается цемент и песок. Воды должно хватить на то, чтобы раствор равномерно перемешался. Самым удобным представляется сначала сделать пожиже, чтобы он хорошо перемешался, постепенно добавляя в него компоненты. Пропорции должны строго соблюдаться.

Обратите внимание, что моющее средство должно целиком раствориться в воде и образовать пену, равномерно распределяясь по всей смеси. Лучше всего песок и цемент смешиваются в жидком состоянии, поэтому самым разумным представляется высыпать в мешалку моющее средство, цемент, половину песка и примерно столько же воды, в конце замеса отрегулировав густоту. Вода с моющим средством мешается 3-5 минут, до образования однородной пенной массы. Половина песка и весь цемент мешаются еще 1-3 минуты. Добавляем оставшийся песок, регулируем воду. Последний замес длится еще 3-5 минут. Как показывает практика, в мешалку строители могут засыпать компоненты и в другом порядке, принципиально большого значения порядок не имеет. Главное, чтобы смесь получилась однородной, без комков, уплотнений и воздушных пузырьков.

Цемент в мешках различается по видам и на каждом из них стоит маркировка.

При смешивании вручную первыми идут песок и цемент, их мешают в сухом состоянии. Когда смесь становится ровного серого цвета, вся масса сгребается в одну грядку, на вершине которой делается углубление. В него небольшими порциями добавляется вода, с краев смесь подгребается и вымешивается. Операция повторяется несколько раз, пока раствор не достигнет нужной консистенции. Мешать состав лучше всего на доске или железном листе, но не на земле, чтобы в смесь не попали посторонние компоненты. Качественный цементный состав по консистенции напоминает сметану, не жидкий, но и не густой. След на поверхности такой смеси от руки или лопаты остается четкий, не расплывчатый.